王勁松，楊唯正，趙澤寧，魏佳佳

（1.天津理工大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院，天津 300384；2.智能計(jì)算及軟件新技術(shù)天津市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300384；3.計(jì)算機(jī)病毒防治技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，天津 300457）

0 概述

區(qū)塊鏈概念自2008 年被提出以來(lái)，引起了全世界廣泛關(guān)注，常見(jiàn)的區(qū)塊鏈應(yīng)用有比特幣［1］、以太坊［2］、EOS［3］、Hyperledger Fabric［4］、波卡［5］等。近年來(lái)，區(qū)塊鏈逐漸演變?yōu)橐环N提供可信溯源服務(wù)的服務(wù)架構(gòu)，各個(gè)行業(yè)都在積極探索區(qū)塊鏈的落地應(yīng)用［6］。然而，傳統(tǒng)區(qū)塊鏈只有一條單鏈，打包出塊無(wú)法并發(fā)執(zhí)行。為了提高傳統(tǒng)區(qū)塊鏈系統(tǒng)的交易執(zhí)行速度，一些研究者提出了多層區(qū)塊鏈、分片區(qū)塊鏈等技術(shù)。文獻(xiàn)［7］提出混合協(xié)商一致協(xié)議Goshawk，將兩層鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)、兩級(jí)工作量證明（Proof of Work，PoW）挖掘策略和票證投票機(jī)制巧妙地結(jié)合起來(lái)。文獻(xiàn)［8］提出的HIBEChain 是一個(gè)分層區(qū)塊鏈系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things，IoT）設(shè)備和數(shù)據(jù)的可擴(kuò)展和可問(wèn)責(zé)管理，其由多個(gè)許可區(qū)塊鏈組成，這些區(qū)塊鏈形成一個(gè)層次樹結(jié)構(gòu)。HIBEChain 通過(guò)將區(qū)塊鏈分片并行處理的方案實(shí)現(xiàn)了高可擴(kuò)展性。為了支持HIBEChain 的層次結(jié)構(gòu)，該文作者設(shè)計(jì)了一個(gè)基于身份的分散層次簽名方案DHIBS，使物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備能夠?qū)⑵渖矸萦米鞴€。

在上述研究基礎(chǔ)上，如果改變區(qū)塊的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)，將單鏈結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)橛邢驘o(wú)環(huán)圖（Directed Acyclic Graph，DAG）的網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，就可以實(shí)現(xiàn)并發(fā)寫入，提高交易確認(rèn)速度和吞吐量。假設(shè)在區(qū)塊打包時(shí)間不變的情況下網(wǎng)絡(luò)中可以并行打包n個(gè)區(qū)塊，則交易確認(rèn)速度就提高了n倍。由此，DAG 區(qū)塊鏈技術(shù)開始迅速發(fā)展。

本文介紹DAG 區(qū)塊鏈概念的提出和演化革新過(guò)程，對(duì)比分析該技術(shù)與傳統(tǒng)區(qū)塊鏈技術(shù)，歸納現(xiàn)有的DAG區(qū)塊鏈評(píng)估系統(tǒng)、方法以及評(píng)估結(jié)論。同時(shí)，從交易確認(rèn)速度、系統(tǒng)吞吐量、安全性、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)等4 個(gè)方面對(duì)DAG 區(qū)塊鏈的優(yōu)化方法進(jìn)行總結(jié)分析，介紹DAG 區(qū)塊鏈目前在數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)安全等場(chǎng)景中的應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上，闡述DAG 區(qū)塊鏈技術(shù)的研究現(xiàn)狀，并展望未來(lái)的發(fā)展方向。

1 DAG 區(qū)塊鏈的發(fā)展

1.1 DAG 區(qū)塊鏈的提出與發(fā)展

2013 年，ID 為avivz78 的以色列希伯來(lái)大學(xué)學(xué)者在bitcointalik.org 上首次將DAG 概念引入?yún)^(qū)塊鏈中作為共識(shí)算法（即GHOST 協(xié)議），將其作為比特幣的交易處理能力擴(kuò)容解決方案。

2015 年，LERNER［9］提出一種基于DAG 結(jié)構(gòu)的加密貨幣設(shè)計(jì)DagCoin，其中沒(méi)有固定的塊，并且每個(gè)交易都有自己的工作證明。此外，還提出了2 種優(yōu)化方法，允許存儲(chǔ)和動(dòng)態(tài)更新更低CPU 資源消耗的DAG 區(qū)塊鏈。通過(guò)將最新的交易存儲(chǔ)在快速緩存中，并在不能引用舊交易的地方使用檢查點(diǎn)，系統(tǒng)可以達(dá)到與比特幣一樣快的速度，甚至更快，DAG區(qū)塊鏈由此產(chǎn)生。DAG 區(qū)塊鏈?zhǔn)敲嫦蛭磥?lái)的新一代區(qū)塊鏈，是區(qū)塊鏈從容量到速度的一次革新。從圖論拓?fù)淠Ｐ徒嵌群暧^來(lái)看，其從單鏈結(jié)構(gòu)革新到樹狀和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從區(qū)塊粒度結(jié)構(gòu)細(xì)化到交易粒度結(jié)構(gòu)，并從單點(diǎn)寫入過(guò)程優(yōu)化到并發(fā)寫入過(guò)程。

隨著DAG 區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展，早期形成了以IOTA、Byteball、NANO 等3 種結(jié)構(gòu)為代表的DAG 區(qū)塊鏈體系，而后發(fā)展產(chǎn)生了前景良好的Conflux。目前，這4 個(gè)項(xiàng)目是落地運(yùn)行的主流DAG 區(qū)塊鏈項(xiàng)目。

2016 年，POPOV［10］提出了IOTA，其中最主要的創(chuàng)新是基于DAG設(shè)計(jì)的分布式賬本結(jié)構(gòu)——纏結(jié)（Tangle），其是一個(gè)既沒(méi)有區(qū)塊也沒(méi)有鏈的區(qū)塊鏈。在Tangle中，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)代表的是一個(gè)交易。IOTA中沒(méi)有區(qū)塊的概念，也沒(méi)有挖礦和礦工的概念，沒(méi)有挖礦和礦工就代表沒(méi)有交易費(fèi)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的吞吐量也很高，這是IOTA的顯著特點(diǎn)。IOTA DAG 區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 IOTA DAG 區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)Fig.1 IOTA DAG based blockchain structure

2016 年，CHURYUMOV［11］提出了Byteball，其在DAGCoin 的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新性地引入主鏈與見(jiàn)證人的概念，鼓勵(lì)驗(yàn)證多個(gè)父輩交易單元，形成一個(gè)隨著交易增長(zhǎng)、相互驗(yàn)證、安全性不斷加強(qiáng)的數(shù)字簽名Hash網(wǎng)絡(luò)。Byteball中包含一種創(chuàng)新的“主鏈”概念，即經(jīng)見(jiàn)證人認(rèn)定的最短路徑MC 的Parents 優(yōu)選算法。主鏈創(chuàng)造了一個(gè)全網(wǎng)共識(shí)確定的交易時(shí)間序列，巧妙地避免了雙花問(wèn)題。

文獻(xiàn)［12］提出的NANO 使用了委托權(quán)益證明（Delegated Proof of Stake，DPOS）共識(shí)機(jī)制，賬戶可以指定代表為其投票，得票最多的代表將處理分叉，這個(gè)代表會(huì)將分叉廣播到網(wǎng)絡(luò)，并觀察來(lái)自高權(quán)賬戶節(jié)點(diǎn)在固定時(shí)間內(nèi)的投票結(jié)果，以此來(lái)確定保留哪一個(gè)區(qū)塊。NANO 通過(guò)DPOS 機(jī)制保證了區(qū)塊的合理低能耗運(yùn)行，同時(shí)，其也使用到了PoW 機(jī)制，以確認(rèn)交易需要非常少的工作量證明。

Conflux［13］是一家公有區(qū)塊鏈系統(tǒng)研發(fā)商，其使用DAG 結(jié)構(gòu)并結(jié)合獨(dú)特的算法，使共識(shí)不再是擴(kuò)容的瓶頸。Conflux 協(xié)議將區(qū)塊組織成一個(gè)新的樹圖區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)，這是一個(gè)嵌入到有向無(wú)環(huán)圖中的樹。Conflux 為每個(gè)塊指定一個(gè)權(quán)重，該權(quán)重表示這個(gè)塊最終對(duì)其祖先塊的貢獻(xiàn)度。為了進(jìn)一步適應(yīng)環(huán)境變化，文獻(xiàn)［14］重新設(shè)計(jì)了Conflux 的共識(shí)協(xié)議，編碼了2 種不同的塊生成策略：一種允許快速確認(rèn)的樂(lè)觀策略，以及一種確保交易共識(shí)的保守策略。Conflux 使用自適應(yīng)權(quán)重機(jī)制將這2 種策略結(jié)合到一個(gè)統(tǒng)一的一致性協(xié)議中，以應(yīng)對(duì)不同的工作場(chǎng)景。

1.2 DAG 區(qū)塊鏈的演化與革新

隨著DAG 區(qū)塊鏈技術(shù)的不斷發(fā)展，研究者提出了許多新的DAG 區(qū)塊鏈技術(shù)（如Hashgraph 共識(shí)機(jī)制、SPECTRE 協(xié)議、PHANTOM 協(xié)議等），在去中心化機(jī)制、速度與并發(fā)方面都取得了進(jìn)展，但這些技術(shù)迄今為止還未落地實(shí)施。

文獻(xiàn)［15］提出的Hashgraph 在公鏈環(huán)境下實(shí)現(xiàn)了異步BFT 共識(shí)。傳統(tǒng)BFT 的一大問(wèn)題是消息復(fù)雜度太高，大量消耗網(wǎng)絡(luò)帶寬，且無(wú)法很好地應(yīng)對(duì)動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)，而Hashgraph 引入了Gossip 協(xié)議，同時(shí)運(yùn)用虛擬投票機(jī)制，避免在共識(shí)時(shí)引起突發(fā)大規(guī)模消息傳遞風(fēng)暴。文獻(xiàn)［16］分析了一種非常強(qiáng)大的區(qū)塊鏈替代技術(shù)——Hashgraphs，并解釋其架構(gòu)和功能，給出進(jìn)一步開發(fā)的方向和預(yù)測(cè)。文獻(xiàn)［17］對(duì)基于DAG 的模型IOTA 和Hashgraph 進(jìn)行了對(duì)比分析，并且對(duì)模型特征和功能進(jìn)行概述。同時(shí)，定義評(píng)估這2種區(qū)塊鏈所需標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)2個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了深入分析，并確定了IOTA 和Hashgraph 在IoT 中的應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)。

文獻(xiàn)［18］提出的SPECTRE協(xié)議采用了Block+DAG的“區(qū)塊有向無(wú)環(huán)圖”技術(shù)，可以并行挖礦，從而獲得更大的吞吐量和更快的交易確認(rèn)速度。該項(xiàng)技術(shù)是對(duì)中本聰提出的區(qū)塊鏈的泛化，解決了前者需要在安全性與擴(kuò)容能力之間進(jìn)行取舍的問(wèn)題，因而更適合建立速度更快或規(guī)模更大的區(qū)塊。但是該協(xié)議在受到“雙花”攻擊時(shí)，攻擊區(qū)塊在發(fā)布以前幾乎不會(huì)與誠(chéng)實(shí)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的區(qū)塊相關(guān)聯(lián)，因?yàn)樵谶@個(gè)階段誠(chéng)實(shí)區(qū)塊不知道這些攻擊區(qū)塊的存在，所以自然不會(huì)引用它們。綜合來(lái)看，這些惡意攻擊都有一個(gè)顯著特點(diǎn)：惡意節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的區(qū)塊與誠(chéng)實(shí)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的區(qū)塊之間的連通度比較低，反之，誠(chéng)實(shí)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的區(qū)塊之間的連通度會(huì)比較高。文獻(xiàn)［19］中的Hycon 使用SPECTRE 協(xié)議作為共識(shí)機(jī)制來(lái)保證交易速度和靈活性，其主要特性是快速交易確認(rèn)時(shí)間、鏈上交易擴(kuò)展性（在2 MB/s 的連接中高達(dá)3 000 筆交易每秒的吞吐量）、同步出塊（基于DAG 結(jié)構(gòu)位置而不是時(shí)間先后鏈接區(qū)塊）以及智能合約。

文獻(xiàn)［20］介紹了一種在任何網(wǎng)絡(luò)狀況下都是安全的交易確認(rèn)協(xié)議PHANTOM。PHANTOM 不會(huì)受到比特幣協(xié)議所面臨的安全性和可擴(kuò)展性需要權(quán)衡的問(wèn)題，其利用帶區(qū)塊的有向無(wú)環(huán)圖blockDAG 作為比特幣區(qū)塊鏈的一個(gè)擴(kuò)展，支持生成更快和更大的區(qū)塊，但需要更長(zhǎng)的時(shí)間傳播。PHANTOM 在blockDAG 上使用貪婪算法來(lái)區(qū)分誠(chéng)實(shí)節(jié)點(diǎn)正確挖礦的區(qū)塊和選擇偏離挖礦協(xié)議的非合作節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建的塊。利用這一特點(diǎn)，PHANTOM 在blockDAG 上提供了一個(gè)健壯的完整命令，最終使得所有誠(chéng)實(shí)節(jié)點(diǎn)達(dá)成共識(shí)。文獻(xiàn)［21］提出的PHANTOM 協(xié)議的投票原則正是基于這個(gè)原理，通過(guò)判斷不同區(qū)塊間的連通度進(jìn)行投票。

1.3 傳統(tǒng)區(qū)塊鏈與DAG 區(qū)塊鏈的對(duì)比

傳統(tǒng)的區(qū)塊鏈將交易打包在塊中形成鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)［22］，而基于DAG 的分布式賬本將交易作為邊存儲(chǔ)在有向無(wú)環(huán)圖中，這就使得傳統(tǒng)區(qū)塊鏈在安全性方面更加突出［23］，而DAG 區(qū)塊鏈在效率上更為突出。文獻(xiàn)［24］比較了傳統(tǒng)區(qū)塊鏈和DAG 區(qū)塊鏈在分布式設(shè)計(jì)上相關(guān)的特性，同時(shí)研究了優(yōu)化分類賬戶維護(hù)、共識(shí)機(jī)制、交易確認(rèn)可信度、分類賬戶大小以及可擴(kuò)展性問(wèn)題的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。文獻(xiàn)［25］研究了區(qū)塊鏈中的3 種主流共識(shí)機(jī)制，即PoW、權(quán)益證明（Proof of Stake，PoS）和有向無(wú)環(huán)圖，并根據(jù)生成新區(qū)塊的平均時(shí)間、確認(rèn)延遲、每秒交易確認(rèn)數(shù)（Transactions Per Second，TPS）和交易確認(rèn)失敗概率進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，共識(shí)過(guò)程受網(wǎng)絡(luò)資源（包括計(jì)算能力、緩沖區(qū)大小等）和網(wǎng)絡(luò)負(fù)載條件的影響，且PoW 和PoS對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的變化更敏感，而DAG 對(duì)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載條件更敏感。與PoW 和PoS 不同，在DAG 中創(chuàng)建新區(qū)塊不存在競(jìng)爭(zhēng)，所有交易都是直接或間接關(guān)聯(lián)的。文獻(xiàn)［26］從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、共識(shí)機(jī)制、交易模型這3 個(gè)方面對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的分散共識(shí)系統(tǒng)進(jìn)行了研究。對(duì)基于鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)區(qū)塊鏈的系統(tǒng)（如比特幣和以太坊）和基于DAG 的分布式賬本（如IOTA 和Byteball）進(jìn)行了綜合比較，通過(guò)分析和總結(jié)利弊，發(fā)現(xiàn)基于DAG 的分布式賬本在可擴(kuò)展性、交易確認(rèn)速度和分散性方面更優(yōu)異。文獻(xiàn)［27］指出，基于DAG 的分布式賬本因其具有高并發(fā)特性，有望突破傳統(tǒng)區(qū)塊鏈中的性能瓶頸，且在基于DAG 的分布式賬本中，最為核心和關(guān)鍵的技術(shù)是共識(shí)機(jī)制，并為此對(duì)該關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究。本文對(duì)DAG 區(qū)塊鏈技術(shù)與傳統(tǒng)區(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)行了對(duì)比，如表1 所示。

表1 DAG 區(qū)塊鏈技術(shù)與傳統(tǒng)區(qū)塊鏈技術(shù)的對(duì)比Table 1 Comparison of DAG based blockchain technology and traditional blockchain technology

2 DAG 區(qū)塊鏈的評(píng)估

2.1 評(píng)估系統(tǒng)

DAG 區(qū)塊鏈采用不同的優(yōu)化機(jī)制，為評(píng)估這些優(yōu)化機(jī)制的有效性，一些研究者設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了DAG 區(qū)塊鏈仿真系統(tǒng)對(duì)DAG 區(qū)塊鏈的關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估。文獻(xiàn)［28］提出了一個(gè)基于DAG 的可配置交互式分布式賬本技術(shù)（Distributed Ledger Technology，DLT）仿真框架CIDDS，以實(shí)現(xiàn)數(shù)千節(jié)點(diǎn)級(jí)的大規(guī)模仿真，使用戶能夠使用數(shù)千個(gè)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行大規(guī)模模擬，并在受控條件下研究網(wǎng)絡(luò)的不同特性。文獻(xiàn)［29］為基于DAG 的加密貨幣提供了一個(gè)異步、連續(xù)時(shí)間和多代理的仿真框架DAGsim，對(duì)系統(tǒng)中誠(chéng)實(shí)和半誠(chéng)實(shí)的參與者進(jìn)行建模，以分析特定加密貨幣IOTA 的行為。模擬結(jié)果表明，具有低延遲和高連接度的代理在網(wǎng)絡(luò)中以誠(chéng)實(shí)和半誠(chéng)實(shí)策略接受交易的概率更高。文獻(xiàn)［30］擴(kuò)展了DAGsim 模擬器，提出分層分析模型來(lái)探索確認(rèn)正態(tài)分布，并發(fā)現(xiàn)確認(rèn)正態(tài)分布在DAG 層中，這導(dǎo)致了高斯模型的特征化。同時(shí)，利用該模型估計(jì)專用物聯(lián)網(wǎng)的RWT，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。文獻(xiàn)［31］提出一個(gè)DAG 區(qū)塊鏈的性能評(píng)估框架DAGBENCH。該框架提供了許多示例工作負(fù)載和適配器，可以有效且輕松地評(píng)估不同的DAG，從吞吐量、延遲、可擴(kuò)展性、成功指標(biāo)、資源消耗、交易數(shù)據(jù)大小、交易費(fèi)用等各個(gè)方面衡量性能。

2.2 評(píng)估結(jié)論

一些研究者對(duì)現(xiàn)有DAG 區(qū)塊鏈系統(tǒng)不同方面的屬性進(jìn)行了評(píng)估。文獻(xiàn)［32］對(duì)基于DAG 的區(qū)塊鏈系統(tǒng)進(jìn)行了全面分析，通過(guò)解構(gòu)開源系統(tǒng)和回顧學(xué)術(shù)研究，總結(jié)系統(tǒng)的主要組成部分和特征屬性，并提出了建立DAG 區(qū)塊鏈的方法。該文指出：1）基于DAG 的區(qū)塊鏈由于其不兼容的設(shè)計(jì)、缺乏標(biāo)準(zhǔn)、不可靠的安全性、不同的性能和未完成的實(shí)現(xiàn)，距離商業(yè)應(yīng)用仍然較遠(yuǎn)；2）DAG 結(jié)構(gòu)有可能提高可擴(kuò)展性和性能，但不可避免地會(huì)犧牲某些屬性，如一致性和終結(jié)性；3）基于DAG的系統(tǒng)各不相同，一個(gè)統(tǒng)一的形式化模型很難涵蓋所有關(guān)鍵點(diǎn)，相反地，一個(gè)松散和非正式的模型對(duì)于更好地理解不同的DAG區(qū)塊鏈系統(tǒng)非常有益；4）雖然將DAG結(jié)構(gòu)應(yīng)用于經(jīng)典的分布式系統(tǒng)和區(qū)塊鏈系統(tǒng)是一個(gè)相當(dāng)具有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題，但許多相關(guān)系統(tǒng)的研究已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展。文獻(xiàn)［33］研究了物聯(lián)網(wǎng)中網(wǎng)絡(luò)負(fù)載對(duì)基于DAG 的區(qū)塊鏈共識(shí)過(guò)程的影響，利用馬爾科夫鏈模型說(shuō)明基于DAG 的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的共識(shí)中的動(dòng)態(tài)過(guò)程，在交易到達(dá)率波動(dòng)引起的不穩(wěn)定狀態(tài)下，分析了累積權(quán)重和交易確認(rèn)延遲等關(guān)鍵性能指標(biāo)。文獻(xiàn)［34］對(duì)具有代表性的基于DAG 的區(qū)塊鏈IOTA 進(jìn)行了一系列全面的實(shí)驗(yàn)研究，主要從性能和安全兩個(gè)方面特性出發(fā)，揭示了以下事實(shí)：1）物聯(lián)網(wǎng)的吞吐量高于傳統(tǒng)區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)的吞吐量，但是即使是在放大配置的情況下也遠(yuǎn)低于白皮書中報(bào)告的數(shù)千TPS；2）數(shù)據(jù)庫(kù)查詢嚴(yán)重影響物聯(lián)網(wǎng)的性能，甚至超過(guò)PoW 計(jì)算過(guò)程。文獻(xiàn)［35］介紹了一組關(guān)于IOTA的綜合性實(shí)驗(yàn)研究。IOTA是DAG 區(qū)塊鏈的代表，該文主要從性能、安全性、系統(tǒng)魯棒性等3 個(gè)方面展示其獨(dú)特的特性，同時(shí)開發(fā)了一系列基準(zhǔn)工具，并進(jìn)行了基礎(chǔ)配置，以使用現(xiàn)實(shí)中的私有物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試。文獻(xiàn)［36］通過(guò)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，基于DAG 的分布式賬本缺乏詳細(xì)的性能評(píng)估，與傳統(tǒng)區(qū)塊鏈相比，基于DAG 的DLT 在設(shè)計(jì)上提供了更好的性能和可擴(kuò)展性，并且重點(diǎn)研究了DAG 區(qū)塊鏈在物聯(lián)網(wǎng)中的性能評(píng)估。綜上所述，DAG 區(qū)塊鏈在交易確認(rèn)速度、吞吐量以及可擴(kuò)展性方面相對(duì)于傳統(tǒng)區(qū)塊鏈有較大提升，但在安全性、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、可實(shí)施性等方面較傳統(tǒng)區(qū)塊鏈還有較大的差距。

3 DAG 區(qū)塊鏈的優(yōu)化

DAG 區(qū)塊鏈具有可擴(kuò)展、不兼容等特性，因此，研究者在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)交易確認(rèn)速度、系統(tǒng)吞吐量、安全性、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行優(yōu)化，以使其適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景。

3.1 優(yōu)化交易確認(rèn)速度的方法

現(xiàn)有優(yōu)化交易確認(rèn)速度的方法主要有：1）通過(guò)優(yōu)化交易網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)增強(qiáng)并發(fā)性，加快交易確認(rèn)速度；2）通過(guò)優(yōu)化纏結(jié)共識(shí)算法加快交易確認(rèn)速度；3）通過(guò)優(yōu)化交易傳輸加快交易確認(rèn)速度。表2 簡(jiǎn)要結(jié)歸納了部分DAG 區(qū)塊鏈優(yōu)化交易確認(rèn)速度的方法。

表2 DAG 區(qū)塊鏈優(yōu)化交易確認(rèn)速度的方法歸納Table 2 Induction of method for optimizing transaction confirmation speed in DAG based blockchain

文獻(xiàn)［37-41］針對(duì)交易網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化。文獻(xiàn)［37］描述了DAG 區(qū)塊鏈的優(yōu)勢(shì)，解決了傳統(tǒng)區(qū)塊鏈技術(shù)交易確認(rèn)速度慢、擴(kuò)展性差等問(wèn)題，并表明有向無(wú)環(huán)圖是通過(guò)形成平行鏈而不是普通區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的單個(gè)鏈來(lái)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的交易速度和擴(kuò)展信道寬度的。文獻(xiàn)［38］提出一個(gè)可擴(kuò)展性模型3D-DAG。該模型由主鏈和側(cè)鏈兩層組成，分別用于維護(hù)軸心序列和提高并行性。主鏈?zhǔn)褂媒?jīng)典的區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和PoW 共識(shí)機(jī)制來(lái)繼承比特幣對(duì)資產(chǎn)交易的強(qiáng)大信任和安全性，而DAG用于構(gòu)建側(cè)鏈，以實(shí)現(xiàn)細(xì)粒度的并行交易處理。文獻(xiàn)［39］對(duì)基于DAG 加密貨幣的固有結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有基于區(qū)塊鏈的加密貨幣進(jìn)行多次嘗試，突破交易處理速度的限制，產(chǎn)生了多種形式的解決方案，如側(cè)鏈、鏈外或數(shù)據(jù)分片，其中，基于DAG 的加密貨幣具有更快的交易發(fā)行和確認(rèn)速度。然而，現(xiàn)有基于DAG 的加密貨幣也存在性能不穩(wěn)定的問(wèn)題，因此，研究者構(gòu)建了基于DAG 的加密貨幣在計(jì)算參數(shù)時(shí)的通用性能模型。根據(jù)導(dǎo)出的模型，提出一些新的策略來(lái)提高基于DAG 的加密貨幣系統(tǒng)的性能，該系統(tǒng)鼓勵(lì)加密貨幣的參與者（包括交易者和節(jié)點(diǎn)）在保持賬本健壯性的同時(shí)提高交易處理速度。文獻(xiàn)［40］提出一種無(wú)權(quán)限區(qū)塊鏈DLattice，該區(qū)塊鏈具有一種新的雙DAG體系結(jié)構(gòu)DLattice，其中每個(gè)賬戶都有自己的賬戶DAG，所有賬戶組成一個(gè)更大的節(jié)點(diǎn)DAG 結(jié)構(gòu)。DLattice 使每個(gè)帳戶的DAG 的增長(zhǎng)并行，且不受其他帳戶無(wú)關(guān)交易的影響。文獻(xiàn)［41］提出一種輕型區(qū)塊鏈體系結(jié)構(gòu)V-lattice，該體系結(jié)構(gòu)使用了VANET的DAG晶格結(jié)構(gòu)。在V-Lattice 中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)（車輛或路邊單元）都有自己的賬戶鏈，其生成的電子交易可以異步和并行地添加到區(qū)塊鏈中，資源受限的車輛可以存儲(chǔ)修剪后的區(qū)塊鏈，并正常執(zhí)行與區(qū)塊鏈相關(guān)的操作。

文獻(xiàn)［42-44］針對(duì)共識(shí)算法進(jìn)行優(yōu)化。文獻(xiàn)［42］介紹了Re Tangle，這是一種新型的基于DAG 的區(qū)塊鏈加速架構(gòu)，其探索了以低能耗成本執(zhí)行大規(guī)模并行操作的可能性。文獻(xiàn)［43］對(duì)IOTA DAG 架構(gòu)中的纏結(jié)連接機(jī)制進(jìn)行了簡(jiǎn)單優(yōu)化，以確保所有交易在有限時(shí)間內(nèi)得到驗(yàn)證，并保留蒙特卡羅選擇算法的基本特征。該文提出一種新的混合小費(fèi)選擇算法，解決了DAG 區(qū)塊鏈的分叉問(wèn)題，并可以在有限時(shí)間內(nèi)驗(yàn)證所有交易。改進(jìn)后的算法提高了交易入鏈的速度，但在一定程度上降低了原算法的安全性，可能導(dǎo)致惡意纏繞鏈的現(xiàn)象，如雙花攻擊。文獻(xiàn)［44］指出，有向無(wú)環(huán)圖正成為分布式賬本技術(shù)替代傳統(tǒng)區(qū)塊鏈體系結(jié)構(gòu)的一個(gè)有效的替代方案，通過(guò)對(duì)IOTA DAG 架構(gòu)中纏結(jié)連接機(jī)制改進(jìn)，能夠確保所有交易在有限時(shí)間內(nèi)得到驗(yàn)證。

文獻(xiàn)［45-46］針對(duì)數(shù)據(jù)交易傳輸過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化。文獻(xiàn)［45］闡述了區(qū)塊鏈和DAG 有向無(wú)環(huán)圖的基礎(chǔ)及其演變過(guò)程，DAG 試圖解決區(qū)塊鏈中的大多數(shù)問(wèn)題，并為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)構(gòu)建一個(gè)穩(wěn)定的系統(tǒng)。其中，MAM 是一種輔助數(shù)據(jù)通信協(xié)議，其增加了通過(guò)DAG 釋放和訪問(wèn)加密數(shù)據(jù)流（如RSS）的能力。文獻(xiàn)［46］提出了拜占庭共識(shí)協(xié)議Blockmania，其中，節(jié)點(diǎn)發(fā)出的塊形成一個(gè)有向無(wú)環(huán)圖，隨后由每個(gè)節(jié)點(diǎn)分別解釋，以確保安全、活躍和最終的一致性，由于解釋由每個(gè)節(jié)點(diǎn)獨(dú)立執(zhí)行，因此不需要跨節(jié)點(diǎn)在消息中攜帶證據(jù)，從而提高了效率。

3.2 優(yōu)化系統(tǒng)吞吐量的方法

優(yōu)化DAG 區(qū)塊鏈系統(tǒng)的吞吐量可以進(jìn)一步增強(qiáng)其應(yīng)對(duì)短時(shí)高并發(fā)數(shù)據(jù)的處理能力，更加適用于物聯(lián)網(wǎng)等環(huán)境。目前在該方向中有分片并行計(jì)算、修改區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)、優(yōu)化共識(shí)機(jī)制這3 種方法。表3 簡(jiǎn)要?dú)w納了DAG 區(qū)塊鏈優(yōu)化系統(tǒng)吞吐量的方法。

表3 DAG 區(qū)塊鏈優(yōu)化系統(tǒng)吞吐量的方法歸納Table 3 Induction of method for optimizing system throughput in DAG based blockchain

文獻(xiàn)［47-48］提出分片并行計(jì)算方法。文獻(xiàn)［47］設(shè)計(jì)了一個(gè)新的區(qū)塊鏈系統(tǒng)DEXON。首先，為區(qū)塊鏈提供了一個(gè)高度可擴(kuò)展、采用任意數(shù)量的單鏈分片框架，并將該框架轉(zhuǎn)換為塊晶格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了高可擴(kuò)展性和低交易確認(rèn)延遲，且具有漸近最優(yōu)的通信開銷。塊晶格結(jié)構(gòu)是由許多單鏈組成的有向無(wú)環(huán)圖。然后，使用總排序算法在區(qū)塊鏈上達(dá)成共識(shí)，從而確保所有用戶認(rèn)可所有區(qū)塊的排序。由于單鏈可以同時(shí)增長(zhǎng)，因此DEXON 的吞吐量可以很容易地?cái)U(kuò)展。文獻(xiàn)［48］則構(gòu)建一個(gè)并行挖掘模型來(lái)提高基于狀態(tài)的區(qū)塊鏈的TPS。

文獻(xiàn)［13-14，49-51］針對(duì)DAG 區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。除了上文提到的Conflux 協(xié)議［13-14］之外，文獻(xiàn)［49］分析了比特幣和基于區(qū)塊鏈的比特幣NG 系統(tǒng)的特點(diǎn)，提出了一種改進(jìn)的區(qū)塊鏈系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法，用圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)代替原有的區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)GraphChain。GraphChain是一種特制的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并非典型的DAG，其中每個(gè)區(qū)塊代表一筆交易，同時(shí)包含交易員的余額狀態(tài)，通過(guò)將原有爭(zhēng)奪采礦者的方式改為選舉和平行開采來(lái)提高資源利用率。文獻(xiàn)［50］提出了一種鏈的替代結(jié)構(gòu)，由帶區(qū)塊的有向無(wú)環(huán)圖組成，其允許以更高的速率運(yùn)行。DAG 結(jié)構(gòu)是通過(guò)允許塊引用多個(gè)前輩而創(chuàng)建的，并且需要交易接受規(guī)則，這些規(guī)則甚至包含來(lái)自看似沖突的塊的交易。該規(guī)則從DAG 內(nèi)選擇主鏈，然后有選擇地將鏈外區(qū)塊的內(nèi)容合并到日志中，前提是它們與以前包含的內(nèi)容不沖突。因此，系統(tǒng)可以容忍傳播時(shí)間較長(zhǎng)的較大數(shù)據(jù)塊，并且可以增加交易量。文獻(xiàn)［51］提出了收斂有向無(wú)環(huán)圖CDAG 以替代其他區(qū)塊鏈協(xié)議中使用的鏈和DAG 結(jié)構(gòu)。CDAG 允許對(duì)分類賬進(jìn)行多次并行更新，并在下一步將其聚合，從而保證了區(qū)塊鏈的最終一致性。CDAG 將更新劃分為不相交的交易桶，以防止沖突塊的生成，并將時(shí)間劃分為多個(gè)時(shí)隙，以便為它們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)中傳播提供足夠的時(shí)間，通過(guò)多個(gè)同步更新提高吞吐量。

文獻(xiàn)［52-54］針對(duì)共識(shí)機(jī)制進(jìn)行優(yōu)化。文獻(xiàn)［52］介紹了一個(gè)新型亞穩(wěn)態(tài)無(wú)領(lǐng)導(dǎo)拜占庭容錯(cuò)協(xié)議族。這些協(xié)議在拜占庭對(duì)手面前提供了強(qiáng)大的概率安全保障，同時(shí)并發(fā)性使它們能夠?qū)崿F(xiàn)高吞吐量和可擴(kuò)展性。與依賴工作量證明的區(qū)塊鏈不同，在Avalanche 協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，如果有人想在2 筆交易中花費(fèi)同一筆錢，那么鑒于Avalanche 協(xié)議本身的屬性，無(wú)法在這2 筆交易中做出選擇，從而會(huì)導(dǎo)致這筆錢丟失，間接地懲罰了嘗試攻擊者。因?yàn)锳valanche 協(xié)議的重點(diǎn)只是達(dá)成共識(shí)，并不是做出選擇。文獻(xiàn)［53］提出的Perlin 是一個(gè)強(qiáng)化并推廣了Avalanche 一致性協(xié)議的分布式賬本，其在有向無(wú)環(huán)圖上基于亞穩(wěn)態(tài)機(jī)制構(gòu)建部分同步拜占庭容錯(cuò)協(xié)議，以實(shí)現(xiàn)極高的吞吐量和可擴(kuò)展性。文獻(xiàn)［54］提出一種基于DAG 的聯(lián)盟區(qū)塊鏈拜占庭容錯(cuò)共識(shí)算法Jointgraph，以提高安全性和效率。在Jointgraph 中，交易被打包到事件中，并由不少于2/3 的所有成員驗(yàn)證。在該文設(shè)計(jì)中，引入了一位監(jiān)督人以監(jiān)督成員的行為，提高共識(shí)效率。

3.3 優(yōu)化系統(tǒng)安全性的方法

一些研究者注重于優(yōu)化DAG 區(qū)塊鏈的系統(tǒng)安全性，即提高DAG區(qū)塊鏈系統(tǒng)對(duì)于抵抗各種攻擊的能力。他們主要從DAG 區(qū)塊鏈系統(tǒng)安全性分析、優(yōu)化協(xié)議和共識(shí)機(jī)制提高安全性、修改DAG 區(qū)塊鏈架構(gòu)提高安全性等3 個(gè)方面進(jìn)行系統(tǒng)安全性優(yōu)化。表4 簡(jiǎn)要?dú)w納了DAG 區(qū)塊鏈優(yōu)化系統(tǒng)安全性的方法。

表4 DAG 區(qū)塊鏈優(yōu)化系統(tǒng)安全性的方法歸納Table 4 Induction of method for optimizing system security in DAG based blockchain

文獻(xiàn)［55-58］針對(duì)系統(tǒng)安全性進(jìn)行分析。文獻(xiàn)［55］指出，在設(shè)計(jì)基于DAG 的區(qū)塊鏈系統(tǒng)時(shí)，基于Tangle的結(jié)構(gòu)是較好的解決方案，但性能提升可能會(huì)帶來(lái)潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。該文提出3 種綜合評(píng)估的攻擊類型，即寄生蟲攻擊、雙花攻擊和混合攻擊，以分層建立攻擊策略。在此基礎(chǔ)上，對(duì)不同的攻擊進(jìn)行了多維度分析。文獻(xiàn)［56］考慮了基于DAG 的DLT 不同體系結(jié)構(gòu)在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域應(yīng)用的適用性，并著重考慮賬本的防篡改安全性。該文分析了一種常見(jiàn)的攻擊場(chǎng)景——“寄生蟲鏈攻擊”，此攻擊在于破壞IOTA 基金會(huì)的基于DAG 的系統(tǒng)中的分類帳的不可逆性，同時(shí)使用馬爾科夫鏈模型，研究IOTA的核心提示選擇方法針對(duì)該攻擊的漏洞，并對(duì)算法進(jìn)行擴(kuò)展，以提高該場(chǎng)景中賬本的彈性，其中重點(diǎn)討論了基于有向無(wú)環(huán)圖的DLT 的不同體系結(jié)構(gòu)。文獻(xiàn)［57］研究了最典型的DAG 共識(shí)機(jī)制Tangle，并分析網(wǎng)絡(luò)負(fù)載對(duì)區(qū)塊鏈性能和安全性的影響?？紤]到網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的不穩(wěn)定，首先提出一個(gè)馬爾科夫鏈模型描述動(dòng)態(tài)負(fù)載條件下DAG一致性過(guò)程的行為，然后利用一個(gè)隨機(jī)模型分析在不同的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載情況下成功進(jìn)行雙花攻擊的概率。文獻(xiàn)［58］對(duì)基于DAG 的區(qū)塊鏈架構(gòu)進(jìn)行分析，包括Nxt、IOTA、Orumesh、DagCoin、Byteball、Nano和XDAG，比較基于維護(hù)分類賬的功能數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、共識(shí)算法、交易驗(yàn)證、分類賬大小、可擴(kuò)展性和流行性，并提取各種基于DAG 的區(qū)塊鏈的最佳特征，通過(guò)對(duì)上述基于DAG 的區(qū)塊鏈進(jìn)行對(duì)比分析，制定出一個(gè)安全的DAG 區(qū)塊鏈架構(gòu)框架。

文獻(xiàn)［59-63］針對(duì)協(xié)議和共識(shí)機(jī)制進(jìn)行優(yōu)化。文獻(xiàn)［59］設(shè)計(jì)了一個(gè)基于壓縮有向無(wú)環(huán)圖高效、安全的區(qū)塊鏈協(xié)議CoDAG。在該協(xié)議中，區(qū)塊按級(jí)別和寬度進(jìn)行組織，新生成的區(qū)塊將被適當(dāng)放置，并指向上一層的區(qū)塊，使其成為一個(gè)連接良好的通道，并且網(wǎng)絡(luò)中的交易將在確定的時(shí)間段內(nèi)確認(rèn)，同時(shí)協(xié)議保持簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。文獻(xiàn)［60］提出了一種新的交易驗(yàn)證機(jī)制。該機(jī)制依賴于參與節(jié)點(diǎn)合作驗(yàn)證新交易，在將交易包附加到Tangle之前，節(jié)點(diǎn)應(yīng)選擇2個(gè)最新提示并被批準(zhǔn)。在基于DAG 的分散環(huán)境中，必須構(gòu)建一個(gè)健壯的選擇提示算法。設(shè)計(jì)這種算法的目的是推動(dòng)節(jié)點(diǎn)選擇未經(jīng)批準(zhǔn)的交易包，并解決檢查交易、雙重支出和偽造交易的沖突。文獻(xiàn)［61］指出，基于有向無(wú)環(huán)圖的模型旨在通過(guò)采用與BoStand 鏈中使用的不同協(xié)議來(lái)避免交易費(fèi)用。該模型使用馬爾科夫鏈蒙特卡羅算法更新分布式賬本。然而，關(guān)于協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)集中化的問(wèn)題仍然存在，并且選擇算法的經(jīng)濟(jì)激勵(lì)不足。該文提出了一種輕型高效的分布式賬本更新算法，通過(guò)貝葉斯推理，只考慮每一步的子角度。文獻(xiàn)［62］介紹了一種新的共識(shí)協(xié)議STAIR，實(shí)現(xiàn)基于DAG 的無(wú)信任系統(tǒng)中的快速協(xié)商一致。STAIR 使用了一種在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上創(chuàng)建局部塊DAG 的新方法x-DAG，其構(gòu)建StakeDag 框架，根據(jù)參與者的利害關(guān)系將參與者區(qū)分為用戶和驗(yàn)證器，其中兩者都可以創(chuàng)建和驗(yàn)證交易塊。與StakeDag 的DAG不同，x-DAG 確保每個(gè)新塊都必須有來(lái)自用戶和驗(yàn)證者的父塊，以實(shí)現(xiàn)更安全的效果。文獻(xiàn)［63］從DAG 的特殊結(jié)構(gòu)出發(fā)，采用POS-PBFT 作為主鏈共識(shí)算法，將鏈?zhǔn)焦沧R(shí)算法與DAG 相結(jié)合，提出一種區(qū)塊鏈新模型SDAG。該模型提高了系統(tǒng)的擴(kuò)展性，并且使交易數(shù)據(jù)的一致性和時(shí)序性優(yōu)于鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)。

文獻(xiàn)［64-67］針對(duì)DAG 區(qū)塊鏈架構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。文獻(xiàn)［64］提出了一種新型的DAG 結(jié)構(gòu)IDAG，其工作原理與DAG 類似，但沒(méi)有包含結(jié)果節(jié)點(diǎn)，而是包含因果效應(yīng)節(jié)點(diǎn)。IDAG 允許以直觀和嚴(yán)格的方式演示交互，有助于區(qū)分效應(yīng)變異背后的因果機(jī)制和非因果機(jī)制。該文通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了如何以經(jīng)驗(yàn)評(píng)估節(jié)點(diǎn)相互作用，以及如何在保證區(qū)塊鏈整體性能的基礎(chǔ)上總結(jié)區(qū)塊鏈接規(guī)律。文獻(xiàn)［65］描述了一個(gè)輕量級(jí)、有彈性的分布式賬本系統(tǒng)DLedger，通過(guò)將DLedger 安裝到存儲(chǔ)受限的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中，當(dāng)供應(yīng)的空間接近耗盡時(shí)，實(shí)體可以經(jīng)過(guò)修剪一段時(shí)間后保持未確認(rèn)的所有記錄來(lái)減小本地DAG的大小，并取出遠(yuǎn)離尾部記錄的歷史確認(rèn)記錄。利用DAG 和PoA，即使是受限制的設(shè)備也可以通過(guò)“挖掘”自己的記錄并得到確認(rèn)來(lái)參與，從而提高數(shù)據(jù)的可用性、完整性和真實(shí)性。文獻(xiàn)［66］利用形式化方法設(shè)計(jì)了一種塊DAG 架構(gòu)，并且提出了維護(hù)該架構(gòu)所需的協(xié)議。DAG 區(qū)塊本質(zhì)上是將塊之間的關(guān)系用Lamport編碼，且任何確定性拜占庭容錯(cuò)協(xié)議都可以嵌入到這個(gè)塊DAG 中，同時(shí)保持其安全性和靈活性。文獻(xiàn)［67］介紹了一個(gè)具有三維賬本架構(gòu)的安全、高性能區(qū)塊鏈系統(tǒng)Spacechain，以實(shí)現(xiàn)區(qū)塊鏈在物聯(lián)網(wǎng)中的開放性。首先，設(shè)計(jì)一個(gè)具有新穎數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的三維體系結(jié)構(gòu)，使用宏塊構(gòu)造有向無(wú)環(huán)圖；然后，將許多微型塊連接到DAG區(qū)塊鏈形成第3 個(gè)維度，從而應(yīng)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性和可擴(kuò)展性；最后，提出空間鏈的三維貪婪最重觀測(cè)子樹（3D-GHOST）一致性機(jī)制，以提高安全性和網(wǎng)絡(luò)性能。

3.4 優(yōu)化存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的方法

除了DAG 區(qū)塊鏈共識(shí)機(jī)制和架構(gòu)，DAG 區(qū)塊鏈交易的存儲(chǔ)和查找也是限制DAG 區(qū)塊鏈系統(tǒng)性能的重要問(wèn)題，一些學(xué)研究者對(duì)此進(jìn)行了研究。表5 簡(jiǎn)要?dú)w納了DAG 區(qū)塊鏈優(yōu)化存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的方法。

表5 DAG 區(qū)塊鏈優(yōu)化存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的方法歸納Table 5 Induction of method for optimizing storage structure in DAG based blockchain

文獻(xiàn)［68］提出一種基于有向無(wú)環(huán)圖的新通證設(shè)計(jì)模型，允許在不檢查整個(gè)區(qū)塊鏈的情況下有效地探索通證歷史。該模型將通證的每個(gè)狀態(tài)從過(guò)去關(guān)聯(lián)到最新，并涵蓋通證之間關(guān)系的表達(dá)式，例如合并和拆分，這不僅提高了跟蹤效率，而且還有助于跟蹤溯源，包括合并、拆分、分支通證歷史。

文獻(xiàn)［69-71］針對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法進(jìn)行優(yōu)化。文獻(xiàn)［69］提出了一種基于輕量級(jí)有向無(wú)環(huán)圖的區(qū)塊鏈LDV，并提出了基于社會(huì)的數(shù)據(jù)約簡(jiǎn)方法。具體而言，每個(gè)節(jié)點(diǎn)只在感興趣的主題組中存儲(chǔ)感興趣的數(shù)據(jù)，而忽略不感興趣的數(shù)據(jù)。為了避免在具有大量數(shù)據(jù)的大型組中產(chǎn)生巨大的存儲(chǔ)成本，進(jìn)一步提出了組內(nèi)歷史數(shù)據(jù)剪枝方法，通過(guò)減少每個(gè)節(jié)點(diǎn)中存儲(chǔ)的重復(fù)數(shù)據(jù)數(shù)量來(lái)滿足存儲(chǔ)需求。文獻(xiàn)［70］為物聯(lián)網(wǎng)區(qū)塊鏈設(shè)計(jì)一種高效的共識(shí)算法Teegraph，其包括基于Gossip協(xié)議的消息通信機(jī)制，以生成用于高效共識(shí)過(guò)程的基于有向無(wú)環(huán)圖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。當(dāng)沒(méi)有創(chuàng)建新交易時(shí)，Teegraph 就像一種節(jié)省資源的機(jī)制，可以減少通信開銷并節(jié)省存儲(chǔ)空間。文獻(xiàn)［71］基于改進(jìn)的區(qū)塊鏈方法，利用有向無(wú)環(huán)圖，為NMG 提出一個(gè)安全的隨機(jī)能源管理框架，使用分散透明的區(qū)塊鏈技術(shù)提高網(wǎng)絡(luò)安全性并降低風(fēng)險(xiǎn)，從而消除金融欺詐，降低總運(yùn)營(yíng)成本。為解決傳統(tǒng)區(qū)塊鏈模型中由于哈希地址計(jì)算的存儲(chǔ)和高復(fù)雜性問(wèn)題，該文提出一種基于DAG 方法的改進(jìn)區(qū)塊鏈技術(shù)，此外，還設(shè)計(jì)新的數(shù)據(jù)恢復(fù)技術(shù)，以適當(dāng)精度恢復(fù)數(shù)據(jù)。

唯一地址檢查是確保每個(gè)用戶帳戶（錢包）的每筆交易都與唯一的私鑰/公鑰對(duì)相關(guān)聯(lián)的基本過(guò)程，其中公鑰和私鑰將分別用作交易的地址和簽名。目前，基于DAG 的區(qū)塊鏈系統(tǒng)通常采用基于數(shù)據(jù)庫(kù)的方法，依靠耗時(shí)耗空間的數(shù)據(jù)庫(kù)查詢來(lái)執(zhí)行唯一地址檢查過(guò)程。文獻(xiàn)［72-74］針對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行研究。文獻(xiàn)［72］設(shè)計(jì)了一個(gè)嵌入IOTA 輕量級(jí)客戶端的布谷鳥過(guò)濾器，以幫助加速地址檢查過(guò)程。這種設(shè)計(jì)基于這樣一種假設(shè)，即在快照之后可以重用地址，快照會(huì)定期執(zhí)行以減少纏結(jié)大小。該文為當(dāng)前混亂中的地址構(gòu)建bloom 過(guò)濾器，以保證唯一性。然而，這種假設(shè)是不現(xiàn)實(shí)的，使得這種設(shè)計(jì)很難在實(shí)踐中部署。文獻(xiàn)［73］提出了一種稱為ABACUS 的方法，利用兩級(jí)分區(qū)bloom 過(guò)濾器執(zhí)行地址檢查。分區(qū)bloom 過(guò)濾器負(fù)責(zé)根據(jù)其前綴存儲(chǔ)所有已用地址，每個(gè)分區(qū)bloom 過(guò)濾器的一個(gè)SBF（子bloom過(guò)濾器）保存在內(nèi)存中并寫入緩沖區(qū)。然而，這種方法的重點(diǎn)是優(yōu)化bloom 過(guò)濾器更新操作，以加速唯一地址檢查。此外，ABACUS 假設(shè)所有地址檢查過(guò)程都在支付帳戶內(nèi)執(zhí)行，而忽略地址的時(shí)間位置。文獻(xiàn)［74］提出了一種熱感知細(xì)粒度bloom 過(guò)濾器HF-BF，用于對(duì)基于DAG 的區(qū)塊鏈進(jìn)行唯一地址檢查。BFU 是細(xì)粒度bloom 過(guò)濾器散列函數(shù)，為了管理BFU 的大存儲(chǔ)空間并盡可能減少用于檢查地址的I/O 數(shù)量，該文設(shè)計(jì)了一種自適應(yīng)BFU 管理方案，在內(nèi)存和磁盤之間調(diào)度活動(dòng)BFU。但是此解決方案具有一定的安全性風(fēng)險(xiǎn)，由于地址未存儲(chǔ)，一旦區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)發(fā)生錯(cuò)誤，交易就無(wú)法被追溯，從而導(dǎo)致交易無(wú)法確認(rèn)。

4 DAG 區(qū)塊鏈的應(yīng)用

DAG 區(qū)塊鏈通常應(yīng)用在節(jié)點(diǎn)計(jì)算能力不足、對(duì)交易處理時(shí)間要求高而對(duì)單筆交易可信性要求不嚴(yán)格的場(chǎng)景中。本節(jié)主要介紹DAG 區(qū)塊鏈目前在數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)共享以及數(shù)據(jù)安全等場(chǎng)景中的應(yīng)用。

4.1 數(shù)據(jù)管理

DAG 區(qū)塊鏈因其速度更快、無(wú)交易費(fèi)用同時(shí)也無(wú)需挖礦等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)等數(shù)據(jù)并發(fā)量大但設(shè)備算力不足的場(chǎng)景中。

文獻(xiàn)［75］對(duì)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的特點(diǎn)，包括其安全性和性能要求，以及區(qū)塊鏈技術(shù)的進(jìn)展進(jìn)行了系統(tǒng)研究，并且提出一種基于DAG 的區(qū)塊鏈來(lái)解決區(qū)塊鏈在物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用面臨的一些重大挑戰(zhàn)。文獻(xiàn)［65］描述了一個(gè)輕量級(jí)、有彈性的分布式賬本系統(tǒng)DLedger。DLedger在一個(gè)有向無(wú)環(huán)圖上構(gòu)建分類賬，而不是一個(gè)單一的區(qū)塊鏈。DLedger沒(méi)有使用計(jì)算密集型工作量證明，而是使用身份驗(yàn)證證明（PoA），其輕量級(jí)操作對(duì)物聯(lián)網(wǎng)友好以達(dá)成共識(shí)。此外，DLedger建立在一個(gè)名為命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（NDN）的以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)上，這有助于異構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)中的對(duì)等數(shù)據(jù)傳播。文獻(xiàn)［76］提出一種應(yīng)用層協(xié)議，稱為流式數(shù)據(jù)支付協(xié)議SDPP。該協(xié)議規(guī)定，數(shù)據(jù)提供者可以發(fā)送自動(dòng)發(fā)票，數(shù)據(jù)消費(fèi)者可以提供簽字收據(jù)，以便將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在不可變的分布式賬本上，用于審計(jì)和爭(zhēng)議解決。SDPP 是第一個(gè)針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)類型流式數(shù)據(jù)的集成數(shù)據(jù)支付記錄協(xié)議，其利用了傳統(tǒng)的TCP/IP 以及創(chuàng)新的基于區(qū)塊鏈和DAG 的分布式賬本技術(shù)。文獻(xiàn)［77］提出一種基于有向無(wú)環(huán)圖的分布式賬本技術(shù)PowerGraph，及其在智能電網(wǎng)中生成、驗(yàn)證和確認(rèn)電力交易的方案。由于基于DAG 的分布式賬本不需要生成用于確認(rèn)的數(shù)據(jù)塊，PowerGraph 的每筆交易都會(huì)單獨(dú)經(jīng)歷驗(yàn)證和確認(rèn)過(guò)程。此外，PowerGraph中能夠跟蹤能源交易以及其他各種類型的交易，實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中交易的完全跟蹤。

4.2 數(shù)據(jù)共享

在大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下難以實(shí)現(xiàn)去中心的數(shù)據(jù)共享，而DAG 區(qū)塊鏈可以在一定程度上解決這一問(wèn)題。為了應(yīng)對(duì)使用異構(gòu)設(shè)備管理大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的挑戰(zhàn)，文獻(xiàn)［78］提出一種有向無(wú)環(huán)圖區(qū)塊鏈增強(qiáng)的用戶自治頻譜共享模型。由于所提出的一致性規(guī)則與系統(tǒng)效用密切相關(guān)，用戶群智能在區(qū)塊鏈一致性過(guò)程中逐漸達(dá)到收斂點(diǎn)。此外，常用的分布式數(shù)據(jù)共享方法還包括邊緣計(jì)算、聯(lián)邦學(xué)習(xí)等。

4.2.1 邊緣計(jì)算

文獻(xiàn)［79］提出一種稱為安全無(wú)人機(jī)網(wǎng)絡(luò)邊緣服務(wù)（SDNES）的創(chuàng)新架構(gòu)，該架構(gòu)將邊緣計(jì)算和基于DAG的區(qū)塊鏈集成到無(wú)人機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，為無(wú)人機(jī)提供實(shí)時(shí)可靠的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，并有效避免惡意行為。文獻(xiàn)［80］提出基于DAG 的分布式邊緣技術(shù)，旨在為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)提供安全和隱私以及新的附加功能，解決物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的現(xiàn)有問(wèn)題，同時(shí)并使用IOTA 的屏蔽認(rèn)證消息（MAM）成功地實(shí)現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)傳感器數(shù)據(jù)的TAM 認(rèn)證和安全傳輸，確保了數(shù)據(jù)機(jī)密性和數(shù)據(jù)認(rèn)證。文獻(xiàn)［81］提出一個(gè)跨鏈框架來(lái)集成多個(gè)區(qū)塊鏈，以實(shí)現(xiàn)高效、安全的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)管理，并基于Hyperledge Fabric 和IOTA Tangle實(shí)現(xiàn)了該框架的原型。在此過(guò)程中，一個(gè)挑戰(zhàn)是物聯(lián)網(wǎng)區(qū)塊鏈的可擴(kuò)展性。由于區(qū)塊鏈上的每個(gè)條目都需要所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)達(dá)成共識(shí)，因此基于單一架構(gòu)的區(qū)塊鏈無(wú)法很好地?cái)U(kuò)展。為了解決這個(gè)問(wèn)題，該文使用有向無(wú)環(huán)圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)引入纏結(jié)，并將網(wǎng)絡(luò)分解為多個(gè)類似于“側(cè)鏈”的較小子纏結(jié)。然后，將這些側(cè)鏈網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，形成一個(gè)分散的網(wǎng)絡(luò)。文獻(xiàn)［82］研究使用了一個(gè)基于物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈技術(shù)的集成框架，該框架結(jié)合了有向無(wú)環(huán)圖配置的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network，WSN）和用于水污染源實(shí)時(shí)追蹤的GIS工具。這項(xiàng)研究的新框架使用基于區(qū)塊鏈的技術(shù)、DAG 配置中的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和GIS 技術(shù)從灌溉取水?dāng)?shù)據(jù)中追蹤污染路徑。區(qū)塊鏈和GIS 工具被用于追蹤繪制的灌溉單元的污染，并在空間上識(shí)別灌溉進(jìn)水口的上游污染單元。文獻(xiàn)［83］為IIoT 提供了一個(gè)基于信用的共識(shí)機(jī)制的區(qū)塊鏈系統(tǒng)。該文提出一種基于信用的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備工作量證明機(jī)制，可以同時(shí)保證系統(tǒng)安全和交易效率，其系統(tǒng)基于有向無(wú)環(huán)圖結(jié)構(gòu)區(qū)塊鏈構(gòu)建，利用異步一致性模型提高了系統(tǒng)吞吐量，在性能上比比特幣式區(qū)塊鏈更高效。文獻(xiàn)［84］介紹了一個(gè)可分區(qū)的區(qū)塊鏈Vegvisir，用于網(wǎng)絡(luò)連接有限、功率受限的物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，其為一個(gè)經(jīng)過(guò)許可的、有向無(wú)環(huán)圖結(jié)構(gòu)的區(qū)塊鏈，可用于創(chuàng)建一個(gè)共享的、防篡改的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫(kù)，以跟蹤數(shù)據(jù)來(lái)源。文獻(xiàn)［85］提出了一個(gè)分片有向無(wú)環(huán)圖區(qū)塊鏈DagGridLedger，為可信的DNS 管理提供了可擴(kuò)展的大數(shù)據(jù)體系結(jié)構(gòu)，其將區(qū)塊鏈分片和DNS 解析器端的DAG 技術(shù)相結(jié)合，能夠增強(qiáng)大規(guī)模DNS 系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

4.2.2 聯(lián)邦學(xué)習(xí)

文獻(xiàn)［86］提出了一種基于模型更新的有向無(wú)環(huán)圖聯(lián)邦學(xué)習(xí)中去中心化方法，客戶端不需要訓(xùn)練統(tǒng)一的全局模型，而是專注于本地?cái)?shù)據(jù)，同時(shí)根據(jù)各自數(shù)據(jù)的相似性使用其他客戶機(jī)的模型更新。這種特性隱式地出現(xiàn)在基于DAG 的通信和模型更新的選擇中。與傳統(tǒng)基于DAG 的共識(shí)機(jī)制相比，其DAG 模型中的交易不屬于絕對(duì)類別“有效”或“無(wú)效”。為解決聯(lián)邦學(xué)習(xí)（Federated Learning，F(xiàn)L）中的設(shè)備異步和異常檢測(cè)問(wèn)題，同時(shí)避免區(qū)塊鏈造成的額外資源消耗，文獻(xiàn)［87］構(gòu)建一個(gè)基于DAG 的區(qū)塊鏈系統(tǒng)授權(quán)聯(lián)邦學(xué)習(xí)的框架DAG-FL。首先從三層架構(gòu)詳細(xì)介紹了DAG-FL，然后設(shè)計(jì)了運(yùn)行在不同節(jié)點(diǎn)上的DAG-FL 控制和DAG-FL更新2 種算法，最后詳細(xì)闡述了DAG-FL 共識(shí)機(jī)制的運(yùn)行過(guò)程。該文作者還在文獻(xiàn)［88］中介紹了一個(gè)基于DAG的區(qū)塊鏈系統(tǒng)授權(quán)聯(lián)邦學(xué)習(xí)的框架，并建立了一個(gè)泊松過(guò)程模型，討論了在不同的聯(lián)邦學(xué)習(xí)任務(wù)中如何設(shè)置部署參數(shù)以保持DAG-FL 的穩(wěn)定。

4.3 數(shù)據(jù)安全

目前DAG 區(qū)塊鏈應(yīng)用于數(shù)據(jù)安全的場(chǎng)景主要有訪問(wèn)控制和隱私保護(hù)2 種。

4.3.1 訪問(wèn)控制

文獻(xiàn)［89］推出了一個(gè)基于區(qū)塊鏈的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)B-IoT，該系統(tǒng)包含基于信用的共識(shí)機(jī)制。為了保護(hù)敏感物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的機(jī)密性，該文設(shè)計(jì)一種數(shù)據(jù)權(quán)限管理方法來(lái)規(guī)范對(duì)傳感器數(shù)據(jù)的訪問(wèn)。同時(shí)，基于有向無(wú)環(huán)圖結(jié)構(gòu)的區(qū)塊鏈構(gòu)建系統(tǒng)，得到較比特幣類型的區(qū)塊鏈更高的效率。文獻(xiàn)［90］介紹了一個(gè)許可的區(qū)塊鏈系統(tǒng)CAPER，用于支持協(xié)作分布式應(yīng)用程序的內(nèi)部和跨應(yīng)用程序交易。在CAPER 中，區(qū)塊鏈分類賬形成為一個(gè)DAG，其中每個(gè)應(yīng)用程序只訪問(wèn)和維護(hù)自己的分類賬視圖，包括其內(nèi)部和所有跨應(yīng)用程序交易。CAPER 還引入了3 種一致性協(xié)議，用于在具有不同內(nèi)部一致性協(xié)議的應(yīng)用程序之間全局排序跨應(yīng)用程序交易。文獻(xiàn)［91］介紹了一種無(wú)信任系統(tǒng)的通用模型StakeDag，其目的是在基于DAG的無(wú)信任系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)PoS 共識(shí)。在該模型中，參與者通過(guò)他們的利益或信任來(lái)區(qū)分用戶和驗(yàn)證器。用戶是沒(méi)有假定信任的正常參與者，而驗(yàn)證器是具有已建立信任的知名參與者。

4.3.2 隱私保護(hù)

文獻(xiàn)［92］提出并調(diào)查了物聯(lián)網(wǎng)的主要安全問(wèn)題。除了用于網(wǎng)絡(luò)、通信和管理的協(xié)議外，還審查并分類了物聯(lián)網(wǎng)分層體系結(jié)構(gòu)方面的常見(jiàn)安全問(wèn)題，并提出了一種DAG 區(qū)塊鏈解決方案。文獻(xiàn)［93］指出，基于DAG 的分布式賬本可以通過(guò)設(shè)計(jì)來(lái)解決性能和可擴(kuò)展性問(wèn)題。首先對(duì)分布式賬本技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用以及這種分散系統(tǒng)的性能進(jìn)行全面的評(píng)估；然后在對(duì)不同基于DAG 的分布式賬本技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要描述，同時(shí)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行了詳細(xì)的技術(shù)概述；最后利用物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議并遵循關(guān)注點(diǎn)分離（Separation of Concerns，SoC）設(shè)計(jì)原則，提出一種可擴(kuò)展的交易式智能家居基礎(chǔ)設(shè)施。文獻(xiàn)［94］通過(guò)利用基于有向無(wú)環(huán)圖的DLT 并遵循SoC 設(shè)計(jì)原則，提出一種可擴(kuò)展的交易式智能家居基礎(chǔ)設(shè)施，并對(duì)40 個(gè)家庭節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明，此解決方案具有高TPS/CTP和良好的可擴(kuò)展性，以及在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中重要的數(shù)據(jù)安全和小額支付方面的良好性能。文獻(xiàn)［95］針對(duì)電動(dòng)汽車需要的充電樁數(shù)量有限且充電比加油更耗時(shí)的情況，提出一種基于DAG 區(qū)塊鏈和雙拍賣機(jī)制的安全高效的計(jì)費(fèi)調(diào)度系統(tǒng)，同時(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)輕量級(jí)計(jì)費(fèi)調(diào)度框架，該框架集成了DAG 區(qū)塊鏈和現(xiàn)代密碼技術(shù)，能夠確保在執(zhí)行調(diào)度和完成交易期間的安全性和可擴(kuò)展性。

5 未來(lái)研究展望

DAG 區(qū)塊鏈吞吐量高、交易處理速度快等特性使其與傳統(tǒng)區(qū)塊鏈技術(shù)的優(yōu)劣對(duì)比十分明顯，但在單筆交易安全性上卻存在不足。未來(lái)研究可從以下4 個(gè)方面進(jìn)行展開：

1）研究能夠落地應(yīng)用的高效DAG 區(qū)塊鏈技術(shù)。盡管目前針對(duì)DAG 區(qū)塊鏈的研究有較大進(jìn)展，但是部分協(xié)議距離落地應(yīng)用還存在一定距離，并且現(xiàn)有的DAG 區(qū)塊鏈技術(shù)形式多樣，難以統(tǒng)一且未形成標(biāo)準(zhǔn)，在未來(lái)這些方面還需要完善。

2）優(yōu)化存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，加快交易查找速度。在DAG區(qū)塊鏈共識(shí)過(guò)程中，數(shù)據(jù)庫(kù)交易查找嚴(yán)重影響區(qū)塊鏈性能，如何創(chuàng)建高效的數(shù)據(jù)索引結(jié)構(gòu)加快交易查找速度，以及如何減少共識(shí)過(guò)程中的交易查找數(shù)量，是優(yōu)化DAG 區(qū)塊鏈的重要研究方向。

3）優(yōu)化共識(shí)機(jī)制，提高DAG 區(qū)塊鏈抗攻擊能力。目前采用DAG 區(qū)塊鏈會(huì)讓交易序列化變得復(fù)雜，“雙花”問(wèn)題難以得到解決，且DAG 區(qū)塊鏈中的交易確認(rèn)是概率可信，難以實(shí)現(xiàn)最終一致性的共識(shí)。因此，改進(jìn)DAG 區(qū)塊鏈共識(shí)機(jī)制，提高DAG 區(qū)塊鏈抗攻擊能力是未來(lái)重要的研究方向。

4）探索DAG 區(qū)塊鏈在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的應(yīng)用。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是新一代信息通信技術(shù)與工業(yè)經(jīng)濟(jì)深度融合的新型基礎(chǔ)設(shè)施、應(yīng)用模式和工業(yè)生態(tài)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)具備和物聯(lián)網(wǎng)相同的計(jì)算能力差、數(shù)據(jù)高并發(fā)等問(wèn)題，因此，DAG 區(qū)塊鏈在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域，尤其是在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品溯源、故障處置、供應(yīng)鏈等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。

6 結(jié)束語(yǔ)

本文從DAG 區(qū)塊鏈的發(fā)展、評(píng)估、優(yōu)化、應(yīng)用等方面出發(fā)，闡述DAG 區(qū)塊鏈技術(shù)的研究進(jìn)展，同時(shí)指出現(xiàn)有DAG 區(qū)塊鏈技術(shù)形式多樣未能統(tǒng)一，并且其商業(yè)化應(yīng)用仍存在技術(shù)難以落地和安全性問(wèn)題等諸多不足。在目前DAG 區(qū)塊鏈技術(shù)不斷創(chuàng)新發(fā)展且新應(yīng)用大量涌現(xiàn)的背景下，未來(lái)將對(duì)區(qū)塊鏈架構(gòu)、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、共識(shí)機(jī)制等方面進(jìn)行深入研究，探索提高DAG 區(qū)塊鏈系統(tǒng)運(yùn)行效率和安全性的有效方法。