新型區塊鏈協議：結合DAG和無共識實現高吞吐低延遲

區塊鏈技術自比特幣問世以來已取得顯著進步。隨着遊戲和NFT等新應用的興起，業界正積極尋求提升技術效率的方法，尤其是在高負載處理和實時延遲方面。當前L1區塊鏈面臨兩大挑戰：一是如何在保持低延遲的同時實現高吞吐量，二是如何確保共識協議的長期穩定性。在解決這些問題時，還需通過驗證節點的動態參與和重新配置來維持去中心化。

提高吞吐量的一種方法是採用基於DAG的共識協議，如某區塊鏈平台使用的narwhale / Bullshark。這類協議使區塊鏈能同時處理大量交易，非常適合遊戲和NFT等應用場景。然而，基於DAG的協議通常會帶來幾秒鍾的延遲，對普通轉帳或遊戲操作來說成本較高。

另一方面，無共識協議（如FastPay）在降低延遲和擴展性方面展現出巨大潛力。這些協議通過消除共識需求，允許快速處理交易，無需對並行處理的獨立交易進行全局排序。但它們僅適用於有限的簡單區塊鏈操作，限制了可實現的智能合約復雜度，且在處理動態變化的驗證者集重新配置時可能面臨挑戰。

盡管這些方法潛力巨大，但目前主要停留在學術研究階段，尚未在生產級區塊鏈中廣泛應用。某區塊鏈平台的協議結合了基於DAG的共識和無共識方法，旨在實現兩全其美：亞秒級延遲和每秒數千筆交易的持續吞吐量。同時，該平台還保持了在共享對象上執行復雜合約、生成檢查點以及跨時期重新配置驗證者集的能力。

這種新協議採用了獨特的方法，將上述兩種技術結合。爲確保單一所有者資產操作的安全性，系統在驗證者間採用一致的廣播協議，實現低於共識的延遲。對於共享對象上運行的復雜智能合約，系統僅依賴共識處理。此外，該協議還支持網路維護操作，如定義檢查點和重新配置驗證器。這種創新策略在復制的拜佔庭環境中處理交易時，提供了一種平衡的解決方案。

在該協議中，擁有私鑰的用戶可創建並簽署交易，以改變他們擁有的對象或混合對象。交易經由全節點發送到每個驗證節點，驗證節點進行一系列有效性和安全性檢查，籤名後返回給客戶端。客戶端收集大多數驗證節點的響應形成交易證書，此時交易被認爲是不可逆的。

證書組裝完成後發送回所有驗證節點，驗證節點檢查其有效性並確認接收。如涉及獨佔對象，交易證書可立即處理執行，無需等待共識引擎。所有證書都轉發到基於DAG的共識協議。共識最終輸出證書的總順序；驗證節點檢查並執行包含共享對象的交易，客戶可收集大多數驗證節點的響應，組裝成效果證書作爲交易結算證明。隨後，爲每個共識提交形成檢查點，用於驅動重新配置協議。

除主要交易流程外，該協議還提供多項功能支持生產級區塊鏈：

1. 實施檢查點協議，生成系統所有交易的因果歷史，用於完整審計和高效同步。

2. 支持每個時期結束時的重新配置，允許驗證者集及其投票權變化，同時確保所有最終交易包含在一個紀元中。

3. 在紀元結束時安全"解鎖"錯誤鎖定的資產，將漏洞造成的損害降至最低。

這種新型協議爲管理大量價值的區塊鏈提供支持，完整的技術報告詳細介紹了安全和活性協議的運行方式，以及在標準分布式系統模型中與部分同步的拜佔庭參與者的安全性證明。