新型区块链协议：结合DAG和无共识实现高吞吐低延迟

区块链技术自比特币问世以来已取得显著进步。随着游戏和NFT等新应用的兴起，业界正积极寻求提升技术效率的方法，尤其是在高负载处理和实时延迟方面。当前L1区块链面临两大挑战：一是如何在保持低延迟的同时实现高吞吐量，二是如何确保共识协议的长期稳定性。在解决这些问题时，还需通过验证节点的动态参与和重新配置来维持去中心化。

提高吞吐量的一种方法是采用基于DAG的共识协议，如某区块链平台使用的narwhale / Bullshark。这类协议使区块链能同时处理大量交易，非常适合游戏和NFT等应用场景。然而，基于DAG的协议通常会带来几秒钟的延迟，对普通转账或游戏操作来说成本较高。

另一方面，无共识协议（如FastPay）在降低延迟和扩展性方面展现出巨大潜力。这些协议通过消除共识需求，允许快速处理交易，无需对并行处理的独立交易进行全局排序。但它们仅适用于有限的简单区块链操作，限制了可实现的智能合约复杂度，且在处理动态变化的验证者集重新配置时可能面临挑战。

尽管这些方法潜力巨大，但目前主要停留在学术研究阶段，尚未在生产级区块链中广泛应用。某区块链平台的协议结合了基于DAG的共识和无共识方法，旨在实现两全其美：亚秒级延迟和每秒数千笔交易的持续吞吐量。同时，该平台还保持了在共享对象上执行复杂合约、生成检查点以及跨时期重新配置验证者集的能力。

这种新协议采用了独特的方法，将上述两种技术结合。为确保单一所有者资产操作的安全性，系统在验证者间采用一致的广播协议，实现低于共识的延迟。对于共享对象上运行的复杂智能合约，系统仅依赖共识处理。此外，该协议还支持网络维护操作，如定义检查点和重新配置验证器。这种创新策略在复制的拜占庭环境中处理交易时，提供了一种平衡的解决方案。

在该协议中，拥有私钥的用户可创建并签署交易，以改变他们拥有的对象或混合对象。交易经由全节点发送到每个验证节点，验证节点进行一系列有效性和安全性检查，签名后返回给客户端。客户端收集大多数验证节点的响应形成交易证书，此时交易被认为是不可逆的。

证书组装完成后发送回所有验证节点，验证节点检查其有效性并确认接收。如涉及独占对象，交易证书可立即处理执行，无需等待共识引擎。所有证书都转发到基于DAG的共识协议。共识最终输出证书的总顺序；验证节点检查并执行包含共享对象的交易，客户可收集大多数验证节点的响应，组装成效果证书作为交易结算证明。随后，为每个共识提交形成检查点，用于驱动重新配置协议。

除主要交易流程外，该协议还提供多项功能支持生产级区块链：

1. 实施检查点协议，生成系统所有交易的因果历史，用于完整审计和高效同步。

2. 支持每个时期结束时的重新配置，允许验证者集及其投票权变化，同时确保所有最终交易包含在一个纪元中。

3. 在纪元结束时安全"解锁"错误锁定的资产，将漏洞造成的损害降至最低。

这种新型协议为管理大量价值的区块链提供支持，完整的技术报告详细介绍了安全和活性协议的运行方式，以及在标准分布式系统模型中与部分同步的拜占庭参与者的安全性证明。