區(qū)塊鏈常用的是“區(qū)塊＋鏈”的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，所謂區(qū)塊，指的是單位時(shí)間內(nèi)由記賬者將交易記錄整體打一個(gè)包，新生區(qū)塊與上一個(gè)區(qū)塊銜接在一起，形成區(qū)塊鏈。比特幣，以太坊等項(xiàng)目采用的都是這種方式。

這種鏈狀結(jié)構(gòu)雖然具備比較簡(jiǎn)單快速確認(rèn)的優(yōu)點(diǎn)，但也存在著固有的頑疾。首當(dāng)其沖的就是鏈狀結(jié)構(gòu)難以提高吞吐量，所以效率一直比較低，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中只能存在一條單鏈，無(wú)法并發(fā)執(zhí)行，如果區(qū)塊過(guò)小，勢(shì)必造成交易的大幅延遲，而區(qū)塊如果較大，又會(huì)造成數(shù)據(jù)量膨脹，普通節(jié)點(diǎn)用戶(hù)不堪重負(fù)，DDos攻擊等問(wèn)題。此外，還存在能耗問(wèn)題，安全問(wèn)題等潛在問(wèn)題。

DAG（Directed Acyclic Graph，有向無(wú)環(huán)圖）原本是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的一種常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，由于其具備良好的多線程特點(diǎn)，能夠?qū)^(qū)塊鏈從一維的線狀單點(diǎn)寫(xiě)入升級(jí)為三維多點(diǎn)并行工作，現(xiàn)在成為區(qū)塊鏈?zhǔn)澜缰性絹?lái)越重要的發(fā)展方向。

一、Trias中的DAG結(jié)構(gòu)

Trais采用雙層共識(shí)方法，即請(qǐng)求網(wǎng)絡(luò)吞吐時(shí)使用DAG，確認(rèn)時(shí)使用鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)。因?yàn)镈AG屬于異步通訊方式，如果把事務(wù)操作進(jìn)行異步處理，那么就可以顯著的增加網(wǎng)絡(luò)吞吐量。因此Trias設(shè)計(jì)了DAG的吞吐緩存共識(shí)層。

這里解釋一下同步&異步通訊。同步通訊意味著客戶(hù)端和服務(wù)強(qiáng)耦合，與同步通訊相反，異步通訊不要求捆綁所有的服務(wù)和層，允許存在一定的時(shí)間差。舉一個(gè)例子，我喊朋友去吃飯，如果是同步通訊，朋友就得放下手中的事情，立刻響應(yīng)我的請(qǐng)求；而在異步通訊中，則允許朋友忙完手里的事情，再來(lái)跟我吃飯。

Trias中的StreamNet就是基于DAG系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，其針對(duì)現(xiàn)有區(qū)塊鏈系統(tǒng)容易出現(xiàn)雙花、重放攻擊、交易速度慢、Coordinator的引入導(dǎo)致中心化等問(wèn)題。以流式圖計(jì)算為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)出的一套新的DAG共識(shí)層。

在StreamNet中，它的每個(gè)節(jié)點(diǎn)（site）代表一個(gè)交易，而有向邊則代表交易之間的確認(rèn)關(guān)系。如下圖所示，site0表示創(chuàng)世交易（Genesis），理論上講是100%被確認(rèn)的交易。在圖中，site1表示其中的第一筆交易，被后續(xù)的site2，3，4確認(rèn)。而未被確認(rèn)的交易我們稱(chēng)之為tip，如site6，就是一個(gè)tip。

二、交易的實(shí)現(xiàn)過(guò)程

假如創(chuàng)世交易Genesis的初始數(shù)字資產(chǎn)為5，現(xiàn)在Genesis希望將1個(gè)數(shù)字資產(chǎn)轉(zhuǎn)賬給Alice，并在后續(xù)過(guò)程中將另外1個(gè)數(shù)字資產(chǎn)轉(zhuǎn)賬給Bob。那么，這個(gè)交易過(guò)程在StreamNet是如何確認(rèn)的呢？

在這里，每一筆交易都必須找到兩個(gè)tip交易來(lái)進(jìn)行確認(rèn)。例如Genesis轉(zhuǎn)賬給Alice的交易確認(rèn)了Genesis本身，而Genesis在后續(xù)轉(zhuǎn)賬給Bob的交易則確認(rèn)了Genesis本身和Genesis轉(zhuǎn)賬給Alice的交易。換言之，StreamNet上附著的每一筆交易都要做足夠的工作量證明，即PoW。

值得一提的是，雖然同樣用到了PoW，但這與比特幣挖礦不同。這個(gè)過(guò)程難度不會(huì)隨著交易多少而增減，也不會(huì)產(chǎn)生“礦工”這個(gè)角色。

如果其中某一步產(chǎn)生了差錯(cuò)，如上述過(guò)程中，Genesis要把10個(gè)數(shù)字資產(chǎn)轉(zhuǎn)賬給Bob，顯然其賬戶(hù)中的數(shù)字資產(chǎn)并不夠10，正產(chǎn)情況下，這個(gè)過(guò)程會(huì)導(dǎo)致驗(yàn)證失敗。倘若選擇欺騙，或者篡改數(shù)據(jù)，就會(huì)導(dǎo)致在后續(xù)的交易過(guò)程中被其他節(jié)點(diǎn)拒絕驗(yàn)證。

三、如何選擇tip

在StreamNet中有交易速率的概念，用λ來(lái)表示。另外，我們用η來(lái)表示一筆交易在附著在StreamNet上后有多少時(shí)間單位沒(méi)有被其他交易確認(rèn)。

在選擇tip 上，我們至少要考慮兩個(gè)層面，一是選擇的算法不能太過(guò)復(fù)雜，否則會(huì)影響交易速率λ，二是要盡力照顧到全網(wǎng)中未被確認(rèn)的交易，不能使一些交易在經(jīng)過(guò)太長(zhǎng)時(shí)間后仍未被確認(rèn)。

最基本的選擇算法就是從創(chuàng)世交易Genesis開(kāi)始，對(duì)批準(zhǔn)它的交易以均等的概率進(jìn)行游走，直到選出一個(gè)tip為止。如上圖中Alice要把手中的數(shù)字資產(chǎn)轉(zhuǎn)賬給Sam，在選擇tip時(shí)，選擇創(chuàng)世交易Genesis轉(zhuǎn)賬給Alice和Bob的概率各為1/2。這種算法有一個(gè)問(wèn)題，就是會(huì)產(chǎn)生懶交易，即新交易總是批準(zhǔn)老交易而不被懲罰。

那么，有什么辦法來(lái)阻止懶交易呢？或者，什么樣的選擇算法才是好算法呢？