区块链技术是一种新型的去中心化分布式账本技术,由于其具有的去中心化、不可篡改、可追溯等特点,有望解决当前社会存在的信任问题,重塑价值体系。目前区块链技术存在着严重的性能瓶颈,距离满足商业应用需求仍有较大的差距。为了解决区块链可扩展性方面存在的问题,本文从状态通道技术中的多向支付通道和基于有向无环图结构区块链的跨链技术两个方面出发,对相关技术进行深入研究,在现有多向支付通道方案上作出改进,提出了支持并行的多向支付通道方案,针对具体的DAG区块链设计了安全高效可靠的跨链技术方案。这些工作对解决区块链可扩展性问题起到了一定的促进作用,具体的贡献如下:1.对首个多向支付通道方案Gnocchi进行了详细介绍,并对该方案进行了性能与安全性分析,指出该方案线下交易协商通讯协议存在冗余,无法并行处理多笔交易,并且存在用户延迟交易信息、故意取消交易等会导致通道运行停滞的恶意行为。2.针对Gnocchi方案的不足,提出一种可支持并行的多向支付通道方案Narcissus。该方案对Gnocchi方案的线下交易协商通讯协议进行了改进,将通讯效率提升了三倍,并解决了用户恶意行为导致的通道运行停滞问题;创新地引入了通道轮数延迟参数,使得通道监管人可以对通道内的多笔交易进行并行处理,有效提升了通道的交易处理能力。3.针对新型DAG结构区块链系统Gravity设计了安全高效可靠的跨链技术方案Gplus,实现了DAG结构区块链与任意联盟链的价值互通。我们对Gravity原有方案需要添加的跨链组件及与跨链相关的各种数据结构进行了详细的描述,并给出了Gravity与联盟链之间跨链交易的详细流程。Gplus方案作为首个基于DAG的跨链技术方案为其他研究人员提供了参考。