随着区块链技术的不断发展，业务场景的不断增加，越来越多的区块链平台受到人们的关注并积极建立起来。目前的几个主流区块链平台，无论是公链抑或是联盟链，都存在性能较低的现象。对于一个业务量较大，交易较为频繁的系统而言，如此低的TPS(Transactions Per Second)是无法忍受的。本文围绕区块链中两个关键技术，智能合约和Merkle Tree进行了系统研究，设计了一种新型Merkle Tree数据结构，并对智能合约执行架构进行了改进优化。　　本文主要工作总结如下:　　首先，本文对现有区块链技术进行了现状分析，并对现有主流区块链平台的架构设计、共识算法、交易处理、Merkle Tree计算和智能合约执行等组件进行了总结。在这其中，智能合约执行架构和Merkle Tree的Hash计算是制约现有区块链平台吞吐量的主要瓶颈之一。本文通过对Merkle Tree和智能合约执行架构的重新设计来提高并发效率，从而减少了每个区块的执行处理时间，最终达到提高整个平台吞吐的目的。　　随后，本文对传统的Merkle Tree进行了分析，并针对通用型区块链平台提出了一种新型的Merkle Tree数据结构，使其可以并发的进行Hash计算。同时，该树还引入了多级缓存机制，结合EVM(Ethereum Virtual Machine)虚拟机进行定制化改进，提高了该Merkle Tree在区块链平台中Hash计算效率。在新型Merkle Tree的基础之上，本文对传统智能合约执行架构进行了改进和重新设计，使得智能合约间的执行也可以相互独立，提高了整个系统的并发和吞吐。　　最后，基于上述设计，本文基于国产自主可控区块链平台Hyperchain进行了系统实现和集成测试，设计了四个常用场景进行测试分析，对比了优化前后整个区块链平台的TPS。实验表明，优化后的区块链平台达到了较高的吞吐和较低延迟，具有良好的可用性和可拓展性。