随着区块链技术已经应用到金融、教育、能源等众多领域，区块链的基础理论研究也不容忽视。为了提高区块链系统的性能，本文基于连续时间闸门服务排队理论建模区块链系统的工作流程，进行性能评估和系统优化。
　　首先，针对批量验证的轻负载区块链系统，建立带有批量服务的闸门休假排队模型。该模型考虑到一个区块中包含的交易同时得到验证的情况。利用嵌入马尔克夫链方法和再生循环法，得到交易平均确认时间的表达式。基于收益-支出结构，构建收益函数，研究交易的纳什均衡行为和社会最优行为。面向交易制定合理的收费方案，进而达到区块链系统社会收益最大化的目标。
　　其次，针对空块验证的轻负载区块链系统，建立带有批量服务和空载服务期的闸门休假排队模型。该模型考虑到区块链系统中产生的区块可能为空的情况。利用嵌入马尔克夫链方法和再生循环法，给出交易平均确认时间和系统空块率等性能指标。构建系统成本函数，改进烟花算法，给出挖矿参数和区块验证率等系统参数的优化方案。
　　然后，针对分组验证的重负载区块链系统，建立带有分组批量服务和空载服务期的闸门休假排队模型。该模型考虑到区块容量有限，系统中交易数超过最大区块容量时，区块需要分组验证的情况。利用更新过程理论，得到交易平均确认时间上下限。构建系统成本函数，改进烟花算法，给出挖矿参数、区块验证率、最大区块容量等系统参数的优化方案。
　　最后，进行系统实验，揭示交易到达率、挖矿参数、区块验证率等参数对系统性能的影响。通过对每笔交易收取适当的入场费，实现交易的纳什均衡到达率与社会最优到达率一致。为权衡交易的平均确认时间和系统空块率，利用烟花智能寻优算法，得到不同区块验证率下的最小系统成本。