摘要

加密貨幣和區塊鏈的普及程度呈指數級增長，用戶和交易的數量也在快速增長。區塊鏈的開創性顯而易見，而可擴展性（系統在滿足日益增長需求的同時不斷成長的能力）始終是一個挑戰。高度去中心化及安全的公共區塊鏈網路往往難以實現高吞吐量。

這通常被描述為區塊鏈三難困境，即一個去中心化的系統幾乎不可能同時達到同樣高的去中心化、安全性和可擴展性等級。實際上，區塊鏈網路僅有三個因素中的兩個。

但幸運的是，成千上萬的愛好者和專家都在努力尋找擴展解決方案。其中一些解決方案旨在調整主要區塊鏈的架構(Layer 1)，而其他解決方案則針對在底層網路之上運行的Layer 2協議。

導語

可用的區塊鍊和加密貨幣如此繁多，您可能不知道您使用的是Layer 1還是Layer 2鏈。避開區塊鏈的複雜性固然有其好處，但了解您正在投資或使用的系統是值得的。透過本文，您將了解Layer 1和Layer 2區塊鏈之間的差異以及各種可擴展性解決方案。

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什麼是區塊鏈Layer 1和Layer 2？

Layer 1指的是區塊鏈架構的基礎層。這是區塊鏈網路的主要結構。比特幣、以太坊和BNB鏈就屬於Layer 1區塊鏈。 Layer 2是指建立在其他區塊鏈之上的網路。因此，如果比特幣屬於Layer 1，那麼，在比特幣之上運行的Lightning Network就是Layer 2的一個範例。

區塊鏈網路可擴展性改進可分為Layer 1和Layer 2解決方案。 Layer 1解決方案將直接改變原始區塊鏈的規則和機制。 Layer 2解決方案則利用一個外部的平行網絡，來促進主鏈以外的交易。

為何區塊鏈可擴展性如此重要？

想像一下，一座大城市和它快速發展的郊區之間新建的一條高速公路。隨著通過高速公路的交通量增加，壅塞變得非常常見，尤其在尖峰時段，從A地到B地的平均時間會顯著增加。考慮到道路基礎設施的容量有限，而需求卻不斷增長，出現這種現像也不足為奇。

現在，有關當局能做些什麼，來幫助更多上班族更快地通過這條線路出行呢？其中一個解決方案是改善高速公路本身，在道路兩側增加額外的車道。但這並非總是可行，因為這個解決方案的成本不菲，並且會給那些通行於這條高速公路的人造成相當大的麻煩。另一個選擇則是發揮創意，考慮各種與改變核心基礎設施無關的方法，例如建造額外的服務道路，甚至沿著高速公路開通一條輕軌交通線。

在區塊鏈技術的世界中，主要高速公路是Layer 1（主要網路），而額外的服務道路則是Layer 2解決方案（提高整體容量的次要網路）。

比特幣、以太坊和Polkadot都認為是Layer 1區塊鏈。它們是底層區塊鏈，為各自的生態系統處理和記錄交易，並擁有原生加密貨幣——通常用於支付費用和提供更廣泛的效用。 Polygon是以太坊Layer 2擴展解決方案的一個範例。 Polygon網路會定期向以太坊主網提交檢查點，以更新其狀態。

吞吐能力是區塊鏈的重要元素。它是衡量速度和效率的標準，表示在某個特定的時間範圍內可以處理和記錄多少交易。隨著用戶數量的增加以及同時進行的交易數量的增加，使用Layer 1區塊鏈可能會緩慢且成本高昂。對於使用工作證明機製而非權益證明的Layer 1區塊鏈而言，更是如此。

Layer 1目前問題

比特幣和以太坊都是存在可擴展性問題的Layer 1網路。二者都透過分散式共識模型來確保網路的安全。這意味著所有交易在驗證之前，都要經過多個節點的驗證。所謂的挖礦節點都爭相解決一個複雜的計算難題，而成功的礦工將獲得這個網路的原生加密貨幣作為獎勵。

換句話說，所有交易在確認之前，都需要幾個節點的獨立驗證。這種有效方法可將正確且經過驗證的資料記錄到區塊鏈，同時降低了不良行為者攻擊的風險。然而，一旦您的網路像以太坊或比特幣一樣流行，吞吐量需求就會成為一個日益嚴峻的問題。在網路擁擠的時候，用戶將面臨更慢的確認時間以及更高的交易手續費。

Layer 1擴充解決方案如何運作？

對於Layer 1區塊鏈，有幾個選項可以提高吞吐量和整體網路容量。如果區塊鏈使用工作量證明，轉向權益證明可能是一種選擇，這樣可以增加每秒交易量(TPS)，同時降低處理手續費。儘管如此，加密社群對權益證明的好處和長期影響有不同的看法。

Layer 1網路上的可擴展性解決方案通常由專案的開發團隊引入。根據解決方案的不同，社群將需要對網路進行硬分叉或軟分叉。一些小的變化是向後相容的，例如比特幣的SegWit更新。

更大的變化，如將比特幣的區塊大小增加至8MB，則需要硬分叉。這將創建兩個版本的區塊鏈，一個進行了更新，一個沒有更新。提高網路吞吐量的另一個選擇是分片。它會將一個區塊鏈的操作拆分到多個較小的部分，可以同時而不是依序處理資料。

Layer 2擴充解決方案如何運作？

如上文所討論的，Layer 2解決方案依賴於平行或獨立於主鏈運行的次要網路。

總結

側鏈

狀態通道

狀態通道是交易各方之間的雙向通訊環境。各方將底層區塊鏈的一部分封存起來，並將其連接到鏈下交易通道。這通常透過事先約定的智能合約或多重簽名來完成。隨後，各方在鏈下執行一筆交易或一批交易，而不立即向底層分散式帳本（即主鏈）提交交易資料。一旦該集合中的所有交易完成，通道的最終「狀態」將被廣播到區塊鏈上進行驗證。這種機制提高了交易的處理速度，並增加了網路的整體容量。諸如比特幣閃電網路和以太坊的Raiden之類的解決方案，都是基於狀態通道運作的。

嵌套區塊鏈

Layer 1和Layer 2擴充解決方案的限制

Layer 1和Layer 2解決方案都有獨特的優點和缺點。圍繞著Layer 1可以為大規模協議改進提供最有效的解決方案。然而，這也意味著必須說服驗證者透過硬分叉來接受變化。

驗證者可能不想這樣做，例如從工作量證明轉變為權益證明時。轉向更有效率的系統將導致礦工失去收入，讓他們失去提高可擴展性的動力。

Layer 2提供了一種更快速的方法來提高可擴展性。然而，根據所使用的方法，原始區塊鏈的安全性很可能大打折扣。用戶之所以信任以太坊和比特幣之類的網絡，是因為它們的復原力和安全記錄。如果您摒棄Layer 1的某些方面，您往往必須依靠Layer 2團隊和網絡來提高效率和安全。

Layer 1和Layer 2之後是什麼？

一個關鍵問題在於，隨著Layer 1的可擴展性增強，我們是否還需要Layer 2解決方案。現有區塊鏈有所改進，且具有良好可擴展性的新網路已經創建。但想要提高主要係統的可擴展性需要很長時間，無法得到保證。最可能的選擇是使Layer 1專注於安全性，並允許Layer 2網路根據特定用例自訂服務。

在不久的將來，像以太坊這樣的大型鏈很有可能仍佔據主導地位，因為它們擁有大量用戶和開發者社群。但其龐大、去中心化的驗證者群和可靠的信譽為Layer 2解決方案目標奠定了堅實基礎。

總結

自加密貨幣交易開始以來，對改進貨幣交易開始以來，對改進可擴展性的追求催生了一種雙管齊下的方法，即Layer 1改進和Layer 2解決方案。若您擁有多種加密產品組合，則很有可能已經接觸到了Layer 1和Layer 2網路。現在，您已經了解了兩者之間的差異以及它們提供的不同擴展方法。