摘要

（如比特幣、幣安鏈、以太坊），以及這些網路的基礎架構。 Layer 1區塊鏈無需其他網路參與，即可驗證並完成交易。要提升Layer 1網路的擴充性非常困難，比特幣就已經印證了這一點。為解決此問題，開發人員創建了依靠Layer 1網路的安全性和共識運作的Layer 2協定。比特幣的閃電網路就是Layer 2協議的典型例子。閃電網路允許用戶先進行自由交易，隨後再寫入主鏈。

導語

Layer 1和Layer 2這兩個名詞可以幫助我們理解不同區塊鏈、專案和開發工具的架構。如果您曾好奇Polygon和以太坊之間、Polkadot和它的平行鏈之間是何種關係，那麼了解不同的區塊鏈層次有助於解開謎團。

什麼是Layer 1？

Layer 1網路是底層區塊鏈的別稱。幣安智能鏈(BNB)、以太幣(ETH)、比特幣(BTC)和Solana都屬於Layer-1協議。我們稱之為Layer 1，是因為它們是所在生態系中的主要網路。與之相對的鏈下解決方案和Layer 2解決方案都是在主鏈上建造的。

換言之，Layer 1協議能夠在自身的區塊鏈上處理並完成交易，同時自備用於支付交易費用的原生代幣。

Layer 1擴容

Layer 1網路普遍存在難以擴容的問題。面對日益增長的交易需求，比特幣和其他大型區塊鏈都在試圖加快交易的處理速度。比特幣使用的工作量證明(PoW)共識機制需要大量運算資源。  

PoW兼顧了去中心化和安全性，但在交易高峰期，網路運作速度仍會下降，從而導致交易確認時間延長，費用上漲。

多年來，區塊鏈開發人員一直在研究可拓展性解決方案，但至今仍未就最優替代方案達成協議。 Layer 1擴容的選用方案包括：

1.擴大區塊規模，使每個區塊能夠處理更多交易。

2.更改共識機制。即將上線的以太坊2.0版本就採用了這個方案。

3.實作分片， 分割資料庫。

改進Layer 1需要大費一番周折。很多情況下，不是所有網路使用者都會同意這樣的變更。這麼做可能會導致社區分裂，甚至發生硬分叉。 2017年比特幣分裂出比特幣現金就是硬分叉的後果。

隔離見證(SegWit)

比特幣的SegWit（隔離見證）是Layer 1擴容解決方案的一個例子。隔離見證透過改變區塊資料的組織方式（將數位簽章從交易資料中移除）增加了比特幣的吞吐量。這麼做可以釋放區塊空間，使每個區塊能夠處理更多交易，而且不會影響網路的安全。 Segwit是透過反相相容的軟分叉來實施的。這意味著，還沒有透過更新來包含隔離見證(SegWit)的比特幣節點仍能處理交易。

什麼是Layer 1分片？

分片是一種常見的Layer 1擴充解決方案，可用於增加交易的吞吐量。這是一種資料庫分割技術，可以應用於區塊鏈的分散式帳本。網路連同上面的節點一起被分割成不同的分片，以此平攤工作量並提升交易速度。每個分片處理整個網路的一部分活動，即每個分片都有自己負責的交易、自己的節點和獨立的區塊。

分片後，無需在每個節點上保存完整的區塊鏈副本。每個節點會將完成的工作寫入主鏈，即時共享本地數據，包括位址餘額和其他關鍵參數。

Layer 1與Layer 2比較

Layer 1存在一些無法突破的瓶頸。由於受到技術限制，區塊鏈主網很難或幾乎不可能實施某些變更。例如，以太坊正在升級過渡到權益證明(PoS)系統，但是整個流程已耗時數年。

由於可擴充性問題，Layer 1本身並不適合某些用例。比特幣網路的交易流程耗時過長，現實中不可能在網路上運行任何區塊鏈遊戲。但是，遊戲的開發人員可能仍然想利用Layer 1的安全性和去中心化屬性。那麼，最佳方法就是在這一網路上建立Layer 2解決方案。

閃電網路

Layer 2解決方案以Layer 1為建構基礎，並依賴Layer 1完成交易。閃電網路就是一個著名的範例。在流量高峰期要花數小時才能在比特幣網路上完成一筆交易。而閃電網路允許用戶在主鏈下使用比特幣進行快速支付，稍後再將餘額提交至主鏈。這樣可以將所有人的交易匯總成一份最終記錄，從而節省時間和資源。  

Layer 1區塊鏈範例

我們已經了解了什麼是Layer 1，現在讓我們來看一些例子。 Layer 1區塊鏈種類繁多，五花八門。很多區塊鏈都支援獨特的用例。不是所有區塊鏈都和比特幣或以太坊相類。為了解決區塊鏈的三角難題，在安全、去中心化和可擴展性之間取得較好的平衡，每個網路都有自己的一套解決方案。

Elrond

Elrond是創建於2018年的一個Layer 1網路。該網路使用分片技術來提升效能和可擴展性。 Elrond區塊鏈每秒可處理超過10萬筆交易。安全權益證明(SPoS)共識協議和自適應狀態分片是其獨特的兩大特色。

自適應狀態分片指的是隨網路使用者增減分割或合併分片。網路的整體架構，包括其狀態和交易，都會被分割。驗證者也會被分配到不同的分片中，降低分片被惡意接管的風險。

Elrond的原生代幣EGLD用於結算交易費用，部署DApp，以及獎勵參與網路驗證機制的用戶。同時，Elrond網路已經獲得了負二氧化碳排放認證，其抵消的二氧化碳量超過PoS機制的排放量。

Harmony

Harmony是使用有效權益證明(EPoS)和分片技術的Layer 1網路。區塊鏈主網共有四個分片，同時創建並驗證新的區塊。各個分片以自己的速度運行，區塊高度各不相同。

目前，Harmony實行“跨鏈金融”策略來吸引開發人員和使用者。連接以太坊和比特幣的去信任跨鏈橋使用戶在兌換代幣時無需承擔橋接中常見的託管風險，在Harmony的策略中扮演著重要的角色。 Harmony依靠去中心化自治組織(DAO)和零知識證明來實現擴展Web3的的核心願景。

多鍊和跨鏈似乎是DeFi（去中心化金融）的未來發展方向，這使得Harmony的橋接服務對使用者更具吸引力。非同質化代幣基礎架構、DAO工具和協定間橋接是Harmony重點關注的領域。

其原生代幣ONE用於支付網路交易費用。使用者也可以質押代幣參與Harmony的共識機制與治理。成功參與的驗證者將獲得區塊獎勵和交易費用。

Celo

Celo是2017年Go Ethereum分叉產生的一個Layer 1網路。分叉後，網路已經進行了一些重大變更，包括實施PoS以及啟用獨特的位址系統。 Celo Web3生態系統包括去中心化金融、非同質化代幣以及支付解決方案。網路已經確認了一億多筆交易。在Celo上，任何人都可以使用電話號碼或郵件地址作為公鑰。運行區塊鏈不需要特殊硬件，標準計算機也可以輕鬆應對。

Celo的主要代幣CELO是用於安全保護、交易和獎勵的標準效用代幣。網路也使用cUSD，cEUR和cREAL作為穩定幣。這些代幣由用戶生成，穩定掛鉤的機制與MakerDAO的DAI代幣類似。另外，使用Celo穩定幣進行的交易可以使用任何其他Celo資產支付。

加密貨幣市場的波動性和入門難度會使許多人望而卻步，而Celo採用地址系統和穩定幣的目的就是提升便利性，從而推廣加密貨幣。

THORChain

THORChain是一個跨鏈免許可的去中心化交易平台(DEX)。這個Layer 1網路使用Cosmos SDK構建，透過Tendermint共識機制驗證交易。 THORChain的主要目標是實現去中心化的跨鏈流動性，免去資產掛鉤或包裝的流程，使跨鏈投資者無需承受兩者帶來的額外風險。

運作過程中，THORChain扮演了保險庫管理員的角色，透過監管訪問，創造去中心化流動性，去除中心化的中間機構。 RUNE是THORChain的原生代幣，用於支付交易費用，參與治理，驗證交易以及保護網路安全。  

THORChain的自動化做市商(AMM)模型使用RUNE作為基礎貨幣，使用者可以使用RUNE交換其他任何支援的資產。在某種程度上，專案的運作與跨鏈Uniswap有相似之處，RUNE在專案中扮演了流動性資金池的結算資產與安全資產。

Kava

Kava這種Layer 1區塊鏈兼具Cosmos的速度與互通性，同時也擁有以太坊的開發者支援體系。 Kava網路使用“共鏈”架構，其特點是為EVM和Cosmos SDK開發環境提供了不同的鏈條。借助Cosmos共鏈上的IBC支持，開發者部署的去中心化應用程式可以在Cosmos和以太坊的生態體系間無縫運行。  

Kava使用Tendermint PoS共識機制，為EVM共鏈上的應用程式性提供強大的可擴充性。 Kava網路由KavaDAO提供資金支持，該網路上公開的鏈上開發人員激勵機制會根據專案的使用情況對每條共鏈上排名前一百的項目進行獎勵。  

Kava支援兩種代幣，分別是原生效用代幣和治理代幣KAVA，和與美元掛鉤的穩定幣USDX。 KAVA用於支付交易費用，驗證者可以質押代幣產生網路共識。用戶可以將質押的KAVA代幣委託給驗證者，賺取一部分發行的KAVA幣。質押者和驗證者也可以給治理提案投票，決定網路的參數。  

IoTeX

IoTeX創建於2017年，是一個專注整合區塊鏈和物聯網的Layer 1網路。 IoTeX用戶可以掌控設備產生的數據，讓機器為DApp、資產以及服務提供支援。用戶的個人資訊具有一定價值，透過區塊鏈管理資訊能夠確保資訊的安全。

IoTeX將軟體與硬體結合，在不犧牲使用者體驗的情況下，提供了掌控隱私和資料的全新解決方案。用戶可以使用名為MachineFi的系統，使用現實世界中的數據賺取數位資產。

IoTeX推出了兩款值得關注的硬體產品，分別是Ucam和Pebble Tracker。 Ucam是一款高級家用安全攝像頭，使用戶在任何地方都能掌握家中情況並完全擁有資料隱私。 Pebble Tracker是一款支援4G且具有追蹤功能的智慧全球定位系統，不僅能追蹤GPS數據，還能即時追蹤環境數據，包括氣溫、濕度和空氣品質。

就區塊鏈架構而言，IoTeX上有不少以它為基礎的Layer 2協定。區塊鏈會提供工具來創建使用IoTeX進行最終確認的自訂網路。這些鏈條也可以透過IoTeX進行互動交流和資訊分享。開發人員可以輕鬆建立新的子鏈，滿足自有IoT設備的特定需求。 IoTeX的代幣IOTX用於支付交易費用、質押、治理和網路驗證。

總結

現今的區塊鏈生態體系中有多個Layer 1網路和Layer 2協定。雖然很容易混淆，但只要掌握了基礎概念，就能輕鬆理解整體架構。在研究新的區塊鏈項目，尤其是專注於網路互通性和跨鏈解決方案的項目時，掌握基礎概念非常實用。