什么是 Layer 1 区块链？

欢迎回到我们正在进行的区块链基础知识指南系列。如果你已经解决了“什么是区块链”这个问题，那么你就可以更深入地研究它的层级了。

在本文中，我们将定义 Layer 1 区块链，探索其关键特性、示例、扩展解决方案，以及它们与 Layer 2 协议的关键区别。

Tl; DR:**

Layer-1 (L1) 区块链，如比特币、以太坊和 Solana，构成了整个加密生态系统的基础。它们提供了一个安全和去中心化的平台，使开发者能够在其上创建和部署自己的应用程序、协议，甚至是其他区块链网络（Layer-2）。

什么是Layer 1？

所谓的 Layer One 加密网络是具有自身结构、规则和激励机制的“经典”区块链。

它们可以自主处理和最终确定交易，而无需依赖外部网络或协议来实现其核心功能。

此类区块链的传统示例包括比特币、以太坊、BNB 链、Solana 和 Cardano。

Layer-1 区块链的关键特性

L1 网络的主要特点是它们作为其他组件构建的基础，因此得名：

• 为开发者提供构建和部署所需的工具和基础设施：可以将这些网络中的每一个都想象成加密货币、NFT、基于区块链的服务和智能合约的操作系统；
• 可以作为创建独立区块链网络的基础：Layer-2 与主层交互并增加其功能。在这种情况下，Layer-1 网络也称为主链、基础或父区块链或基础层。

L1 链旨在托管许多依赖于它们的应用和协议，通过利用强大的共识算法来优先考虑安全性，通常会牺牲速度和可扩展性。

Layer 1 协议：示例

各种Layer-1加密网络在架构和可用功能范围上可能有所不同。两个主要的例子是以太坊，以其可编程性而闻名，比特币，以其安全高效的P2P交易而闻名。

比特币

最古老、最受欢迎的加密货币依赖于一种称为工作量证明的处理器密集型共识方法。它提供了强大的安全性，使网络能够抵抗黑客攻击和欺诈。

比特币的架构旨在简单、安全和可靠，以实现直接的钱包到钱包交易。

在此基础上，涌现出各种解决方案来增强网络的功能。例如，Ordinals 协议 已经能够在比特币区块链上托管 NFT。

此外，闪电网络专注于促进快速且经济高效的交易，而 Layer-2 网络（例如 Stacks 和 Rootstock）则增加了智能合约功能。

以太坊

随着智能合约技术的实施，以太坊在 2015 年 7 月首次推出后迅速取得了成功。如今，其强大的基础设施和对开发者友好的工具使其成为创建和部署各种类型 dApp 的首选。

其发展里程碑包括 2022 年的 Merge 事件和最近的 Dencun 硬分叉，标志着网络内部的持续发展和改进。

大量的 Layer-2 区块链有助于以太坊在去中心化领域的统治地位。

Solana

Solana是最流行的 L1 区块链之一。它由高通和微软资深人士Anatoly Yakovenko于2020年3月在主网上推出。Solana 采用历史证明共识，这使其成为高性能且安全的去中心化网络。

截至2024年第一季度，Solana 是近250个 dApp 的原生平台，也是 DeFi 中总锁定价值第四大的区块链生态系统。Solana 的核心原生代币 SOL 是市值排名前 5 的加密货币。

Avalanche

Avalanche L1 区块链旨在解决以太坊 (ETH) 可扩展性和开发者体验的瓶颈。Avalanche 由比特币 OG Emin Gun Sirer 及其同事于 2020 年推出。

Avalanche 拥有独特的技术设计，因为它包括共识层和执行层。智能合约级别被称为 Avalanche C-Chain，因其高速和无与伦比的可扩展性机会而广受欢迎。

Cardano

由区块链资深人士 Charles Hoskinson 推出，Cardano 是仅次于最大的智能合约平台以太坊的第二大权益证明 (PoS) 区块链。Cardano 优先考虑其质押生态系统的去中心化和抗审查性。

Cardano 是最大的基于 UTXO 的智能合约区块链。作为 DeFi 的区块链 L1，它利用 Marlow 插件实现更好的编程体验。

Layer 1 如何扩展？

随着区块链吸引越来越多的开发者和用户，对更快交易处理的需求成为一个紧迫的问题。

为了给出一个估计，比特币和以太坊加起来每秒可以处理 20-30 笔交易 (TPS)，当用户尝试处理超过网络可以处理的交易时，gas 费用就会飙升。

有两种主要方法可以解决这个问题。

可扩展的 Layer-1：链上解决方案

一种方法是实施协议内优化以提高区块链的性能。

例如，Cardano 正在逐步增加其区块大小，目前设置为 88KB，而 Solana 和 Aptos 则利用交易并行化技术。

另一种有希望的扩展解决方案是分片，这是一种已在 Polkadot 和 TON 等区块链中使用的机制。此外，以太坊最近的 Dencun 升级标志着其分片路线图的首次迭代。

分片的工作原理是将 Layer One 网络分成更小的部分，每个部分仅负责一部分任务。

Layer-2：链下扩展

Layer-2 解决方案作为基础链之上的增强层运行，主要侧重于以更低的成本提高交易速度。

比较以太坊与 L2 gas 费用，来源 L2 费用

这些解决方案被称为“链下”，因为交易是在建立在基础网络基础设施上的单独链上处理的。完成后，交易数据会定期发布回 Layer-1，在那里它会在不可变的区块链上得到保护和最终确认。

通过将核心功能从主链上卸载，它们可以缓解拥塞和瓶颈。

如需更深入的了解，请参阅我们的以太坊 L2 扩展解决方案指南。

Layer 1 与 Layer 2：主要区别

由于区块链的两层设计具有不同的目的，因此它们之间的差异反映了各自的功能。

下表概述了 Layer 1 与 Layer 2 区块链的主要区别，涵盖四个关键方面：

考虑这些差异可以帮助用户、开发者和研究人员就哪种解决方案最适合其特定用例做出明智的决定。

与 Layer 2 解决方案相比，使用 Layer 1 协议有哪些优势？

当开发者寻找最佳的去中心化应用基础时，评估 Layer-1 解决方案的独特优势至关重要。

1. 安全性：为托管处理敏感数据的应用程序提供最安全的可靠平台保证；
2. 生态系统：通常拥有庞大且蓬勃发展的生态系统，拥有广泛的开发者社区、工具和基础设施支持；
3. 透明度：交易直接发生在公共区块链上，这与 Layer 2 计算不同，后者通常在链下进行，给审计或验证完整性带来挑战。

总的来说，支持 Layer 2 加密网络的选择取决于项目的需求和目标。对于优先考虑快速和廉价交易的 dApp，例如 GameFi 项目，它们可能会提供更多好处。

总结

各种 Layer-1 区块链协同工作，为用户带来数字化的、去中心化的全球经济，充当构建可持续生态系统的基础。然而，为了支持不断增长的 dApp 生态系统并确保它们顺利运行，Layer-1 网络必须扩展到处理 100 倍以上的交易，而 Layer-2 解决方案可能会填补这一空白。

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常见问题解答

• Layer One 网络通过各种共识算法（如工作量证明和权益证明）来确保安全性，这些算法决定了节点如何验证交易有效性并安全地存储数据。

• 鉴于 Layer 1 加密网络构成了整个去中心化生态系统的基石，因此，未来面临的主要挑战和当务之急将是实施扩展解决方案。这对于有效管理不断增长的 dApp 生态系统以及不断增长的用户群至关重要。

• 基础链可扩展性主要通过重新设计基本区块链协议以提高吞吐量或在基础层之上构建 Layer-2 网络以委派工作负载来实现。

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