（如Bitcoin、幣安鏈、Ethereum），以及這些網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)架構(gòu)。Layer 1區(qū)塊鏈無需其他網(wǎng)絡(luò)參與，即可驗證并完成交易。提升Layer 1網(wǎng)絡(luò)的可擴展性非常困難，Bitcoin就已經(jīng)印證了這一點。為解決這一問題，開發(fā)人員創(chuàng)建了依靠Layer 1網(wǎng)絡(luò)的安全性和共識運作的Layer 2協(xié)議。Bitcoin的閃電網(wǎng)絡(luò)就是Layer 2協(xié)議的一個典型例子。閃電網(wǎng)絡(luò)允許用戶先進行自由交易，隨后再將其寫入主鏈。
導(dǎo)語
Layer 1和Layer 2這兩個術(shù)語可以幫助我們理解不同區(qū)塊鏈、項目和開發(fā)工具的架構(gòu)。如果您曾好奇Polygon和Ethereum之間、Polkadot和它的平行鏈之間是何種關(guān)系，那么了解不同的區(qū)塊鏈層次有助于解開謎團。
什么是Layer 1？
Layer 1網(wǎng)絡(luò)是底層區(qū)塊鏈的別稱。幣安智能鏈(BNB)、Ethereum(ETH)、Bitcoin(BTC)和Solana都屬于Layer-1協(xié)議。我們稱之為Layer 1，是因為它們是所在生態(tài)系統(tǒng)中的主要網(wǎng)絡(luò)。與之相對的鏈下解決方案和Layer 2解決方案都是在主鏈上搭建的。
換言之，Layer 1協(xié)議能夠在自身的區(qū)塊鏈上處理并完成交易，同時自帶用于支付交易費用的原生Tokens。
Layer 1擴容
Layer 1網(wǎng)絡(luò)普遍存在難以擴容的問題。面對日益增長的交易需求，Bitcoin和其他大型區(qū)塊鏈都在力圖加快交易的處理速度。Bitcoin使用的工作量證明(PoW)共識機制需要大量計算資源。
PoW兼顧了Decentralization和安全性，但在交易高峰期，網(wǎng)絡(luò)運行速度仍會下降，從而導(dǎo)致交易確認時間延長，費用上漲。
多年以來，區(qū)塊鏈開發(fā)人員一直在研究可拓展性解決方案，但是至今仍未就最優(yōu)替代方案達成一致。Layer 1擴容的可選方案包括：
1.擴大區(qū)塊規(guī)模，使每個區(qū)塊能夠處理更多交易。
2.更改共識機制。即將上線的Ethereum2.0版本就采用了這一方案。
3.實施分片， 分割數(shù)據(jù)庫。
改進Layer 1需要大費一番周折。很多情況下，不是所有網(wǎng)絡(luò)用戶都會同意這樣的變更。這么做可能會導(dǎo)致社區(qū)分裂，甚至發(fā)生硬分叉。2017年Bitcoin分裂出Bitcoin現(xiàn)金就是硬分叉的后果。
隔離見證(SegWit)
Bitcoin的SegWit（隔離見證）是Layer 1擴容解決方案的一個例子。隔離見證通過改變區(qū)塊數(shù)據(jù)的組織方式（將數(shù)字簽名從交易數(shù)據(jù)中移除）增加了Bitcoin的吞吐量。這么做可以釋放區(qū)塊空間，使每個區(qū)塊能夠處理更多交易，而且不會影響網(wǎng)絡(luò)的安全。Segwit是通過反相兼容的軟分叉實施的。這意味著，還沒有通過更新來包含隔離見證(SegWit)的BitcoinNode仍能處理交易。
什么是Layer 1分片？
分片是一種常見的Layer 1擴展解決方案，可用于增加交易的吞吐量。這是一種數(shù)據(jù)庫分割技術(shù)，可以應(yīng)用于區(qū)塊鏈的分布式賬本。網(wǎng)絡(luò)連同上面的Node一起被分割成不同的分片，以此平攤工作量并提升交易速度。每個分片處理整個網(wǎng)絡(luò)的一部分活動，即每個分片都有自己負責(zé)的交易、自己的Node和獨立的區(qū)塊。
分片后，無需在每個Node上保存完整的區(qū)塊鏈副本。每個Node會將完成的工作寫入主鏈，實時共享本地數(shù)據(jù)，包括地址余額和其他關(guān)鍵參數(shù)。
Layer 1與Layer 2對比
Layer 1存在一些無法突破的瓶頸。由于受到技術(shù)限制，區(qū)塊鏈主網(wǎng)很難或幾乎不可能實施某些變更。例如，Ethereum正在升級過渡到權(quán)益證明(PoS)系統(tǒng)，但是整個流程已耗時數(shù)年。
由于可擴展性問題，Layer 1本身并不適合某些用例。Bitcoin網(wǎng)絡(luò)的交易流程耗時過長，現(xiàn)實中不可能在網(wǎng)絡(luò)上運行任何區(qū)塊鏈游戲。但是，游戲的開發(fā)人員可能仍然想利用Layer 1的安全性和Decentralization屬性。那么，最佳辦法就是在這一網(wǎng)絡(luò)上構(gòu)建Layer 2解決方案。
閃電網(wǎng)絡(luò)
Layer 2解決方案以Layer 1為構(gòu)建基礎(chǔ)，并依靠Layer 1完成交易。閃電網(wǎng)絡(luò)就是一個著名的示例。在流量高峰期要花費數(shù)小時才能在Bitcoin網(wǎng)絡(luò)上完成一筆交易。而閃電網(wǎng)絡(luò)允許用戶在主鏈下使用Bitcoin進行快速支付，稍后再將余額提交至主鏈。這樣可以將所有人的交易匯總成一份最終記錄，從而節(jié)省時間和資源。
Layer 1區(qū)塊鏈示例
我們已經(jīng)了解了什么是Layer 1，現(xiàn)在讓我們來看一些例子。Layer 1區(qū)塊鏈種類繁多，五花八門。很多區(qū)塊鏈都支持獨特的用例。不是所有區(qū)塊鏈都和Bitcoin或Ethereum相類。為了解決區(qū)塊鏈的三角難題，在安全、Decentralization和可擴展性之間取得較好的平衡，每個網(wǎng)絡(luò)都有自己的一套解決方案。
Elrond
Elrond是創(chuàng)建于2018年的一個Layer 1網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)使用分片技術(shù)來提升性能和可擴展性。Elrond區(qū)塊鏈每秒可處理超過10萬筆交易。安全權(quán)益證明(SPoS)共識協(xié)議和自適應(yīng)狀態(tài)分片是其獨有的兩大特色。
自適應(yīng)狀態(tài)分片指的是隨網(wǎng)絡(luò)用戶增減分割或合并分片。網(wǎng)絡(luò)的整體架構(gòu)，包括其狀態(tài)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(fēng)險。
Elrond的原生TokensEGLD用于結(jié)算交易費用，部署DApp，以及獎勵參與網(wǎng)絡(luò)驗證機制的用戶。同時，Elrond網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)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(quán)益證明(EPoS)和分片技術(shù)的Layer 1網(wǎng)絡(luò)。區(qū)塊鏈主網(wǎng)共有四個分片，同時創(chuàng)建并驗證新的區(qū)塊。各個分片以自己的速度運行，區(qū)塊高度各不相同。
目前，Harmony實行“跨鏈金融”戰(zhàn)略來吸引開發(fā)人員和用戶。連接Ethereum和Bitcoin的去信任跨鏈橋使用戶在兌換Tokens時無需承擔(dān)橋接中常見的托管風(fēng)險，在Harmony的戰(zhàn)略中扮演著重要的角色。Harmony依靠Decentralization自治組織(DAO)和零知識證明來實現(xiàn)擴展Web3的的核心愿景。
多鏈和跨鏈似乎是DeFi（Decentralization金融）的未來發(fā)展方向，這使得Harmony的橋接服務(wù)對用戶更具吸引力。非同質(zhì)化Tokens基礎(chǔ)架構(gòu)、DAO工具和協(xié)議間橋接是Harmony重點關(guān)注的領(lǐng)域。
其原生TokensONE用于支付網(wǎng)絡(luò)交易費用。用戶也可以質(zhì)押Tokens參與Harmony的共識機制與治理。成功參與的驗證者將獲得區(qū)塊獎勵和交易費用。
Celo
Celo是2017年Go Ethereum分叉產(chǎn)生的一個Layer 1網(wǎng)絡(luò)。分叉后，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)進行了一些重大變更，包括實施PoS以及啟用獨特的地址系統(tǒng)。Celo Web3生態(tài)系統(tǒng)包括Decentralization金融、非同質(zhì)化Tokens以及支付解決方案。網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)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(qū)塊鏈不需要特殊硬件，標準計算機也可以輕松應(yīng)對。
Celo的主要TokensCELO是用于安全保護、交易和獎勵的標準效用Tokens。網(wǎng)絡(luò)還使用cUSD，cEUR和cREAL作為穩(wěn)定幣。這些Tokens由用戶生成，穩(wěn)定掛鉤的機制與MakerDAO的DAITokens類似。另外，使用Celo穩(wěn)定幣進行的交易可以使用任何其他Celo資產(chǎn)支付。
加密貨幣市場的波動性和入門難度會使很多人望而卻步，而Celo采用地址系統(tǒng)和穩(wěn)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Decentralization交易平臺(DEX)。該Layer 1網(wǎng)絡(luò)使用Cosmos SDK構(gòu)建，通過Tendermint共識機制驗證交易。THORChain的主要目標是實現(xiàn)Decentralization的跨鏈流動性，免去資產(chǎn)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(fēng)險。
運行過程中，THORChain扮演了保險庫管理員的角色，通過監(jiān)管存取，創(chuàng)造Decentralization流動性，去除中心化的中間機構(gòu)。RUNE是THORChain的原生Tokens，用于支付交易費用，參與治理，驗證交易以及保護網(wǎng)絡(luò)安全。
THORChain的自動化做市商(AMM)模型使用RUNE作為基礎(chǔ)貨幣，用戶可以使用RUNE交換其他任何受支持的資產(chǎn)。在某種程度上，項目的運作與跨鏈Uniswap有相似之處，RUNE在項目中充當(dāng)了流動性資金池的結(jié)算資產(chǎn)與安全資產(chǎn)。
Kava
Kava這種Layer 1區(qū)塊鏈兼具Cosmos的速度和互操作性，同時還擁有Ethereum的開發(fā)者支持體系。Kava網(wǎng)絡(luò)使用“共鏈”架構(gòu)，其特點是為EVM和Cosmos SDK開發(fā)環(huán)境提供了不同的鏈條。借助Cosmos共鏈上的IBC支持，開發(fā)者部署的Decentralization應(yīng)用程序可以在Cosmos和Ethereum的生態(tài)體系間無縫運行。
Kava使用Tendermint PoS共識機制，為EVM共鏈上的應(yīng)用程序性提供強大的可擴展性。Kava網(wǎng)絡(luò)由KavaDAO提供資金支持，該網(wǎng)絡(luò)上公開的鏈上開發(fā)人員激勵機制會根據(jù)項目的使用情況對每條共鏈上排名前一百的項目進行獎勵。
Kava支持兩種Tokens，分別是原生效用Tokens和治理TokensKAVA，和與美元掛鉤的穩(wěn)定幣USDX。KAVA用于支付交易費用，驗證者可以質(zhì)押Tokens生成網(wǎng)絡(luò)共識。用戶可以將質(zhì)押的KAVATokens委托給驗證者，賺取一部分發(fā)行的KAVA幣。質(zhì)押者和驗證者也可以給治理提案投票，決定網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)。
IoTeX
IoTeX創(chuàng)建于2017年，是一個專注整合區(qū)塊鏈和物聯(lián)網(wǎng)的Layer 1網(wǎng)絡(luò)。IoTeX用戶可以掌控設(shè)備生成的數(shù)據(jù)，讓機器為DApp、資產(chǎn)以及服務(wù)提供支撐。用戶的個人信息具有一定價值，通過區(qū)塊鏈管理信息能夠確保信息的安全。
IoTeX將軟件與硬件相結(jié)合，在不犧牲用戶體驗的情況下，提供了掌控隱私和數(shù)據(jù)的全新解決方案。用戶可以使用名為MachineFi的系統(tǒng)，使用現(xiàn)實世界中的數(shù)據(jù)賺取數(shù)字資產(chǎn)。
IoTeX推出了兩款值得關(guān)注的硬件產(chǎn)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并完全擁有數(shù)據(jù)隱私。Pebble Tracker是一款支持4G且?guī)в凶粉櫣δ艿闹悄苋蚨ㄎ幌到y(tǒng)，不僅能追蹤GPS數(shù)據(jù)，還能實時追蹤環(huán)境數(shù)據(jù)，包括氣溫、濕度和空氣質(zhì)量。
就區(qū)塊鏈架構(gòu)而言，IoTeX上有不少以它為基礎(chǔ)的Layer 2協(xié)議。區(qū)塊鏈會提供工具來創(chuàng)建使用IoTeX進行最終確認的自定義網(wǎng)絡(luò)。這些鏈條也可以通過IoTeX進行互動交流和信息共享。開發(fā)人員可以輕松創(chuàng)建新的子鏈，滿足自有IoT設(shè)備的特定需求。IoTeX的TokensIOTX用于支付交易費用、質(zhì)押、治理和網(wǎng)絡(luò)驗證。
總結(jié)
當(dāng)今的區(qū)塊鏈生態(tài)體系中有多個Layer 1網(wǎng)絡(luò)和Layer 2協(xié)議。雖然很容易混淆，但只要掌握了基礎(chǔ)概念，就能輕松理解整體架構(gòu)。在研究新的區(qū)塊鏈項目，尤其是專注于網(wǎng)絡(luò)互操作性和跨鏈解決方案的項目時，掌握基礎(chǔ)概念非常實用。
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