什么是第一层区块链？

2024年03月30日

在区块链中，第 1 层（L1）指的是网络中的根本基础链。一个 L1 区块链提供了网络中最基本的服务，如在公共账本上记录交易和确保足够的安全性。

尽管许多 L1 链以不同的方式处理构建区块链网络的挑战，但它们都共享使加密货币服务可能的基础，从货币到去中心化应用程序等。

比特币是第一个 L1 区块链，尽管当时没有称其为"L1"，因为它是唯一的层。随着以太坊的引入，区块链作为智能合约的技术基础被确立。随着它们的普及，这些单一区块链可能无法扩展，或者无法有效处理使用量增加的负荷，这一点变得清晰。然后，扩展解决方案被建立在它们提供的基础之上。

L1 的核心组成部分

大多数最熟悉的区块链都是第 1 层链。包括比特币、以太坊、Avalanche 和 Cardano 在内的这些都具有定义它们为第 1 层链的某些特性。

区块生成

区块链的单个单位——区块——由矿工（或验证者）生产，并记录在网络的第 1 层链上。

区块是包含对链中先前生成的区块的引用和关于许多新交易信息的数据结构。这创建了我们所知的区块链公共账本，允许每笔交易都被记录和核算。

交易终结性

交易终结性是交易不能被更改或撤销的保证。这是交易被记录在链上不可撤销状态的点，并且这个时间长度可以根据区块链的设计而变化。尽管交易可以在其他层或链上处理，但它们唯一能够被终结的地方是在 L1 区块链上。

原生资产

用于支付交易费用和奖励 L1 区块链上的矿工/验证者的加密货币被称为硬币（如 BTC、ETH、ADA 和 DOGE），这对 L1 链的功能来说是必需的。相反，那些支持在 L1 上建立的去中心化网络和应用的资产被称为代币（如 UNI、DAI、LINK 和 SAND）。

安全性

一个 L1 链定义了负责网络安全的参数。这包括链使用的共识机制（例如工作量证明、权益证明）以及规定验证者如何在网络上互动的规则。尽管其他区块链层可能提供一些安全措施，但 L1s 是生态系统安全的最终裁决者。

第 1 层的主要局限性是什么？

第 1 层区块链旨在提供区块链的基本功能。任何区块链的主要目标是优化去中心化、安全性和可扩展性。然而，这种平衡是难以达成的，这就是为什么同时实现这三个目标被称为区块链三难问题。

早期的第 1 层链（主要是比特币和以太坊）优先考虑去中心化和安全性，但代价是网络的可扩展性随着采用率的提高而降低。这促使第 1 层的开发者要么修改设计以优先考虑扩展，要么在“链外”寻找其他解决方案。

L1 链可以通过改变其本地架构来提高扩展能力的方式有限。这些包括：

增加区块大小：通过更大的区块，更多的交易可以“适应”每个区块，提高网络的速度。缺点是保护网络的计算机（节点）必须增加硬件要求，这可能导致集中化。
改变共识机制：依赖权益证明（PoS）共识机制的区块链通常可以比基于工作量证明（PoW）的链更快，且资源消耗更少。然而，一些人认为这是以较低的安全性和集中化为代价的。
分片：第 1 层链可以将其数据分割为预设数量的不同数据组件（称为分片），帮助解除网络拥堵并提高交易速度。然而，分片链之间的通信可能很复杂，导致区块链的安全性下降。

其他层如何与第 1 层相关？

由于 L1 的限制，开发者寻求通过在第 1 层链下（第 0 层）或上方（第 2 层和第 3 层）添加架构来改进区块链设计。

第 1 层与第 2 层

第 2 层解决方案（L2）通常在第 1 层技术的功能（通常是可扩展性）上进行改进。L2s 通常建立在 L1 链的顶部，并且通常要求用户通过桥梁将资产从主链转移到 L2 链。

第 2 层解决方案可以是它们自己的区块链，同时借用专属 L1 网络的安全性。L2s 在 L1 网络之外处理交易（“链外”），并将这些交易通报给 L1 链，由其最终确认。这允许更快的交易处理并为用户降低费用。

两种主要的 L2s 是zk-rollups和optimistic rollups。两者都将许多交易打包（或“roll up”）在一起，并将它们作为单个数据包提交给主链。它们在如何将信任嵌入系统中有所不同。在 zk-rollups（如 Loopring）中，使用复杂的计算，称为零知识证明，来确保交易的有效性。在 optimistic rollups（如 Optimism 和 Arbitrum）中，有效性被假定，并且可以通过一个称为欺诈证明的专用过程由验证者提出挑战。

第 0 层和第 3 层

第 0 层（L0）和第 3 层（L3）的定义甚至更不清晰。然而，这些概念对加密空间同样重要。

第 0 层（也称为社会层）由构成加密社区的人组成——从开发者到最终用户。它还包括社区内的共享信任和愿景。按照这个定义，L0 是构建并参与所有区块链网络的基础。

术语 L0 还用于描述支持其他区块链的区块链。这些包括波卡 (Polkadot)和 Cosmos，两者都为多个互连的、特定应用的 L1 链提供平台和安全性。

第 3 层通常被认为是区块链相互作用的层，或者说是互操作性层。这包括 Cosmos 的区块链通信（IBC）协议和Ripple的互联协议（ILP）。然而，术语 L3 也被用来描述建立在 L2 之上的额外扩展解决方案。

第 1 层要点

第 1 层指的是一个基础区块链，在此区块链上产生区块，交易得到最终确认，并使用原生加密货币硬币支付交易费用并奖励那些保护网络的人。最受欢迎的 L1 链是比特币和以太坊。
区块链三难问题指出，L1 链通常无法同时实现去中心化、安全性和可扩展性。因此，即使通过调整它们的架构，L1 的局限性也是显著的。
像第 2 层解决方案这样的扩展解决方案旨在解决 L1 无法适应使用量增加的一些问题。同时，第 0 层区块链为特定应用的 L1 链提供平台，第 3 层指的是使区块链互操作性成为可能的协议。