概述

区块链技术发展迅速，了解其分层架构至关重要。本文将总结第 1 层、第 2 层和第 3 层区块链的主要区别和功能。
从虚拟货币到供应链管理，各行各业都将区块链技术视为一种革命性力量。然而，随着技术的逐渐成熟，它也变的越发复杂，其发展的速度之快对可扩展性的需求成倍增加。要实现这种复杂性和可扩展性，核心要点就是在区块链中解耦分层。在本文中，我们将重点介绍这些分层（第一层、第二层、第三层）的主要区别、功能及用例。

1、各层的主要区别

区块链技术可以看作是一座多层建筑，每一层都有特定的用途：

  • Layer 0 层是基础层，通常称为网络层。它处理基本的通信协议
  • Layer 1 层是核心架构
  • Layer 2 层增加功能
  • Layer 3 层承载基于这些功能的应用程序
    这些层在具体实现方面存在差异，如共识机制、可扩展性解决方案、交易速度和价格以及安全功能。

2、什么是区块链Layer 1

第 1 层区块链是验证和最终完成交易的基础区块链。它们是一切的开始，是去中心化网络的核心，依靠工作证明（PoW）或权益证明（PoS）等共识机制来验证交易。Layer 1层区块链不依赖于任何其他网络。

Layer 1层区块链示例：
比特币：比特币是第一个也可能是最著名的区块链，采用 PoW 机制，主要用于点对点交易。
以太坊： 以太坊以其智能合约功能而闻名，一开始采用 PoW 机制，但正在过渡到 PoS 机制。
Polkadot：这个多链区块链平台使用 PoS 的变体，旨在实现不同区块链的互操作。
每个区块链都在底层运行，拥有自己的本地代币、共识机制和智能合约功能。

Layer 1的缺点

尽管第 1 层区块链具有基础重要性，但也存在缺点。通常面临经典的可扩展性三难问题，即去中心化、安全性和可扩展性之间的权衡。几乎不可能同时拥有这三者并保持竞争力，因此通常会做出折中，取其一。

此外，交易速度可能很慢，费用可能很高，尤其是在网络拥堵时。大多数Layer 1区块链所需的高计算资源往往是造成这种情况的原因。这些限制往往会导致用户体验效率降低，这也是开发Layer 2解决方案的主要原因。

什么是Layer 2 层区块链？

Layer 2 层区块链是在现有区块链基础上创建的二级框架或协议。这些层旨在解决第1层区块链的固有局限性，主要是可扩展性问题。Layer 2 层解决方案不是独立的区块链，其安全性和最终性依赖于底层Layer 1 层。它们充当Layer 2 层协议，在Layer 1 层区块链上结算最终状态之前，在链外或以更高效的方式处理交易。

它们能够在不影响去中心化的前提下加快交易速度并降低成本，这对整个 Web3 生态系统至关重要，因为它们为大规模采用铺平了道路。

许多从Layer 1 层区块链起步的项目现在都采用了Layer 2 层解决方案，以方便用户。例如，Ambire 钱包通过集成桥支持 10 多个 EVM 链。它使用Layer 2 层网络和账户抽象技术，具有减少Gas费和提高交易速度的功能，例如将多个交易批量合并为一个交易和独特的Gas绑定包。Gas绑定包允许用稳定币或其他代币预付Gas费，然后您可以在任何支持的网络中使用这些代币并保存。

Layer 2 层区块链的类别

  • Rollups
    Rollups是一种非常优秀的Layer 2 层解决方案，可将多个事务聚合到一个事务卷中。这种聚合大大减少了主链的负载，使其成为对速度要求极高的高吞吐量环境中的一项重要技术。Rollups有两种主要类型：zk-Rollups和Optimistic Rollups。zk-Rollups 使用零知识证明进行验证，而 Optimistic Rollups 则使用欺诈证明。两者都旨在提高交易速度和降低成本。

  • 侧链
    侧链是与主链并行运行的独立区块链。侧链旨在实现更快、更可扩展的交易，通常针对主链无法高效处理的特定用例而定制。侧链有自己的共识机制，可以拥有与主链不同的特性和功能。不过，它们通常依赖于主链的安全性，这意味着它们可能不如Layer 1层区块链安全。

  • State Channels
    State Channels就像私人道路，允许用户之间进行交易，而无需通过主链。这种链外方式大大降低了交易费用，加快了交易过程。一系列交易完成后，最终状态会在主链上更新。State Channels对微交易特别有用，常用于游戏和流媒体服务。

  • 嵌套区块链
    嵌套区块链是Layer 2层解决方案的一种更复杂的形式，它涉及连接在主链下的多个侧链。这种分层结构可以提高可扩展性和交易吞吐量。嵌套区块链可以拥有自己的共识机制、特性和功能，因此具有很强的可定制性。嵌套区块链通常用于企业解决方案，不同部门或单位可能需要自己的区块链，但仍需要连接到中央链。

什么是Layer 3 层区块链？

Layer 3 层区块链是应用层，去中心化应用（dApps）在此构建。这些是终端用户与之交互的界面，建立在第 2 层甚至第 1 层解决方案之上。第 3 层解决方案旨在使区块链技术更易于访问和使用。它们通常包括用户界面、钱包和其他用户体验增强功能，使普通人更容易与区块链进行交互。

总结

使用各类区块链的利弊

Layer 1 层

  • 优点 安全性高、去中心化、历史悠久。
  • 缺点：可扩展性有限、交易速度较慢、费用较高。
    Layer 2 层
  • 优点 可扩展性提高、交易速度加快、费用降低。
  • 缺点：安全性可能会打折扣，复杂性会让新用户望而却步。
    Layer 3 层
  • 优点 用户友好，功能丰富，有可能成为主流应用。
  • 缺点：仍处于初级阶段，取决于底层的安全性和稳定性。