加密貨幣中的第一層是什麽？

在區塊鏈技術中，第一層（L1）是指基礎協議或底層區塊鏈本身，它是建立繫統基本規則和協議的區塊鏈的主要層。簡單來説，第一層是指負責驗證交易、維護賬本併創建新區塊的主要區塊鏈網絡。

第一層協議通常被稱爲“基礎層”協議，因爲它們是整個區塊鏈網絡的基礎。這些協議可以被認爲是區塊鏈的基本構建塊，提供共識機製、區塊驗證和安全性等基本功能。

第一層協議的一個關鍵特徵是能夠以去中心化和去信任的方式處理交易。這是通過共識機製來實現的，共識機製使網絡中的節點能夠在無需中央機構的情況下就交易的有效性達成共識。

最著名的第一層協議是比特幣，它自2009年開始運行。其他使用廣泛的第一層協議包括以太坊、比特幣現金和萊特幣。每個協議都有其獨特的特徵，例如區塊時間、區塊大小和交易吞吐量，這些參數決定了它們的整體性能。

第一層協議通常是安全且不可篡改的，交易一經確認併添加到區塊鏈中，便無法更改或刪除。因此，第一層協議非常適合強調透明度、安全性和不可篡改性等特性的用例，如金融交易、供應鏈管理和投票繫統。

雖然第一層協議非常強大，但也存在一些限製，如可擴展性問題。隨著網絡上交易數量的增加，處理交易所需的時間和成本也可能大幅上漲。在這一背景下，第二層擴容方案逐漸髮展起來。

加密貨幣中的第二層是什麽？

第二層擴容方案是構建在第一層區塊鏈上的鏈下協議，目的是在不犧牲安全性的情況下提高區塊鏈的可擴展性和吞吐量。第二層解決方案可用於各種應用，如支付、智能合約和去中心化交易所。第二層解決方案通過將部分交易處理轉移到鏈下，可以顯著減少需要在主區塊鏈上處理的交易數量，實現更快、更便宜的交易。

最受歡迎的第二層擴容方案之一是閃電網絡，最初爲解決比特幣麵臨的問題而開髮，後來也應用於其他加密貨幣。閃電網絡的工作原理是在用戶之間創建支付通道，使他們能夠在鏈下進行交易，無需等待主區塊鏈上的確認，從而實現即時和低成本的交易。

Plasma也是一個受歡迎的第二層擴容方案，由Vitalik Buterin和Joseph Poon共衕開髮。Plasma使用類似樹狀的側鏈結構來處理鏈下交易，併定期將這些交易進行彙總併提交到主區塊鏈，以便在保持主區塊鏈安全性的衕時處理大量交易。

狀態通道是另一種第二層擴容方案，支持鏈下交易。其工作原理是在兩個用戶之間創建一個私密通道，允許他們在主區塊鏈以外進行鏈下交易。通道關閉後，通道的最終狀態將被提交到主區塊鏈，確保交易的安全。

Rollup解決方案是一種新出現的第二層解決方案，近年來越來越受歡迎。Rollup使用智能合約在鏈下批量處理交易，然後定期將這些交易的彙總信息提交到主區塊鏈。Rollup主要包括兩種類型：零知識Rollup（使用零知識證明來證明鏈下交易的有效性）；樂觀Rollup（默認交易是有效的，除非有證據證明其無效）。

與第一層解決方案相比，第二層解決方案具有如下幾個優勢：首先，它可以在不犧牲安全性的情況下顯著提高區塊鏈的可擴展性和吞吐量，還可以降低交易費用併提高交易速度，更適合日常使用。此外，第二層解決方案可以構建在任何第一層區塊鏈之上，可用於擴展任何加密貨幣。

當然，第二層解決方案也存在一些缺點。首先，這種髮方案覆雜度高，難以實現，可能會限製其採用率。衕時，由於第二層解決方案依賴於鏈下處理交易，安全性可能不如第一層解決方案，容易受到黑客攻擊。最後，第二層解決方案建立在第一層區塊鏈上，受到底層區塊鏈容量的限製。

什麽是擴容方案？

在加密貨幣領域，區塊鏈技術麵臨的最大挑戰之一是可擴展性。可擴展性是指區塊鏈網絡能夠及時且經濟高效地處理大量交易的能力。隨著區塊鏈應用的不斷普及，人們對更快、更高效的交易處理的需求也在不斷增長，擴容方案應運而生。

擴容方案是在區塊鏈協議上運行的技術，以提高底層區塊鏈的速度和效率爲目標。擴容方案的目的是通過在主網外處理交易來解決可擴展性挑戰，以此來減輕主區塊鏈網絡的負擔併降低交易費，衕時保持區塊鏈的安全性和完整性。

擴容方案的目的是使區塊鏈網絡能夠在不影響速度、成本或安全性的情況下處理更多交易。通過將一些處理工作轉移到第二層上，區塊鏈主網可以專註於其核心功能，衕時仍然能享受第二層解決方案帶來的更高的效率和可擴展性。

可擴展性問題和解決方案髮展概覽

自區塊鏈産業誕生以來，可擴展性一直是行業麵臨的一個主要問題。首個區塊鏈網絡比特幣每秒能夠處理的交易數量（TPS）有限，確認一筆交易可能需要花費數分鐘的時間，加之費用高昂，嚴重限製了比特幣被大規模採用的能可能。爲解決這一問題，各類擴容方案紛紛涌現。在本節中，我們將探討其中一些擴容方案。

最早的擴容方案之一是通過增加區塊大小來實現的。比特幣最初的區塊大小限製爲1MB，後來增加到2MB。但這種方法也存在局限性，因爲較大的區塊需要更多的存儲空間，增加了運行節點的成本，併可能導緻中心化。比特幣社區內部對於這種方法也存在分歧，導緻了分叉網絡比特幣現金（Bitcoin Cash）的出現，該網絡將區塊大小增加到8MB。

另一種擴容方案是閃電網絡，由Joseph Poon和Thaddeus Dryja於2015年首次提出。閃電網絡在比特幣區塊鏈上運行，允許用戶通過創建支付通道進行鏈下交易。這種方法理論上可以將比特幣每秒可處理交易數量（TPS）擴展到數百萬筆，衕時保持較低的交易費。

以太坊是另一個領先的區塊鏈網絡，隨著其受歡迎程度的增加以及構建在其上的去中心化應用（dApp）數量不斷上漲，以太坊也麵臨著擴展性挑戰。爲解決這一問題提出的最早方案之一是Plasma，旨在通過創建多個可以獨立處理交易的子鏈或側鏈來擴展網絡，但由於Plasma麵臨著幾個技術難題，其開髮最終被停止。

擴展以太坊的另一種解決方案是分片，即將以太坊區塊鏈分成較小的部分，每個部分可以獨立處理交易，從而提高網絡的整體TPS。以太坊目前正在努力實現分片技術，這是其以太坊2.0升級的一部分。

Rollup是另一種以太坊擴容方案，近年來越來越受歡迎。Rollup是將多筆交易打包成一筆，在以太坊區塊鏈上進行處理，從而減少所需的計算量併增加TPS。根據所使用的底層技術的不衕，Rollup可分爲樂觀Rollup（Optimistic Rollup）和零知識Rollup（ZK-Rollup）。

樂觀Rollup由Plasma Group於2018年首次提出，是將多個交易捆綁成一個交易併在鏈下處理，從而減少所需的計算量併增加TPS。交易處理完成後被打包髮送到以太坊區塊鏈，從而實現更快、更便宜的交易，衕時保持了底層區塊鏈的安全性和去中心化。

ZK-Rollup使用零知識證明將多筆交易捆綁成一筆。這種方法不需要鏈下處理交易，更多的交易能夠在一個區塊中處理，衕時保持區塊鏈的安全性和去中心化。ZK-Rollup於2019年由Matter Labs提出，近年來受到了極大的關註。

第一層和第二層的對比

第一層和第二層都是區塊鏈生態繫統中的重要概念，每一層都服務於特定的目的。兩層協衕工作，緻力於提供可擴展且高效的區塊鏈網絡。下麵我們將對這兩個層進行比較，重點介紹它們各自的優勢和劣勢。

第一層是區塊鏈的基礎層，由核心區塊鏈協議組成，負責管理共識機製、驗證交易以及維護區塊鏈的狀態。第一層是區塊鏈原生加密貨幣髮行層，也是處理所有交易的層。比特幣、以太坊等主要區塊鏈都在第一層上運行。

第二層建立在第一層之上，爲區塊鏈網絡提供了額外的功能。它旨在通過轉移第一層的部分處理任務來提高區塊鏈的可擴展性和效率。第二層解決方案包括狀態通道、Plasma、Rollup和側鏈。

第一層的共識機製有工作量證明（PoW）和權益證明（PoS），它們確保了區塊鏈的完整性和不可篡改性。第一層是去中心化的，沒有任何單一實體可以控製網絡。因此，第一層非常適合存儲高價值資産和進行需要高安全性的交易。

然而，維護共識機製所需的處理能力很高，限製了網絡的吞吐量，使得第一層的效率和可擴展性低於第二層解決方案。與第二層相比，第一層的交易費用也更高，在微支付和其他低價值交易方麵不太具有吸引力。

第二層解決方案旨在提高區塊鏈的可擴展性和效率。通過將部分處理任務從第一層轉移到第二層，交易可以更快速、更經濟地得到處理。衕時，第二層可以實現更爲覆雜的智能合約功能，而這些功能在第一層受限的處理能力下無法實現。

與第一層相比，第二層解決方案每秒能夠處理更多的交易數量。這使得第二層非常適合需要高交易吞吐量的用例，例如在線游戲或高頻交易。與第一層相比，第二層的交易費用也更低，使其更適合小額支付和其他低價值交易。

第二層解決方案的安全性取決於第一層的安全性，一旦第一層受到損害，第二層的安全性可能受到影響。與第一層相比，第二層還需要更多的信任假設，這是因爲交易處理由一小組節點或受信任實體負責，這使得第二層不太適合存儲高價值資産或進行需要高水平安全性的交易。

第二層擴容方案

第二層是一種廣泛採用的擴容方案，它在區塊鏈主網上運行，旨在通過處理主網外的交易來解決可擴展性問題。這種方式可以顯著提高交易處理的速度和效率，衕時減輕區塊鏈主網的負擔。

ZK-Rollup便是一種第二層擴容方案，我們將在整個課程中重點介紹。ZK-Rollup使用一種稱爲零知識證明的加密技術，將多個交易捆綁成單個交易，然後髮送到區塊鏈主網。這可以減少需要由主網絡處理的交易數量，衕時仍然保持區塊鏈的安全性和完整性。

另一種第二層擴容方案是樂觀Rollup，其工作方式是在鏈下處理交易，然後將這些交易的摘要數據提交到主網絡，由主網絡驗證該摘要，確保交易準確且安全。樂觀Rollup在鏈下處理交易，可以顯著提高交易處理的速度和效率，衕時降低所需的gas費。

第二層擴容方案的優勢

與傳統的區塊鏈網絡相比，第二層解決方案具有多個優勢，主要體現在以下方麵：

1. 每秒交易數（TPS）增加：第二層解決方案能夠超越傳統區塊鏈網絡，每秒處理更多的交易量。它將交易處理遷移到主網之外，極大地提高了交易的處理速度和效率。這對於需要迅速而可靠的交易處理的區塊鏈應用至關重要。

2. Gas費降低：Gas費是指用戶使用區塊鏈網絡必鬚支付的交易費。第二層解決方案的一大優勢是能夠大幅降低與交易相關的gas費。通過在鏈下處理交易，它減輕了主區塊鏈網絡的負擔，從而降低了用戶的gas費。

3. 繼承安全性：第二層解決方案的目的是維護底層區塊鏈的安全性和完整性。通過使用零知識證明和可驗證計算等加密技術，第二層解決方案可以確保交易即使在主網之外處理，也是準確和安全的。

4. 麵曏應用的網絡：第二層解決方案可以根據不衕區塊鏈應用的特定需求進行定製。例如，一些第二層解決方案是專門爲去中心化金融（DeFi）應用設計的，而另一些則是爲非衕質化代幣（NFT）或游戲應用而設計。這使得開髮人員可以在區塊鏈網絡之上構建更高效、更專業的應用。

第二層和第一層擴容方案對比

第一層擴容方案和第二層擴容方案是解決區塊鏈網絡中可擴展性挑戰的兩種不衕方法。第一層解決方案專註於改進主區塊鏈網絡本身，第二層解決方案則在主網絡之上運行併在鏈下處理交易。二者的異衕主要體現在：

速度和效率

第二層解決方案每秒可以處理的交易量高於第一層解決方案。通過將交易轉移至鏈下處理，第二層解決方案可以顯著提高交易處理的速度和效率，這對於需要快速而可靠地進行交易處理的區塊鏈應用至關重要。

安全

第一層和第二層解決方案都旨在維護底層區塊鏈的安全性和完整性。然而，第二層解決方案依賴於零知識證明和可驗證計算等加密技術，確保交易即使在主網之外處理也是準確和安全的。

Gas費

Gas費是用戶使用區塊鏈網絡必鬚支付的交易費。第二層解決方案可以大大降低gas費用，因爲它們在鏈下處理交易，可以減輕主網的負擔。第一層解決方案則可能需要更高的gas費用，以適應主網上不斷增加的交易處理量。

靈活性

在定製化應用方麵，第二層解決方案比第一層更加靈活。第二層解決方案可以根據不衕區塊鏈應用的具體需求進行定製，使開髮人員能夠在區塊鏈網絡之上構建更高效和專業的應用。

覆雜性

第二層解決方案通常比第一層解決方案更覆雜，因爲它們需要額外的基礎設施和加密技術來處理鏈下交易。這種覆雜性可能使開髮人員在第二層解決方案上構建應用更具挑戰性。

互操作性

第一層解決方案比第二層解決方案的互操作性更強，因爲第一層直接在主區塊鏈網絡上運行，有利於不衕的區塊鏈網絡之間相互通信，用戶也更容易在不衕的網絡之間移動資産。而第二層解決方案可能需要額外的互操作性基礎設施來促進跨鏈交易。

要點

• 擴容方案的目的是提高區塊鏈網絡的速度和效能。
• 擴容方案是運行於區塊鏈協議之上的技術，目的是解決區塊鏈網絡的可擴展性挑戰。
• 第二層擴容方案包括零知識Rollup（ZK-Rollup）和樂觀Rollup。
• 第二層解決方案具有更高的每秒交易量、更低的gas費、繼承的安全性和專註於應用的網絡。
• 第二層解決方案具有更高的速度和效率、更低的gas費、更高的靈活性，併可以根據不衕區塊鏈應用的具體需求進行定製。第一層解決方案則更具互操作性，覆雜性較低。