長話短說

加密貨幣和區塊鏈的受歡迎程度呈指數級增長，用戶和交易數量也呈指數級增長。雖然很容易看出區塊鏈有多麼革命性，但可擴展性——系統在滿足不斷增長的需求的同時增長的能力——一直是一個挑戰。高度分散且安全的公共區塊鏈網絡通常難以實現高吞吐量。

這通常被描述爲區塊鏈三難困境，即去中心化系統幾乎不可能同時實現同等高水平的去中心化、安全性和可擴展性。實際上，區塊鏈網絡只能具有三分之二。

然而幸運的是，成千上萬的愛好者和專家正在研究擴展解決方案。其中一些解決方案旨在調整主區塊鏈（第 1 層）的架構，而其他解決方案則針對在底層網絡之上運行的第 2 層協議。

介紹

由於有大量可用的區塊鏈和加密貨幣，您可能不知道您使用的是第 1 層鏈還是第 2 層鏈。隱藏區塊鏈的複雜性有好處，但值得了解您正在投資或使用的系統。通過本文，您將瞭解第 1 層和第 2 層區塊鏈之間的差異以及各種可擴展性解決方案。

什麼是區塊鏈第 1 層和第 2 層？

術語“第 1 層”是指區塊鏈架構的基礎級別。它是區塊鏈網絡的主要結構。比特幣、以太坊和 BNB 鏈是第 1 層區塊鏈的示例。第 2 層是指構建在其他區塊鏈之上的網絡。因此，如果比特幣是第 1 層，那麼在其之上運行的閃電網絡就是第 2 層的示例。

區塊鏈網絡可擴展性改進可分爲第一層和第二層解決方案。 Layer 1 解決方案將直接改變原有區塊鏈的規則和機制。第 2 層解決方案將使用外部並行網絡來促進遠離主鏈的交易。

爲什麼區塊鏈可擴展性很重要？

想象一下在大城市和快速發展的郊區之間修建的一條新高速公路。隨着通過高速公路的交通量增加和擁堵變得普遍（尤其是在高峯時段），從 A 點到 B 點的平均時間可能會顯着增加。這也就不足爲奇了，因爲道路基礎設施的容量有限，而需求卻不斷增長。

現在，當局可以採取哪些措施來幫助更多通勤者更快地通過這條路線出行？一種解決方案是改善高速公路本身，在道路兩側增加額外的車道。然而，這並不總是實用，因爲這是一種昂貴的解決方案，會給已經使用高速公路的人帶來相當大的麻煩。另一種方法是發揮創意，考慮與改變核心基礎設施無關的各種方法，例如修建額外的服務道路，甚至沿高速公路開通輕軌交通線。

在區塊鏈技術的世界中，主要高速公路將是第 1 層（主網絡），而附加服務道路將是第 2 層解決方案（用於提高整體容量的輔助網絡）。

比特幣、以太坊和波卡都被視爲第一層區塊鏈。它們是處理和記錄各自生態系統交易的基礎層區塊鏈，具有原生加密貨幣——通常用於支付費用並提供更廣泛的效用。 Polygon 是以太坊第 2 層擴展解決方案的示例之一。 Polygon 網絡定期向以太坊主網提交檢查點以更新其狀態。

吞吐量是區塊鏈的重要組成部分。它是速度和效率的衡量標準，顯示在特定時間範圍內可以處理和記錄多少交易。隨着用戶數量的增加和同時交易數量的增加，第 1 層區塊鏈可能會變得緩慢且使用成本昂貴。對於使用工作量證明機制而不是權益證明機制的第 1 層區塊鏈來說尤其如此。

當前第 1 層問題

比特幣和以太坊是存在擴展問題的第一層網絡的好例子。兩者都通過分佈式共識模型來保護網絡。這意味着所有交易在被驗證之前都會經過多個節點的驗證。所謂的挖礦節點都競相解決複雜的計算難題，成功的礦工將獲得網絡原生加密貨幣的獎勵。

換句話說，所有交易都需要經過多個節點的獨立驗證才能得到確認。這是一種將正確、經過驗證的數據記錄和記錄到區塊鏈的有效方法，同時降低不良行爲者攻擊的風險。然而，一旦擁有像以太坊或比特幣這樣流行的網絡，吞吐量需求就成爲一個不斷增長的問題。在網絡擁堵時期，用戶將面臨更慢的確認時間和更高的交易費用。

第 1 層擴展解決方案如何工作？

第一層區塊鏈有多種選項可以提高吞吐量和整體網絡容量。對於使用工作量證明的區塊鏈，過渡到權益證明可能是增加每秒交易量 (TPS) 同時降低處理費用的一種選擇。儘管如此，加密社區對於權益證明的好處和長期影響仍存在不同的看法。

第一層網絡上的擴展解決方案通常由項目的開發團隊引入。根據解決方案，社區將需要對網絡進行硬分叉或軟分叉。一些小的變化是向後兼容的，例如比特幣的 SegWit 更新。

較大的改變，比如將比特幣的區塊大小增加到 8MB，需要硬分叉。這將創建兩個版本的區塊鏈，一種有更新，一種沒有更新。提高網絡吞吐量的另一種選擇是分片。這將區塊鏈的操作劃分爲多個較小的部分，這些部分可以同時而不是順序處理數據。

第 2 層擴展解決方案如何工作？

正如所討論的，第 2 層解決方案依賴於並行或獨立於主鏈工作的輔助網絡。

彙總

零知識彙總（最常見的一種）捆綁鏈下第 2 層交易，並將它們作爲一個交易提交到主鏈上。這些系統使用有效性證明來檢查交易的完整性。資產通過橋接智能合約保存在原始鏈上，並且智能合約確認彙總正在按預期運行。這提供了原始網絡的安全性以及資源密集程度較低的彙總的好處。

側鏈

側鏈是獨立的區塊鏈網絡，擁有自己的驗證器集。這意味着主鏈上的橋接智能合約不會驗證側鏈網絡的有效性。因此，您需要相信側鏈運行正常，因爲它能夠控制原鏈上的資產。

國家頻道

狀態通道是交易雙方之間的雙向通信環境。各方封鎖了底層區塊鏈的一部分，並將其連接到鏈下交易通道。這通常是通過預先商定的智能合約或多重簽名來完成的。然後，各方在鏈外執行一筆交易或一批交易，而無需立即將交易數據提交到底層分佈式賬本（即主鏈）。一旦集合中的所有交易完成，通道的最終“狀態”就會廣播到區塊鏈以進行驗證。這種機制可以提高交易速度並增加網絡的整體容量。比特幣閃電網絡和以太坊雷電網絡等解決方案基於狀態通道運行。

嵌套區塊鏈

該解決方案依賴於位於主“父”區塊鏈之上的一組輔助鏈。嵌套區塊鏈根據父鏈設置的規則和參數運行。主鏈不參與執行交易，其作用僅限於必要時解決爭議。日常工作被委託給“子”鏈，子鏈在主鏈完成後將處理後的交易返回到主鏈。 OmiseGO 的 Plasma 項目是第 2 層嵌套區塊鏈解決方案的一個實例。

第一層和第二層擴展解決方案的侷限性

第一層和第二層解決方案都有獨特的優點和缺點。使用第 1 層可以爲大規模協議改進提供最有效的解決方案。然而，這也意味着必須說服驗證者接受通過硬分叉進行的更改。

驗證者可能不想這樣做的一個可能的例子是從工作量證明更改爲權益證明。礦工將因轉向更高效的系統而損失收入，從而阻礙他們提高可擴展性。

第 2 層提供了一種更快的方法來提高可擴展性。然而，根據所使用的方法，您可能會失去很多原始區塊鏈的安全性。用戶信任以太坊和比特幣等網絡的彈性和安全記錄。通過取消第 1 層的某些方面，您通常必須依賴第 2 層團隊和網絡來提高效率和安全性。

第 1 層和第 2 層之後下一步是什麼？

一個關鍵問題是，隨着第 1 層變得更具可擴展性，我們是否還需要第 2 層解決方案。現有的區塊鏈得到了改進，並且已經創建了具有良好可擴展性的新網絡。然而，主要系統需要很長時間才能提高其可擴展性，而且不能保證。最有可能的選擇是第 1 層專注於安全性，並允許第 2 層網絡根據特定用例定製其服務。

在不久的將來，像以太坊這樣的大型鏈由於其龐大的用戶和開發者社區，很有可能仍將佔據主導地位。然而，其龐大的去中心化驗證器集和值得信賴的聲譽爲目標第 2 層解決方案奠定了堅實的基礎。

結束語

自加密貨幣開始以來，對改進可擴展性的追求已經創建了一種雙管齊下的方法，即第 1 層改進和第 2 層解決方案。如果您擁有多樣化的加密貨幣組合，那麼您很可能已經接觸過第 1 層和第 2 層網絡。現在，您瞭解了兩者之間的差異以及它們提供的不同擴展方法。