了解 Layer 1 加密貨幣區塊鏈：每個主要加密貨幣背後的基礎

比特幣於2009年推出，作為一個去中心化的支付系統，但在其革命性設計的背後，存在一個支撐幾乎所有現代區塊鏈項目的基本架構原則：層1 (L1)協議。儘管去中心化捕捉了大眾的想像力，但真正的創新在於這些網絡如何在沒有中央權威的情況下維持秩序——通過巧妙設計的共識機制和加密安全層來驗證每一筆交易。

核心引擎：層1區塊鏈的運作方式

層1加密貨幣區塊鏈作為所有交易驗證的基礎軟體層。可以將L1視為規則手冊與裁判——它建立了網絡參與者 (節點) 必須遵循的協議，然後以演算法強制執行這些規則。共識機制是此系統的心跳，決定節點如何就哪些交易是合法的達成一致。

比特幣開創了工作量證明 (PoW) 模型，節點每10分鐘競爭解決複雜的數學難題，並獲得在帳本上發布新交易的權利。這種耗能的方法優先考慮安全性和去中心化。以太坊和索拉納則選擇了不同的路徑，採用權益證明 (PoS)，節點運營者將加密貨幣鎖定作為抵押，以獲得驗證權。這種設計消耗的能源較少，同時通過經濟激勵來維持網絡完整性——惡意行為的驗證者會因“斬殺”懲罰而失去其抵押資產。

層1區塊鏈還管理其本地加密貨幣的貨幣政策。比特幣每四年自動將區塊獎勵減半，形成可預測的稀缺性。相較之下，以太坊則使用動態發行和燃燒機制，根據網絡需求波動。自2021年EIP-1559升級以來，每筆交易費用的一部分會永久從流通中移除，對ETH形成通縮壓力。

L1格局映射：多樣設計，不同取捨

比特幣仍是市值最大的層1加密網絡。其PoW共識需要大量計算能力，速度約為 (每秒7筆交易)，但安全性極高且抗審查。由化名創始人中本聰推出，BTC的不可變性來自其刻意的技術保守。

以太坊由比特幣的PoW模型演變而來，成為主導的智能合約平台，允許開發者在其L1基礎上構建去中心化應用。2022年的“合併”將以太坊轉向PoS，能源消耗降低99.95%，同時保持安全。以太坊的交易量遠高於比特幣，但在高峰期仍會出現擁堵。

索拉納代表另一種優化策略，優先考慮吞吐量。其PoS L1區塊鏈在理想條件下達到每秒50,000筆交易的速度，吸引尋求高速執行的開發者。這種架構在驗證者去中心化和地理分布方面做出了一些取捨。

萊特幣作為比特幣的快速版本，採用不同的哈希算法 (Scrypt)，每約2.5分鐘產生一個區塊，而非比特幣的10分鐘。儘管速度較快，萊特幣仍維持PoW共識和類似比特幣的經濟屬性。

Cardano採用研究優先的方法，通過同行評審的學術協議構建其層1區塊鏈。由以太坊共同開發者查爾斯·霍斯金森創立，Cardano的PoS實現強調正式驗證和系統性升級，而非快速推出新功能。

Cosmos與Polkadot則屬於另一類——專為解決互操作性問題而設計的層1區塊鏈，促進不同區塊鏈生態系統之間的通信與資產轉移。

可擴展性三難：為何層1區塊鏈面臨艱難取捨

以太坊聯合創始人Vitalik Buterin闡述了一個基本限制：區塊鏈開發者必須犧牲三個屬性中的一個——去中心化、安全性或可擴展性。每個層1加密設計都體現了這一折衷。

比特幣最大化安全性與去中心化，刻意接受較慢的交易吞吐量。索拉納則提高吞吐量，但需要更集中的驗證者運營。以太坊則走中間路線，提供較強的安全性和合理的去中心化，同時通過“分片”等計劃性升級來管理可擴展性，將區塊鏈拆分為平行處理的數據碎片。

層1區塊鏈所需的嚴格確定性代碼確保預測性並防止規則變更，但這種不可變性限制了創新和技術彈性。當比特幣或以太坊的開發者提出協議變更時，面臨著跨越數百萬獨立節點的巨大協調挑戰。

另一個層1的限制是跨鏈通信能力差。由於每個層1加密貨幣區塊鏈作為一個獨立的生態系統運作，具有獨特的編碼標準，在比特幣與以太坊之間，或以太坊與索拉納之間轉移資產，需依賴可信橋樑或中心化交易所，這引入了安全風險與摩擦，削弱了去中心化的核心承諾。

層1與層2：為何擴展方案建立在上層

隨著層1加密區塊鏈變得擁擠，開發者創造了一個新類別：層2 (L2)協議。L2解決方案運行於現有區塊鏈之上，繼承其安全性，同時提升速度與效率。Arbitrum、Optimism和Polygon建立在以太坊的L1基礎上，將用戶交易打包後再定期在以太坊主網結算。這種方法大幅降低成本——Polygon的L2交易費用僅需幾分錢，而在以太坊L1則需數美元。

技術上的區別很重要：L2網絡發行“代幣” (在L2生態系統內創建的數字資產)，而L1區塊鏈則發行“幣” (作為協議本身的加密貨幣)。Polygon的MATIC、Arbitrum的ARB和Optimism的OP都是L2代幣，與以太坊的ETH或比特幣的BTC不同。

基礎設施仍然不可或缺

儘管出現了擴展解決方案和L2網絡，層1加密區塊鏈仍是關鍵的基礎設施層。每個L2的安全性最終都依賴其底層的L1；每個代幣的價值都來自其所建立的幣。隨著區塊鏈生態系的成熟，像比特幣、以太坊和索拉納這樣的層1區塊鏈，可能會專注於其核心優勢——提供安全、去中心化的結算層——而L2解決方案則處理大部分日常交易量。理解這種分層架構，是理解現代加密貨幣網絡運作的基礎。