了解基礎：什麼使 Layer 1 區塊鏈不可或缺

當人們想到加密貨幣時，常常聚焦於比特幣（BTC）或以太坊（ETH），但很少會考慮支撐這些數位資產運作的底層基礎設施。答案在於一個稱為層1區塊鏈架構的概念——每個主要加密貨幣運作的基石。層1區塊鏈本質上是一個去中心化的網路協議，定義了交易的處理、驗證與在永久帳本上的記錄方式。

層1區塊鏈在加密網路中的核心角色

簡單來說，層1區塊鏈就像是一個整個加密貨幣生態系統的規則制定機制。可以將它比作數位貨幣的憲法：嵌入層1協議中的程式碼告訴網路參與者（稱為節點）如何驗證交易、競爭獎勵，以及維護網路完整性。與由單一權威做出決策的集中式支付系統不同，層1區塊鏈將這些責任分散到全球數千台獨立電腦上。

層1區塊鏈與其他區塊鏈組件的區別在於其基礎地位。它們包含一個加密貨幣獨立運作所需的所有核心功能——交易處理、安全措施、本幣發行與治理規則。開發者有時將層1協議稱為「主網」（mainnet），因為它代表了加密貨幣實際存在的主要、自給自足的網路。

安全性與共識如何維持層1區塊鏈的運作

為了讓任何去中心化的層1區塊鏈在沒有中央權威的情況下運作，它必須解決一個根本問題：陌生人如何就哪些交易是合法的達成共識？答案是一個共識機制——一個強制網路參與者遵守相同規則並懲罰偏離者的演算法過程。

不同的加密貨幣實施不同的共識方法。比特幣，最古老且最成熟的層1區塊鏈，採用工作量證明（PoW），節點運營者每10分鐘競賽解出複雜的數學難題。第一台解出難題的電腦可以加入下一個區塊，並獲得新鑄造的BTC作為獎勵。這種方式通過計算難度確保安全——篡改過去交易需要重做所有數學工作，且速度必須快過整個網路，經濟上不合理。

另一方面，以太坊（ETH）和索拉納（SOL）採用股權證明（PoS）共識。在這些層1區塊鏈中，驗證者將加密貨幣鎖定作為抵押，網路會隨機選擇驗證者來驗證新交易。若誠實驗證，則獲得獎勵；若試圖作假或行為不端，則會因「斬殺」（slashing）而失去抵押的幣。此方法較PoW更節能，但假設驗證者不會冒著抵押金的風險進行不誠實行為。

除了共識機制外，層1區塊鏈還將額外的安全層直接嵌入其程式碼中。比特幣在完成轉帳前需要六次獨立的交易確認。PoS網路則實施斬殺條件以防止驗證者不當行為。這些安全措施將層1區塊鏈從純技術系統轉變為經濟生態系統，使誠實參與具有經濟激勵。

管理供應量與交易經濟學的層1層面

層1區塊鏈不僅處理交易，還控制其本幣的貨幣供應。比特幣的層1協議每四年自動將新BTC的產出速度減半，這一事件稱為「減半」（Halving）。這個預定的減少確保比特幣的稀缺性與可預測性，支撐其價值主張。

以太坊的層1則採用不同的動態代幣經濟模型。其原生資產ETH沒有固定的最大供應量。相反，Ethereum層1會根據網路活動自動調整ETH的發行量。在2021年的EIP-1559升級後，協議會銷毀（burn）部分交易手續費，形成一個通縮機制，部分抵銷新幣的產生。

層1區塊鏈也設定交易手續費，有時稱為「Gas費」。這些費用補償節點運營者維護網路基礎設施，並防止網路濫用。費用結構——無論是固定還是動態——都影響層1區塊鏈對普通用戶與開發者的可及性。

主要層1區塊鏈實作的分析

**索拉納（SOL）**代表了現代層1區塊鏈設計的趨勢。作為一個「以太坊替代方案」推出，索拉納追求速度與效率，能在其層1網路上處理高達50,000筆交易每秒。這種吞吐量的提升伴隨著網路去中心化程度的折衷，偶爾也會導致網路中斷——展現了擴展性與穩健性之間的矛盾。

**比特幣（BTC）**由化名的中本聰於2009年推出，仍是典範的層1區塊鏈範例。其PoW共識機制優先考量安全性與去中心化，交易速度較慢，每秒約7筆交易。比特幣的層1設計在超過15年的運作中展現出極高的穩健性。

**萊特幣（LTC）**作為「更快的比特幣」推出，採用相同的PoW模型，但區塊產生頻率更高。作為層1區塊鏈，萊特幣展示了微調協議即可創造具有不同特性的獨立加密貨幣的可能性。

**以太坊（ETH）**於2015年作為PoW層1區塊鏈啟動，並於2022年通過「合併」（the Merge）轉向PoS。除了交易處理外，以太坊的層1協議允許第三方開發者在網路上建立去中心化應用（dApps），形成一個依賴以太坊層1安全的完整生態系。

**卡爾達諾（ADA）**代表了學術嚴謹應用於層1區塊鏈設計的範例。由前以太坊開發者查爾斯·霍斯金森創立，卡爾達諾強調同行評審研究與正式驗證方法，並在協議升級前進行嚴格審查。與以太坊類似，它也歡迎外部開發者在其層1基礎設施上建構。

層1區塊鏈架構的固有限制

儘管層1區塊鏈至關重要，但其設計也存在根本限制。最主要的挑戰是以以太坊聯合創始人Vitalik Buterin所稱的「區塊鏈三難困境」——即現有層1區塊鏈難以同時最大化去中心化、安全性與擴展性。設計者通常必須犧牲其中一個屬性來改善其他兩個。

比特幣優先考量安全性與去中心化，交易速度較慢且成本較高。索拉納則追求最大化吞吐量，但驗證者較少，控制權較集中。以太坊則試圖取得平衡，但無法匹敵索拉納的速度或比特幣的安全保障。

另一個限制是互操作性：層1區塊鏈是孤立的生態系統，各自擁有獨特的程式碼標準與安全模型。跨鏈資產轉移繁瑣，常需依賴中心化中介或風險較高的包裝代幣機制。這個「互操作性問題」催生了如Cosmos與Polkadot等專注於跨鏈通訊的專案。

層1程式碼的僵化也阻礙創新。協議變更需經過節點運營者的廣泛共識，導致升級緩慢且充滿爭議。這種保守性確保了安全，但對於追求快速迭代的開發者來說可能令人沮喪。

層1區塊鏈與層2解決方案：基礎設施層的區別

在加密貨幣早期，層1區塊鏈與高階協議之間的區別尚不存在——所有區塊鏈的用途相同。然而，隨著開發者開始在現有鏈上建立新加密貨幣與應用，術語逐漸演變。層2（L2）協議出現，作為在層1區塊鏈之上進行計算的系統，同時繼承其安全保障。

像Arbitrum、Optimism與Polygon這樣的L2解決方案，位於以太坊層1之上，先處理交易以提升速度與降低成本，然後定期將批次交易結算到以太坊主網。用戶將資產轉移到這些L2網路，快速進行多筆交易，最後在以太坊層1上完成結算。

一個重要的區別在於幣——由層1區塊鏈發行的原生資產——與只存在於L2生態或其他應用中的代幣。MATIC（Polygon的代幣）、ARB（Arbitrum的代幣）與OP（Optimism的代幣）都是層2代幣，而BTC與ETH則是層1區塊鏈的幣。

為何層1區塊鏈對未來的加密貨幣如此重要

理解層1區塊鏈架構對於任何認真涉足加密貨幣的人來說都是必備的。這些基礎協議定義了所有建立在其之上的可能性與限制。無論是探索比特幣的貨幣屬性、以太坊的應用平台，或是像索拉納與卡爾達諾這樣的新興替代方案，層1區塊鏈始終是技術理解與投資分析的核心起點。關於層1擴展性、安全性與去中心化的持續討論，將在未來多年持續塑造加密貨幣的格局。