第一层区块链：去中心化网络的基础

为什么第一层架构重要

当您发送比特币或在以太坊上进行交易时，您依赖的是一个层1区块链——处理和独立最终确定您交易的基础网络。但究竟是什么使区块链成为“层1”，以及您为什么应该关注这个区别？

答案在于区块链网络如何解决行业的根本挑战：同时具备去中心化、安全和可扩展的能力。第一层区块链构成了加密生态系统的基础，直接验证交易而不依赖于其他网络层。比特币、以太坊、BNB链和索拉纳都作为第一层协议运行，这意味着它们维护自己的原生代币并在自己的基础设施上处理交易。

每个 Layer 1 面临的可扩展性挑战

现实是：构建一个真正安全且去中心化的网络是有代价的。比特币，作为最安全的第一层区块链，每秒仅处理约7笔交易。这是为什么呢？工作量证明共识机制优先考虑安全性和去中心化，而不是交易吞吐量。当需求激增时，确认时间延长，费用飙升。

这是开发者多年来一直面临的核心限制。改变共识机制、增加区块大小或实施分片——所有这些都可能是第一层的改进——都需要大量的协调努力。并不是每个人都同意这些升级。有时分歧会导致硬分叉，正如比特币现金在2017年从比特币分裂时所见。

层 1 网络如何尝试扩展

提高第1层吞吐量的几种策略存在：

区块大小增加：每个区块可以容纳更多交易，但这在去中心化方面会有权衡。

共识机制变化：以太坊通过2.0版本升级从工作量证明转向权益证明，展示了网络如何演变其核心协议。

分片技术：网络将区块链划分为多个分片，而不是每个节点存储整个区块链。每个分片独立处理自己的交易子集，然后向主链报告。这显著提高了整体吞吐量，而不牺牲安全性。

软分叉解决方案：比特币的SegWit (分离见证)示例展示了向后兼容更新是如何工作的。通过重新组织交易数据的结构，SegWit释放了区块空间以容纳额外的交易，而无需每个节点立即更新。

针对不同用例的多样化第一层解决方案

区块链生态系统不仅限于比特币和以太坊。几十个替代的第一层网络以不同的方式解决可扩展性三难问题：

Elrond 将分片技术推向极致，通过其自适应状态分片机制每秒处理超过100,000笔交易。整个网络架构——状态、交易和验证者——以分片形式运行，显著降低了分片级攻击的风险。

Harmony 实现了有效的权益证明，主网有四个独立的分片。每个分片可以以其自己的速度创建和验证区块，从而实现真正的并行处理。该网络与以太坊和比特币的跨链桥使其成为多链金融的互操作性层。

Celo 于2017年从Go Ethereum分叉，但通过实施权益证明和移动优先功能显著偏离。Celo用户可以使用电话号码或电子邮件地址进行交易，而不是传统的钱包地址。该网络支持多种稳定币(cUSD、cEUR、cREAL)，旨在降低加密货币的采纳障碍。

THORChain 作为一个基于 Cosmos SDK 的跨链去中心化交易所运作。THORChain 不是通过包装或锚定资产来引入保管风险，而是作为一个资产管理库，促进不同区块链之间的原生资产交换。RUNE 既是所有流动性池的结算资产，也是安全机制。

Kava 通过其共链架构将 Cosmos 和 Ethereum 生态系统合并。开发者可以在 EVM 或 Cosmos SDK 环境中构建，两个环境之间实现无缝互操作。Kava 的链上激励计划根据使用指标奖励顶级项目。

IoTeX 在区块链与物联网 (IoT) 的交汇处开创了先河。该网络通过其 MachineFi 框架使设备生成的数据成为有价值的数字资产。用户在参与硬件 (Ucam 摄像头、Pebble Tracker GPS 设备) 和软件解决方案的生态系统时，保持对其隐私的完全拥有权。

Layer 1 与 Layer 2：何时需要两者

并非所有问题都可以在第一层解决。有时，约束条件太过根本。一个区块链游戏在比特币上无法现实地运行——交易确认需要几个小时，这使得游戏玩法变得不可能。然而，这个游戏仍然需要比特币的安全模型和去中心化的好处。

进入第二层解决方案。这些协议建立在第一层网络之上，继承其安全性，同时解决吞吐量限制。比特币的闪电网络就是这种方法的典范。闪电网络不是将每笔付款直接记录到比特币的主链上，而是将交易批量处理为一个最终结算。用户可以在链外以近乎即时的速度自由交易，然后在完成后将合并的余额结算回比特币。

第一层和第二层之间的划分反映了一种务实的现实：没有单一网络能够最佳地解决所有问题。第一层区块链建立了信任基础。第二层解决方案在此基础上优化体验。

Layer 1基础设施的前进道路

今天的区块链格局中，有多个竞争的第一层网络，每个网络在可扩展性问题上采用了不同的方法。理解第一层架构有助于您智能地评估新项目——无论它们是构建自己的基础网络还是在现有网络之间构建桥梁。

演变仍在继续。网络不断尝试新颖的共识机制、分片技术和跨链通信协议。一个区块链是否优先考虑最大去中心化、极高的吞吐量或特定的用例，取决于其第一层设计选择。这些基础决策在整个生态系统中产生连锁反应。