什么是第一层区块链？ Bitcoin，以太坊和 Solana 解释

定义和核心功能

1. 第一层区块链是整个生态系统运行的基础协议。它无需依赖外部网络即可处理交易验证、区块创建、共识执行和链上数据存储。

2. 每个第 1 层链都维护自己的原生代币，用于 Gas 费、质押、治理和网络安全 - Bitcoin 上的 BTC、以太坊上的 ETH 和 Solana 上的 SOL。

3. 这些协议实现了不同的共识机制：Bitcoin 使用工作量证明，以太坊过渡到权益证明，Solana 采用历史证明和权益证明的混合。

4. 区块生产参数（包括区块时间、最终窗口和最大吞吐量）被硬编码到第 1 层架构中，需要协调升级才能修改。

5. 安全性直接源自其验证者或矿工组的经济权重和去中心化；没有第二层有助于基础层的不变性或抗审查性。

Bitcoin 作为原始层 1

1. Bitcoin 于 2009 年推出，作为第一个可操作的第 1 层区块链，引入了通过加密哈希和分布式挖掘保护的去信任的时间戳分类账。

2.它的脚本语言被故意限制，优先考虑安全性和简单性而不是可编程性——这使得它不适合广义的智能合约，但对于价值转移来说非常鲁棒。

3. UTXO 模型强制执行严格的输入输出核算，有助于对所创建的每个聪进行确定性验证和长期可审计性。

4. SegWit 和 Taproot 在不影响基础层约束的情况下升级了扩展功能——通过 Schnorr 签名实现签名聚合、改进的隐私性和基本的智能合约逻辑。

5. BTC 仍然是分布最广泛、验证时间最长的 Layer 1，已确认超过 1900 万个区块，全球有超过 18,000 个全节点维护着该链的独立副本。

以太坊演进为可编程 L1

1.以太坊引入了EVM（以太坊虚拟机），实现了图灵完备的智能合约，为DeFi、NFT和DAO基础设施奠定了基础。

2. 2022 年的合并将共识从能源密集型 PoW 转变为 PoS，减少了发行量并增加了质押参与度，同时保留了已部署合约的向后兼容性。

3. EIP-1559引入了基本费用机制，该机制会燃烧部分交易费用，改变ETH的货币政策，并在高使用期产生通缩压力。

4. 基于账户的模型允许直接跟踪每个地址的余额，与 UTXO 系统相比简化了状态转换，但增加了节点的存储负担并暴露了重入和 Gas 估计的复杂性。

5. 以太坊在所有 Layer 1 中拥有最大的开发者群体和最高的锁定总价值，在金融、身份、游戏和基础设施领域部署了超过 6,000 个活跃的 dApp。

Solana 的高吞吐量架构

1. Solana 通过历史证明实现了亚秒级最终确定和高达 65,000 TPS，历史证明是嵌入在账本中的可验证时钟，可在共识开始之前对事件进行排序。

2. 其运行时依赖于使用 Sealevel 的并行事务处理，允许跨账户的非冲突指令在单个块内同时执行。

3. Tower BFT 用与 PoH 时间戳同步的八卦驱动的领导者轮换系统取代了传统的投票轮次，从而最大限度地减少了区块提案之间的延迟。

4. 集群以固定验证器集大小运行，上限约为 1,500 个活跃验证器，平衡去中心化与实时执行的性能要求。

5. SOL 的代币经济整合了账户存储的租金收取、通胀质押奖励和优先费用竞价，在用户、开发者和基础设施提供商之间创建多维激励机制。

常见问题解答

问：Layer 1 区块链是否需要原生代币？是的。每个运营的 Layer 1 都必须发行原生资产来激励参与、惩罚不当行为并结算交易费用。缺少这样的代币意味着依赖另一条链的结算层——使其失去真正 L1 的资格。

问：Bitcoin可以被视为智能合约平台吗？ Bitcoin 通过脚本支持基本条件逻辑，但缺乏动态持久性和可组合性。它的设计有意限制表达能力，以保持安全性和可预测性——将其与以太坊或 Solana 等可编程 L1 区分开来。

问：为什么有些第 1 层使用分片，而另一些则避免使用分片？分片在验证器子集中划分状态和计算以水平扩展。以太坊将其作为其可扩展性路线图的一部分来实现。 Solana 选择通过硬件优化和计时原语进行垂直扩展。设计选择反映了实现复杂性、跨分片通信开销和验证器可访问性之间的权衡。

问：Bitcoin、以太坊和 Solana 之间的最终性有何不同？ Bitcoin 在六次确认后（约 60 分钟）实现概率最终确定。以太坊在合并后的一个时期（约 6.4 分钟）内达到经济终结。由于其 PoH 辅助共识时间线，Solana 在 2.5 秒内提供确定性最终结果。