Layer1和Layer2是什么意思？区块链分层技术的分析

在区块链技术的世界中，经常讨论术语第1和第2层，尤其是在扩展和提高区块链网络效率的背景下。了解这些层对于对加密货币和分散系统机制感兴趣的人至关重要。本文深入研究了区块链中第1层和第2层技术的定义，功能和意义。

什么是第1层？

第1层是指基础区块链协议本身。这是基础层，区块链的核心操作（例如共识机制，块创建和交易验证）发生。第1层区块链的示例包括Bitcoin和以太坊。

第1层的主要功能是确保区块链的安全性和完整性。该层处理网络的基本方面，包括：

• 共识机制：诸如工作证明（POW）或Stake（POS）之类的方法，以确保所有参与者都同意区块链状态。
• 块创建：将新区块添加到区块链中的过程。
• 交易验证：在将交易添加到区块链中之前验证合法性和正确性。

第1层解决方案通常集中于提高区块链本身的可扩展性和效率。例如，以太坊从POW到POS的过渡是旨在减少能源消耗和增加交易吞吐量的第1层升级。

什么是第2层？

另一方面，第2层解决方案是建立在现有第1层区块链顶部的协议或技术。这些解决方案旨在提高区块链的可扩展性和效率，而不会改变基础协议。第2层技术包括用于以太坊的Bitcoin的闪电网络和各种缩放解决方案，例如乐观的滚动和ZK滚动。

第2层的主要目标是从主要区块链中卸载一些交易处理，从而增加其容量和减少费用。第2层的关键方面包括：

• 离链交易：主要区块链以外的处理交易以减少交通拥堵。
• Sidechains ：与主链沿线运行并可以与之相互作用的平行区块链。
• 州渠道：参与者可以在链上进行多次交易，而只能在区块链上解决最终状态的方法。

第2层解决方案对于需要高交易吞吐量的应用尤其重要，例如分散融资（DEFI）平台和游戏应用程序。

区块链中第1层和第2层的重要性

第1层和第2层之间的区别对于了解如何缩放和优化区块链网络至关重要。第1层提供了安全性和权力下放的基础，而第2层则提供了广泛采用所需的灵活性和效率。

例如，Bitcoin的第1层是安全的，但对于微交易而言，较慢且昂贵。 Lightning网络是第2层解决方案，允许即时，低成本的交易，使Bitcoin更实用。

同样，以太坊的第1层面临可伸缩性问题，导致高汽油费和网络拥塞。已经开发了第2层解决方案，例如乐观的汇总和ZK滚动，以应对这些挑战，从而在以太坊网络上更快，更便宜。

第1层和第2层技术的示例

为了说明这些层的实际应用，让我们看一些具体的示例：

• Bitcoin和Lightning网络：Bitcoin的第1层以其安全性和权力下放而闻名，但在交易速度和成本方面挣扎。 Lightning网络是第2层解决方案，可以通过在主区块链上创建付款渠道来实现即时和低成本交易。

• 以太坊和ZK滚动：以太坊的第1层一直是许多Defi应用的骨干，但其可伸缩性限制一直是瓶颈。 ZK-Rollups是第2层解决方案，将多个交易捆绑到以太坊主网上的单个交易中，可显着增加吞吐量和减少费用。

• Polkadot和Parachains ：Polkadot是1层区块链，可在不同的区块链之间互操作。它的第2层解决方案（称为Parachains）允许创建可以与主Polkadot网络通信的自定义区块链，从而增强可扩展性和功能。

第1层和第2层如何相互作用

第1层和第2层之间的相互作用对于区块链生态系统的整体性能至关重要。第1层提供了第2层依赖的安全性和共识，而第2层则通过更有效地处理交易来增强第1层的功能。

例如，在闪电网络的情况下，交易是离链外部处理的，但如有必要，可以在Bitcoin区块链上解决。这确保了Bitcoin的第1层的安全性，同时允许通过第2层进行更快，更便宜的交易。

同样，以太坊的第2层解决方案（例如乐观的汇总和ZK滚动）依靠以太坊主网来进行最终解决，以确保保持网络的完整性，同时提高交易速度和成本。

挑战和考虑因素

尽管第1层和第2层技术提供了重大的好处，但它们也带来了挑战和考虑。第1层升级可能是复杂且耗时的，需要网络参与者的共识。例如，以太坊向POS的过渡是一项多年的努力，涉及重大的技术和社区挑战。

第2层解决方案虽然有前途，但也面临着障碍，例如确保安全性和与主区块链的互操作性。例如，闪电网络要求用户管理付款渠道，这对于非技术用户来说可能很复杂。此外，第2层解决方案的安全性通常取决于基础第1层区块链的安全性。

常见问题

问：第1层如何影响区块链的安全性？

答：第1层负责区块链的核心安全机制，例如共识算法和区块验证。对第1层的任何更改或升级都可能影响网络的整体安全性。例如，从工作证明转变为股份证明会影响网络对某些类型的攻击的阻力。

问：第2层解决方案可以独立于第1层运行吗？

答：否，第2层解决方案本质上取决于第1层以进行最终解决和安全性。虽然第2层可以处理离链的交易，但这些交易最终需要在第1层区块链上解决，以确保其有效性和安全性。

问：乐观的汇总和ZK滚动之间的主要区别是什么？

答：乐观的汇总和ZK滚动都是以太坊的第2层缩放解决方案，但它们的操作方式不同。乐观的汇总假设交易默认情况下是有效的，并且只有在受到挑战时才执行欺诈证明，这可能会导致更长的撤回时间。另一方面，ZK-Rollups使用零知识证明立即验证交易，提供更快的结局，但需要更多的计算资源。

问：在第1层和第2层的背景下，侧链与Mainchains有何不同？

答：Sidechains是独立的区块链，平行于主链（第1层）并可以与之相互作用。它们通常被认为是第2层解决方案，因为它们会从主链中卸载一些交易处理。但是，如果Sidechains拥有自己的共识机制和安全协议，也可以将其视为第1层的一种形式。