L1和L2层网络有什么区别？｜ 区块链层解释

区块链技术以及我们使用它的方式正在不断发展。区块链技术的不断演进导致了第一层、第二层网络等模型的迭代。

根据我们多年的经验，我们发现了解区块链的类型及其运作方式至关重要。正确理解区块链对于避免损失至关重要。它还有助于做出正确的购买项目选择。

在下面的段落中，我们将解释第 1 层与第 2 层区块链。我们将讨论两者之间的差异以及它们的运作方式。

第一层区块链或网络是主要的区块链网络。另一方面，第 2 层网络是构建在第 1 层网络之上的协议。

第一层网络是生态系统中任何网络的基础。第 2 层网络是第 1 层网络的附加协议，允许它们执行更多操作。

第 2 层网络通常提供更广泛的功能。然而，第 2 层依赖于第 1 层。

为了执行许多任务，区块链以多种方式组织。这些组织级别称为区块链层。区块链层是区块链架构的一部分，通常实现特定目的。

通常将一个区块链添加到另一个区块链之上以扩展其容量或规模。它们是作为可扩展性三难困境的解决方案而创建的。也就是说，区块链层的存在是为了增加区块链的功能，同时保持其安全性。

可以把它想象成一座故事建筑——每一层都是一层楼在另一层之上。一层可以专门提供安全性，另一层可以提高便利性。通过这种方式，区块链可以保留核心原则，同时扩大其范围和功能。

首先，可扩展性是系统增长或扩展的能力。当谈到区块链时，可扩展性是指它们如何承担更多的用户和工作负载。如果网络可以“扩展”，它就可以在保持效率的情况下吸引更多用户并承担更多功能。

区块链旨在获得三个要素：

当区块链网络试图“扩展”时，它们经常面临可扩展性的三难困境。这说明区块链网络很难同时达到这三个方面的最佳水平。

这个想法归功于以太坊联合创始人 Vitalik Buterin 。

根据可扩展性三难困境，增加一个元素将导致另一元素的减少。例如，更加去中心化的区块链往往无法扩展。优先考虑可扩展性的网络可能会面临失去去中心化和安全性的风险。

可扩展性三难困境是网络采用多种扩展解决方案的原因。

随着区块链技术在全球范围内的采用不断增长，越来越多的人参与其中。此外，该技术还以多种方式得到利用。由于这些原因，区块链必须不断扩大规模。

一般来说，区块链可扩展性很重要，原因有两个：

增长：区块链和加密货币技术带来了巨大的前景。这导致了全球采用率的增加。用户数量的不断增长意味着区块链也必须不断增长才能满足需求。由于未来预计会有更多的用户，网络需要有能力容纳他们。

效率：如今，越来越多的人使用区块链来做更多的事情——包括基本交易。然而，当前网络的容量是有限的。例如，比特币网络每秒可以处理 7 笔交易。另一方面，以太坊网络每秒最多可以处理 15 笔交易。网络扩展以更快地处理更多交易非常重要。这对于加密货币的下一阶段的采用至关重要。

由于可扩展性对于区块链的现在和未来都非常重要，那么哪些问题仍然限制着它呢？

与 Visa 等传统支付方式相比，区块链每秒的交易量较低。这是由于权力下放和共识的需要。虽然额外的节点可能允许更多的交易和用户，但它会增加确认时间，并完全减慢交易速度。

扩展通常是以去中心化或安全性为代价的。一个网络可能会招募多名新参与者，但确认其身份的困难可能会使其面临风险。安全性是区块链的核心焦点，维护它可能会以牺牲可扩展性为代价。

区块链是由许多“节点”或计算机组成的去中心化网络。其中许多系统的存储和处理能力有限。扩展使得这些节点即使不是不可能，也很难维护网络，甚至参与其中。

还记得我们讲故事的类比吗？

第一层区块链是所有区块链的底层和基础。它们是任何生态系统中的主要网络。L1 为其他区块链网络提供基础设施。

基于分布式账本技术，它将每笔新交易记录在一个“块”中，然后附加到前一个块。区块链是可公开访问的，并在称为节点的各种计算机上进行复制。这些支持区块链并确保其保持不可变。

L1 网络提供安全性和结构、处理基本交易并使用本机加密货币。他们利用共识机制来添加新区块。最流行的共识机制是工作量证明（PoW）和权益证明（PoS）。

两个最大的第一层网络是比特币和以太坊。

第 1 层网络与基础网络的性能良好。然而，它们的容量有限且难以扩展。它们只能执行基本功能并存储区块链数据。

区块链技术的进步导致了第二层区块链的出现。

回到我们的类比，第 2 层区块链位于第二层。它可以容纳更多的人并且具有更多的功能。由于它可以简单地依赖底层（L1）提供的安全性，因此在构建它时通常会考虑其他因素。

第 2 层利用链下解决方案（例如侧链）来扩展区块链。比特币的闪电网络和基于以太坊的 Plasma 都是第二层区块链的例子。

L1 是基础区块链和主网络。区块链的主要架构是在L1层面，而L2是在这个框架之上的补充。

L1网络拥有区块链基础设施，可以完全独立运行。L2 依赖于 L1 的安全性和稳定性。

L1 网络更安全，但由于我们已经强调的问题而无法很好地扩展。这意味着它们有效运作的能力受到限制。L2 网络可扩展性良好，具有更大的执行任务和容纳更多用户的能力。然而，L2 的安全性较低，并且依赖于 L1 网络的基础设施。

L1 级别的扩展很困难，但并非不可能。当区块链尝试扩展时，鉴于可扩展性三难，它们可以采用L1扩展解决方案或L2扩展解决方案。扩展解决方案的选择基于网络的容量和优先级。

第一层扩展解决方案包括：

分片是一种用于扩展 L1 网络的新技术，但相当流行。这意味着将块分成更小的部分，以使它们更快、更容易管理。

区块链中的数据包含在区块中。通过分解块，可以更轻松、更快速地记录和传输数据。

这些较小的单元中的每一个都称为“分片”，并包含唯一且独立的数据。在分片之前，每个节点必须处理网络中的每笔交易。通过减少各个节点的工作负载，网络每秒可以处理更多交易。

尽管分片还处于早期阶段，但仍然存在一些安全问题。分片的优点是提高性能、速度并降低交易成本。

共识机制是所有区块链技术用户就新区块的有效性达成一致的程序。这对于所有加密货币都至关重要，因为它可以跟踪谁拥有特定的硬币，并防止用户再次使用相同的硬币。

在将新交易添加到区块链之前，区块链使用共识机制来验证新交易，而不是信任。该机制的速度影响网络的可扩展性和性能。改进或改变共识机制可以帮助网络扩展。

工作量证明（PoW）和权益证明（PoS）是两种最流行的共识机制。

L1 解决方案专注于修改区块链，并且在网络扩展方式方面受到限制。区块链的能力总是有限的，而不需要冒着其一项或多项核心原则的风险。

L2 解决方案通过“链下”来超越这一点。也就是说，它不是修改区块链，而是添加了另一层。原始区块链称为主链，新层通常称为侧链。侧链可以利用第一层提供的安全性，专注于以更高的速度和容量处理交易。

各种 L2 解决方案包括：

侧链是通过双向桥连接到主链的独特区块链。双向桥允许主链和侧链之间交换代币和其他数字资产。

侧链有自己的协议、代币和共识机制

它们减少了主链上的计算负载，提高了吞吐量并降低了昂贵的费用。然而，侧链可能容易受到安全漏洞的影响。

Roll-up 涉及将链下执行的多个交易与智能合约相结合。这样，区块链只需处理一笔交易（汇总交易），从而允许区块链做得更多、更快。

由于费用是按交易分摊的，汇总还可以降低交易处理成本。有两种类型的汇总：乐观汇总和零知识汇总。

去中心化是区块链和加密货币技术背后的重要原则。随着网络规模的扩大或做出必要的改变，去中心化的程度可能会发生变化。为了测试网络的去中心化程度，使用了中本聪系数。

中本聪系数以比特币创始人中本聪的名字命名。它问：“需要控制多少个节点才能破坏网络？” 与节点数量相比，中本聪系数越高，网络就越去中心化。

重要的是要考虑这一点，以防范串通和其他 51% 攻击。系数越低，就越容易攻击或接管这些节点，从而危害网络。

Cryptokitties 是一款基于以太坊区块链的游戏，允许用户制作、购买和出售虚拟猫的 NFT。它于 2017 年推出，通常被认为是第一款区块链游戏，经历了爆炸性的流行。这最终将导致以太坊网络拥堵。

在某些时候，它占据了网络总流量的 12% 左右。

由于它是建立在以太坊网络上的，因此它依赖其基础设施来运行。作为第 1 层区块链，以太坊网络无法应对 Cryptokitties 带来的新用户和交易数量。排队时间很长，交易费用也因交通拥堵而增加。

应对需求和受欢迎程度所面临的困难是其最终衰落的一个因素。高额费用和长时间排队让一些新用户望而却步。这说明了 L1 区块链的弱点和可扩展性的需求。

区块链架构是指点对点网络的设计结构。创建和添加区块的方式以及节点如何运作都是区块链基础设施的因素。

区块链的每个组件都为其基础设施的一部分做出了贡献。它们具有明确的角色，并且每一层通常为网络提供特定的功能。

通常，区块链架构包含以下层：

硬件层由创建和维护虚拟网络的多个物理计算机或节点组成。该层负责提供区块链所基于的基础设施。

数据层涉及数据以及数据的创建和存储方式。它还涉及区块链内的完整性和安全性。另一方面，网络层促进节点之间的交互，此时区块链处于活动状态。

协议层引入了网络中的共识规则以及一些附加功能。服务层添加的功能不仅仅是处理事务。应用层引入与网络交互的应用程序。

L1 网络通常不会超出协议层的共识。L2 网络整合了协议、服务和应用层，以实现更强大的区块链。

如今的区块链需要可扩展性来应对不断增长的采用和新的用例。为了实现这一目标，正在采用 L1 和 L2 解决方案。这些旨在减少网络的计算负载或提高其整体速度。

在扩展方面，网络面临着可扩展性的三难困境——增加一个元素通常会牺牲其他元素。例如，虽然 L2 解决方案允许区块链提供更多功能，但它们通常会带来更多安全风险。

另一方面，L1 解决方案往往难以实施且扩展性不佳。

鉴于这两种解决方案的局限性，网络应根据其独特的考虑进行选择。还应该注意的是，网络可以同时使用 L1 和 L2 解决方案或两者的组合。