L1 区块链

一个称为第一层（L1）区块链的基础区块链有时被用作第二层区块链网络和应用程序的基础。世界上最大的两个 L1 区块链是以太坊和比特币。第一层（L1）区块链提供了第二层（L2）区块链运行所需的底层安全性和基础设施。以太坊和 Optimism 之间的交互就是一个并存的 L1 和 L2 网络的例子。

第一层（Layer 1）是什么意思？

基础的区块链是以太坊。虽然 Optimism 是构建在以太坊之上的一个附加层，但它本身也是一个区块链。Optimism 依赖以太坊的 PoS（Proof-of-Stake，权益证明）共识机制来保证安全。以太坊网络由质押者、节点运营商和区块生产者组成，他们负责保护和验证 L1 交易。由于 Optimism 上进行的所有交易都会发布到 L1 上，Optimism 在数据可用性方面也依赖于以太坊。这些信息可用于质疑 L2 上的交易，并了解 L2 的当前状态。

使用“第一层”和“第二层”这些词，我们可以更好地理解各种区块链、项目和开发工具的架构。如果你曾对 Polygon 和以太坊之间的关系，或者 Polkadot 及其平行链之间的关系感到困惑，了解不同的区块链层将会很有帮助。

加密货币第一层（Layer 1）的共同特征

• 一个去中心化的账本安全地存储交易数据的历史记录。
• 一个共识机制被用来鼓励网络用户保护和验证网络。
• 一种原生加密货币用于支付网络费用。
• 网络提供了一个基础，在此之上构建了二级区块链和应用程序。
• 网络是交易结算的最终真相来源。
• 与第二层（Layer 2）网络相比，它通常可能更慢且成本更高。

共识机制：第一层（Layer 1）区块链的关键要素

共识机制是指用于让区块链节点（验证和记录交易的计算机）就区块链的当前状态达成一致的规则和激励措施。共识机制可以防止不诚实参与者操纵系统。通过奖励良性行为来阻止“双重支付”和女巫攻击等不良行为。

权益证明（PoS）和工作量证明（PoW）是最常用的共识技术。 比特币的 PoW 共识机制要求网络用户，即“矿工”，投入时间和能源才能将新的交易区块添加到区块链账本中。

另一方面，以太坊采用的是权益证明（PoS）共识机制，这消除了区块创建者对昂贵的硬件和巨额电费的需求。相反，为了验证交易、创建新区块和获得区块奖励，区块创建者必须抵押一定数量的加密货币作为质押——通常是一笔可观的金额。

L1 区块链中使用的其他共识机制包括委托权益证明、混合 PoW/PoS 共识、燃烧证明、权威证明、历史证明和延迟工作量证明。

比特币

• 比特币是全球第一个也是最有价值的公共区块链网络。比特币网络使用的工作量证明（PoW）共识机制，通过奖励矿工来验证交易和添加新区块。
• 比特币（BTC）是一种点对点加密货币，原生于区块链，可以用于支付，而无需第三方金融机构的协助或监督。所有比特币交易的历史都存储在区块链上，这是一个公开的、去中心化的记录，对所有人可见。
• 在比特币区块链上，交易费用以 BTC 支付。如果用户没有足够的比特币来支付交易费用，他们将无法完成任何交易。
• 由于比特币可能速度慢且拥堵，因此在其之上开发了许多第二层（Layer 2）网络。在其之上构建的最著名的 L2 区块链是闪电网络。

以太坊

• 以太坊是全球第二大最有价值的区块链。由于其智能合约功能，它可能是全球使用最广泛的 L1。以太坊发明的区块链智能合约允许以太坊 L1 运行去中心化应用程序（dApps）和其他代币，如非同质化代币（NFTs）以及一些最知名的 ERC-20 代币，例如 Shiba Inu (SHIB)。
• 由于开发者很难构建他们自己的、驻留在区块链上的代币和 NFT，因此比特币的功能远不如以太坊。然而，得益于比特币 Ordinals 的突破，更多比特币的功能正变得可行。
• 以太坊与比特币的不同之处在于采用了权益证明（Proof-of-Stake）共识机制。由于 PoS 共识不需要大量的硬件或电力，因此它被认为比 PoW 共识更具可扩展性。因此，以太坊现在能够启动一项新的扩展计划。
• 尽管仍面临拥堵和高昂费用的问题，该网络仍计划通过 L2 汇总（rollups）来实现高度可扩展性。

加密货币的替代 L1

随着加密货币行业的扩张，涌现了许多替代的 L1 区块链。为了利用相同的功能，许多竞争性的 L1，如 Cardano 和 Solana，都设计了与以太坊相似的智能合约功能。它们在可扩展性和去中心化方面的处理方式通常不同。例如，与以太坊相比，Solana 提供了更快的交易速度和更低的费率。然而，为了获得这一优势，牺牲了去中心化。

大多数竞争性 L1 网络都进行了重大的调整，但 Cardano 以其创新程度脱颖而出。它使用未花费的交易输出（UTXO）模型和一种称为 Ouroboros 的改进共识过程。而以太坊的账本则基于账户模型。Avalanche、BNB Chain、Aptos、Algorand 和 Tezos 是目前众多竞争性 L1 区块链中的一些。

L1 与 L2 的比较

L2 区块链构建在基础区块链（L1）之上。L1 区块链提供 L2 所依赖的数据可用性和安全性。几乎总是，L2 的主要目标是使 L1 网络更具可扩展性。

L1 和 L2 区块链之间的主要区别如下：

第一层（Layer 1）区块链示例

在了解了第一层（Layer 1）是什么之后，让我们来看几个例子。第一层（Layer 1）区块链种类繁多，其中许多服务于独特的用例。其他区块链网络解决了区块链技术中的去中心化、安全性和可扩展性这三大难题。这些网络不仅仅围绕比特币和以太坊。

Harmony

• Harmony 是一个第一层（Layer 1）网络，支持分片（sharding），并采用高效权益证明（EPoS）系统。主网上的四个分片并发地创建和验证新区块。每个分片可以以自己的节奏完成此操作，从而允许不同的区块高度。目前，Harmony 以其“跨链金融”方法吸引开发者和用户。
• 与比特币和以太坊（ETH）进行无需信任的桥接是一个关键功能，它使用户能够交换代币，而无需通常与桥接相关的托管问题。零知识证明和去中心化自治组织（DAO）是 Harmony Web3 可扩展性策略的基石。
• Harmony 的桥接服务对用户具有吸引力，因为多链和跨链选项似乎是 DeFi（去中心化金融）的未来。主要关注领域包括协议间桥接、DAO 工具和 NFT 基础设施。
• 网络交易费用以 ONE（系统的原生代币）支付。ONE 还可以被质押以参与 Harmony 的治理和共识过程。这为成功的验证者提供了区块奖励和交易费用。

IoTeX

• IoTeX 成立于 2017 年，是一个专注于将区块链技术与物联网相结合的第一层（Layer 1）网络。它允许“机器支持的 DApps、资产和服务”，并使用户能够控制其设备生成的数据。使用区块链技术管理您的数据可确保安全的所有权和价值。
• IoTeX 的硬件和软件提供了一种新的方式，让用户在不损害用户体验的情况下管理其数据和隐私。MachineFi 是一种允许人们从其真实世界数据中数字获利的这项技术。
• Ucam 和 Pebble Tracker 是 IoTeX 发布的两款值得注意的硬件产品。Ucam 是一款先进的家用安全摄像头，为消费者提供完全的隐私和远程家庭监控功能。Pebble Tracker 是一款支持 4G 的智能 GPS 设备，具有跟踪和追踪功能。它不仅跟踪GPS 数据，还跟踪空气质量、湿度和温度等实时环境数据。

Celo

• 2017 年，Celo——一个第一层（Layer 1）网络——从 Go Ethereum (Geth) 分叉出来。然而，它经过了数项重要的修改，例如增加了独特的地址系统和 PoS。Celo Web3 生态系统包括 DeFi、NFT 和支付解决方案，已验证超过 1 亿笔交易。任何人都可以使用电话号码或电子邮件地址作为 Celo 上的公钥。该区块链无需专用硬件即可在普通计算机上运行。
• Celo 的主要代币是 CELO，这是一个用于奖励、安全和交易的通用实用代币。Celo 网络上还有稳定币 cUSD、cEUR 和 cREAL。这些由用户创建，并由类似于 MakerDAO 的 DAI 的系统维护其挂钩。此外，任何其他 Celo 资产都可以用于支付使用 Celo 稳定币进行的交易。
• CELO 的稳定币和地址结构旨在提高加密货币的采用率和可及性。然而，许多人可能会被加密货币市场的波动性和新手面临的挑战所劝退。

Kava

• 第一层（Layer 1）区块链 Kava 结合了以太坊的开发者支持以及 Cosmos 的速度和互操作性。Kava 网络为 EVM 和Cosmos SDK 开发环境拥有独立的区块链，这得益于其“co-chain”架构。结合 Cosmos co-chain 上的 IBC 支持，这使得开发者能够创建可以在以太坊和 Cosmos 生态系统之间无缝过渡的去中心化应用程序。
• Kava 使用 Tendermint PoS 共识技术，该技术为 EVM co-chain 应用程序提供了极高的可扩展性。由 KavaDAO 支持的 Kava 网络还提供开放的、链上的开发者激励措施，旨在奖励每个 co-chain 上使用量排名前 100 的项目。
• Kava 有两个代币：USDX，一种与美元挂钩的稳定币；以及 KAVA，其原生的实用和治理代币。为了达成网络共识，验证者质押 KAVA，KAVA 还用于支付交易费用。用户可以将他们质押的 KAVA 分配给验证者以获得一部分 KAVA 发行额。质押者和验证者还可以通过投票决定网络治理提案来参与，这些提案设置了限制。

Elrond

• Elrond 是一个成立于 2018 年的第一层（Layer 1）网络，它采用分片（sharding）技术来提高性能和可扩展性。Elrond 区块链每秒可处理超过 100,000 笔交易（TPS）。其两个独特的主要功能是自适应状态分片（Adaptive State Sharding）和安全权益证明（SPoS）共识机制。
• 自适应状态分片是指分片根据网络用户的增减进行分裂或合并。
• 分片架构涵盖了网络的所有方面，包括交易和状态。验证者也在分片之间迁移，以减少被恶意攻击的可能性。
• EGLD 是 Elrond 的原生代币，用于支付费用、DApp 部署以及奖励参与网络验证过程的用户。Elrond 网络还被认证为碳负排放，因为它抵消的 CO2 量超过了其 PoS 方法所造成的排放量。

ThorChain

• THORChain 是一个跨链的、无需许可的去中心化交易所（DEX）。该第一层（Layer 1）网络使用 Cosmos SDK 构建。它还使用 Tendermint 共识过程验证交易。THORChain 的主要目标是实现去中心化的跨链流动性，而无需包装或锚定资产。锚定和包装会增加多链投资者的流程风险。
• THORChain 主要通过监控存款和取款来管理金库。这消除了中心化的中间人，并有助于创建去中心化的流动性。THORChain 的原生代币 RUNE 用于治理、安全和验证目的，同时还用于支付交易费用。
• RUNE 是 THORChain 自动做市商（AMM）模型中的基础交易对，允许您将 RUNE 兑换成任何其他支持的资产。该项目在功能上类似于 Uniswap 的跨链版本，其中 RUNE 作为流动性池的安全和结算资产。

结论

L1 的创新将继续塑造加密行业的未来。L1 提供基础设施，在此基础上开发了令人兴奋的尖端解决方案，如去中心化金融、区块链游戏、NFT 和去中心化社交。