理解第一層協議：區塊鏈架構的基礎

核心：什麼是 Layer 1 協議？

每個區塊鏈生態系統的核心是我們所稱的基礎層——這個基礎層獨立處理所有交易處理和最終確認。比特幣、以太坊、BNB鏈和索拉納代表了最突出的第一層協議，每個協議作爲一個主權網路運作，擁有自己的驗證者集、共識規則和用於交易結算的本地代幣。

第1層協議的定義特徵很簡單：它們不依賴於其他網路來驗證或完成交易。它們自己完成繁重的工作。這種自主性有其權衡之處。雖然這些網路通過自身機制保證安全性和去中心化，但它們往往面臨一個基本限制——交易吞吐量。

引發二層解決方案的可擴展性挑戰

比特幣的網路完美地展示了這種緊張關係。確保網路安全的工作量證明共識機制需要大量的計算資源，從而保證了去中心化和穩健性。然而，這種方法也造成了瓶頸。在需求高峯期間，交易確認時間延長至數小時，費用急劇漲。

以太坊在向權益證明過渡之前面臨類似的壓力，這一過程經歷了多年的研究和開發。根本問題並不是設計不佳，而是一個基本限制：優先考慮去中心化和安全性的網路往往犧牲速度。

這一認識激發了二層解決方案的發展。開發者們並沒有試圖完全重建基礎層——這一過程充滿了治理挑戰和社區分裂的風險——而是創建了在一層網路之上運行的協議。閃電網絡就是這種方法的典範。它允許比特幣用戶以高速進行鏈外交易，並定期將最終餘額結算回主鏈。這種捆綁機制大大減少了擁堵，同時保持了安全保證。

第一層協議如何嘗試擴展

區塊鏈社區探索了幾條路徑，以提高第一層的吞吐量，而不妥協核心價值：

區塊容量擴展 增加了每個區塊可以包含的交易數據量，盡管這引發了關於節點需求和中心化的擔憂。

共識機制演變，如以太坊向權益證明的轉變，減少了計算浪費，同時保持了安全性。這種方法需要較長時間的共識構建和測試。

分片架構代表了一種更復雜的解決方案。通過將網路劃分爲並行的分片——每個分片維護自己的交易、驗證者和區塊——總吞吐量得以倍增，而不需要每個節點處理每一筆交易。節點不再存儲完整的區塊鏈，而是驗證其分配的分片，並將狀態變化報告給主鏈。

比特幣的SegWit實現提供了漸進式擴展的實際例子。通過重新組織區塊數據的結構並從交易輸入中移除數字籤名，SegWit在不破壞向後兼容性的情況下提高了吞吐量。即使是沒有升級的節點也可以繼續順利處理交易。

創新層1協議重新構想區塊鏈架構

第一層協議的生態已經顯著多樣化，每個項目都提出了獨特的解決方案來應對去中心化、安全性和可擴展性三者之間的悖論。

Elrond 的整個架構圍繞分片構建——從狀態管理到交易處理。該網路通過自適應狀態分片每秒處理超過 100,000 筆交易，碎片配置會隨着網路的增長或縮小而自動調整。其安全權益證明機制在碎片之間輪換驗證者，防止針對性攻擊。EGLD 代幣爲交易費用和驗證者獎勵提供動力，同時網路通過抵消機制維持碳負排放狀態。

Harmony 採用了一種有效的權益證明模型，具有四個並行的分片獨立運行。每個分片可以以自己的速度推進，優化吞吐量而不是強制統一的區塊時間。Harmony 戰略性地專注於跨鏈橋——特別是與以太坊和比特幣的無信任連接——使其成爲新興多鏈時代的流動性聚合器。ONE 代幣爲網路提供安全保障，而質押者則獲得區塊獎勵和交易手續費。

Celo 通過允許用戶使用電話號碼或電子郵件地址進行身分驗證，而不是加密密鑰，擺脫了傳統區塊鏈設計。Celo 從以太坊的代碼庫分叉而來，但進行了重大修改，實施了權益證明，並推出了三種穩定幣 (cUSD、cEUR、cREAL)，採用類似 MakerDAO 的錨定機制。這種方法優先考慮可及性而非技術純粹性，押注於採用比意識形態一致性更爲重要。

THORChain，基於Cosmos SDK和Tendermint共識，以不同的方式處理跨鏈流動性。與通過包裝或掛鉤資產跨鏈（這會引入托管風險）不同，THORChain作爲去中心化的資產管理者運作。RUNE，作爲其本地代幣，充當所有交易對中的結算資產，創建了一個跨鏈AMM模型。該協議本質上作爲一個無權限的去中心化交易所，跨越多個區塊鏈。

Kava通過並行共鏈橋接兩個生態系統—一個用於以太坊虛擬機開發，另一個用於Cosmos SDK項目。IBC (跨鏈通信)實現Cosmos和以太坊環境之間的無縫互操作性。Tendermint PoS提供安全基礎，而由KavaDAO資助的鏈上開發者激勵則獎勵最常用的應用程序。KAVA代幣持有者參與治理並獲得質押獎勵。

IoTeX 將區塊鏈與硬件物聯網設備相結合，使用戶能夠通過 MachineFi 實現現實世界數據的貨幣化。Ucam 家庭安全攝像頭和 Pebble Tracker GPS 設備代表了用戶在鏈上控制數據的實際應用。IoTeX 的分層設計允許開發者爲特定的物聯網用例構建自定義子鏈，所有子鏈最終通過共享框架與主層 1 進行通信以實現最終性。

第一層與第二層：互補，而非競爭

這種區分很重要，因爲它反映了架構哲學。第1層協議提供基礎——最終性保證、去中心化共識和抗審查性。第2層解決方案通過將序列器或驗證者集中化以獲得速度和成本效率，犧牲了一些去中心化，始終將最終狀態錨定到第1層。

區塊鏈遊戲無法在比特幣網路上合理地運行，因爲交易延遲。但是開發者可以在一個使用比特幣作爲安全保障的第二層協議上構建，從而獲得遊戲的處理能力和比特幣所提供的穩健性。

同樣，DeFi、NFT和跨鏈金融的新興用例通常需要既有成熟的第一層協議的安全保證，又有專門的第二層系統的性能特徵。未來不是非此即彼，而是第一層協議作爲安全的軌道，同時第二層創新推動實驗和採用。

發展中的生態系統

今天的區塊鏈生態系統包括數十個第一層協議，每個協議根據其設計優先級解決去中心化、安全性和可擴展性三者之間的矛盾。有些像比特幣一樣優先考慮去中心化，有些則強調開發者體驗，如以太坊，還有一些則針對特定的用例，如IoTeX專注於物聯網或THORChain致力於跨鏈流動性。

理解這些區別——什麼使得協議層爲1，不同的層1協議如何處理擴展，以及爲什麼層2解決方案是補充而非替代——爲評估新的區塊鏈項目提供了框架。隨着生態系統的成熟，這種知識變得至關重要，以區別真正創新的架構和建立設計上的膚淺變化。