深入認識 Layer 1 區塊鏈的核心原理

12-12-2025, 1:09:18 PM
比特幣
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本權威指南將帶您全面掌握 layer 1 區塊鏈的核心精髓。無論您是剛入門的加密貨幣新手,還是深耕 Web3 領域的資深玩家,都能有系統地理解 layer 1 與 layer 2 方案的關鍵概念、典型案例與主要差異。深入解析 layer 1 區塊鏈的本質與其在加密生態系中的核心地位,聚焦可擴展性挑戰與分片等前沿創新,並結合 Bitcoin、Ethereum、Solana 等主流 layer 1 區塊鏈進行全方位分析。從區塊鏈底層架構出發,全面揭示去中心化金融的技術基礎。
深入認識 Layer 1 區塊鏈的核心原理

什麼是 Layer 1 區塊鏈?

去中心化是比特幣(BTC)等虛擬貨幣的代表性特徵,但並非沒有中央權力就意味著加密貨幣領域無章可循。事實上,情況恰好相反——深入了解加密網路的技術架構後會發現,加密技術極其精密且井然有序。若沒有堅不可摧且能自主運作的協議來保障安全的點對點(P2P)轉帳,加密貨幣無法有效運行。對多數加密專案而言,Layer 1 區塊鏈(L1)作為軟體設計的基礎,是探索這項新興且複雜技術的最佳切入點。

什麼是 Layer 1 區塊鏈?

Layer 1 區塊鏈是加密貨幣架構的基礎層。要理解 Layer 1 區塊鏈,必須明白這些去中心化軟體協議同時負責規則的制定與執行。L1 協議的程式碼規範節點(電腦)必須遵循的標準,以確保新交易能夠安全廣播、驗證並公開記錄於支付帳本。這些程式碼規範涵蓋了加密貨幣運作的所有核心指令。

由於 L1 區塊鏈位於加密貨幣架構的「底層」,常被稱為基礎層或底層。開發者討論 Layer 1 區塊鏈時,經常將「主網」與 L1 互換使用,因為 L1 協議集結了加密貨幣正常運作所需的所有關鍵細節。因此,L1 區塊鏈是理解加密貨幣核心運作機制的關鍵所在。

Layer 1 區塊鏈在加密領域如何運作?

雖然每一種加密貨幣都運用獨特的程式標準與協議來運行自身網路,但所有 L1 區塊鏈皆必須仰賴共識機制,才能在去中心化節點營運者之間建立信任。這些共識機制透過複雜演算法,規範並執行加密交易處理的所有規則。

舉例來說,比特幣區塊鏈採用工作量證明(PoW)共識模型,節點每 10 分鐘競爭解決高難度計算題,以將新的 BTC 轉帳寫入帳本。以太坊(ETH)和 Solana(SOL)等 L1 區塊鏈則採用權益證明(PoS)共識機制,節點需在區塊鏈上鎖定加密貨幣,才能獲得參與交易驗證的機會。為鼓勵這些 L1 節點營運者,不論是 PoW 或 PoS 網路,都會以原生加密貨幣獎勵成功發布區塊的節點。

除了共識演算法之外,L1 區塊鏈也在程式設計中嵌入其他安全機制,以確保流程完整並防範惡意行為。許多 PoS 區塊鏈設有「懲罰機制」,會沒收違規或失職節點的質押資產。以比特幣為例,節點營運者需待多次獨立確認後,才能確保 BTC 轉帳的真實性並最終入帳。

L1 區塊鏈也負責管理交易手續費(Gas 費)以及原生加密貨幣的發行節奏。比特幣的 L1 區塊鏈約每四年會自動減少 BTC 發行量,稱為「減半」。以太坊的 L1 則採行動態 ETH 發行及「銷毀」機制,根據網路活動自動調整 ETH 流通量。自 EIP-1559 升級後,以太坊鏈上部分交易手續費會被銷毀,以調節 ETH 通膨。

Layer 1 區塊鏈實例

比特幣首創了成功的 L1 區塊鏈框架,隨後數百種加密貨幣紛紛仿效,開發各自的 L1 鏈。現今,許多主流加密貨幣依賴 L1 區塊鏈維護網路安全,成為 Layer 1 區塊鏈實際應用的典型代表。

Bitcoin 是目前規模最大且歷史最悠久的加密貨幣,由匿名密碼學家中本聰創立。BTC 的 L1 區塊鏈採行高能耗的 PoW 共識機制,節點每 10 分鐘競爭解決數學題並發布新交易。

Ethereum 市值排行第二,允許第三方開發者基於其 L1 協議開發去中心化應用(dApp)。Ethereum 初期為 PoW L1 區塊鏈,使用與比特幣相同的共識演算法,但於「合併」升級後轉為 PoS 共識,見證 Layer 1 區塊鏈技術的演進。

Litecoin(LTC)設計為快速且低成本的 P2P 虛擬貨幣。Litecoin 雖然運用不同的 L1 演算法,仍沿用與比特幣類似的 PoW 共識機制。

Solana 屬於「Ethereum 競爭者」區塊鏈,提供與以太坊相似的服務,並具備更快確認速度及更低手續費等特色。Solana 的 PoS L1 以高交易吞吐量(TPS)著稱,每秒可處理數萬筆交易。

Cardano 同樣屬於 Ethereum 競爭者類型的 PoS L1 區塊鏈。由前以太坊開發者 Charles Hoskinson 創立,Cardano 強調技術同儕審查,並鼓勵第三方開發者於其 L1 區塊鏈建構 dApp。

Layer 1 協議有哪些侷限性?

雖然 L1 區塊鏈在確保加密交易安全與效能方面扮演關鍵角色,但其靈活性往往有限。L1 區塊鏈的演算法刻意設計為確定性,以確保網路參與者遵循統一規則。這種設計雖帶來可預測性與安全性,卻也限制了創新與可擴展性。

以太坊共同創辦人 Vitalik Buterin 將 L1 的擴展性問題稱為「區塊鏈三難困境」,即開發者在協議設計時必須於去中心化、安全性與可擴展性三者間取捨。然而,像以太坊這類的 L1 鏈開發者仍持續探索創新擴展方案,例如「分片」技術,將主區塊鏈拆分為更小的不可分割資料片段,以降低每個節點的資料處理負擔,進而提升網路效率與速度。

L1 還存在與其他區塊鏈專案溝通能力不足的明顯侷限。由於各 L1 區塊鏈皆屬自成體系且採獨特程式標準,跨鏈安全轉移資產或於多網路間進行應用互動時,常面臨極大困難甚至無法實現。有些加密貨幣愛好者稱此為「互操作性問題」,而 Cosmos 和 Polkadot 等專案則專注於區塊鏈間通訊(IBC)技術的發展。

Layer 1 與 Layer 2 協議:區塊鏈層級的核心差異

加密貨幣發展初期並未出現 L1 這一術語,因為各區塊鏈皆採類似流程並承擔相同職責——負責交易處理及網路安全。但隨著新專案於這些底層鏈上建構,開發者開始區分 L1 與新興協議,「Layer 2(L2)」概念因此誕生。

L2 指的是利用 L1 區塊鏈安全性開發的加密專案。L2 通常依賴以太坊等成熟 L1 的去中心化特性,帶來全新應用場景或強化底層協議的可擴展性。例如,Arbitrum、Optimism 及 Polygon 等 L2 網路運行於以太坊區塊鏈之上,為用戶提供更快交易速度與更低手續費。用戶在使用這些以太坊基礎的 L2 時,會將數位資產轉移至 L2,先享受其服務,最終於以太坊主網完成交易確認。

L2 有時也會發行加密貨幣,但這些資產稱作「Token」,而非 L1 上的「Coin」。Token 與 Coin 最大的差異在於,Token 僅存在於 L1 區塊鏈之上,Coin 則是 L1 協議的核心組成。可將 Token 視為 L1 生態系的附加功能,而 Coin 則是區塊鏈的基礎支付工具。L2 Token 包括 Polygon 的 MATIC、Arbitrum 的 ARB 和 Optimism 的 OP 等例子。

結論

Layer 1 區塊鏈是加密貨幣生態系的基礎建設,支撐安全且去中心化的點對點交易核心協議。對於所有進入加密領域的人來說,了解 Layer 1 區塊鏈至關重要。自比特幣首創工作量證明機制、以太坊創新權益證明共識,到 Solana 的高吞吐性能,L1 區塊鏈在去中心化網路信任與安全建立上發揮關鍵作用。

即便 L1 區塊鏈面臨區塊鏈三難困境及互操作性等挑戰,分片、跨鏈通訊等創新持續突破技術界限。L1 與 L2 協議的分工凸顯區塊鏈架構的進化——底層保障安全與去中心化,次級層則強化可擴展性及導入新功能。隨著加密貨幣生態不斷成熟,掌握 Layer 1 區塊鏈仍是理解去中心化金融與數位應用技術基石的關鍵。

常見問題

區塊鏈中的 Layer 1 和 Layer 2 是什麼?

Layer 1 指主區塊鏈網路,例如比特幣或以太坊。Layer 2 則是建構於 Layer 1 之上的二級架構,用於提升擴展性與效能。

Solana 是 Layer 1 還是 Layer 2?

Solana 屬於 Layer 1 區塊鏈,所有交易皆直接於主鏈執行及確認。

什麼是 Layer 3 區塊鏈?

Layer 3 區塊鏈為建構於 Layer 1 及 Layer 2 之上的專用網路,針對特定應用場景提供客製化解決方案,進一步提升擴展性與功能性。

XRP 是 Layer 1 還是 Layer 2?

XRP 屬於 Layer 1 區塊鏈,專為快速、低成本的機構級支付設計,強調擴展性與合規性。

* 本文章不作為 Gate.com 提供的投資理財建議或其他任何類型的建議。 投資有風險,入市須謹慎。
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