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區塊鏈和加密貨幣中的層是什麼? 簡單定義

介紹

無論您是初級投資者還是技術愛好者,了解層次對於駕馭複雜的加密貨幣世界都至關重要。在英文中,「layer」就是「層」的意思。在區塊鏈生態系統中,每一層都代表一個基礎設施層,依賴旨在提高網路效能的協定和技術。

一層在區塊鏈的整體功能中都發揮著特定的作用。這些層是實現更複雜解決方案的技術基礎,例如更快、更便宜、更安全的交易。例如,儘管比特幣非常安全且去中心化,但其可擴展性仍然有限,這阻礙了其處理大量交易的能力。相反,像Solana這樣的區塊鏈速度極快,但卻有高度集中化的問題。正是在這種背景下, 「層」的概念應運而生,以克服這些挑戰。

有幾種類型的,每種類型在改善網路方面都有不同的作用。了解這些層次不僅對於掌握加密貨幣的工作原理至關重要,而且對於識別它們面臨的挑戰也至關重要。

為什麼層對於區塊鏈至關重要?

層在解決區塊鏈的關鍵挑戰(包括可擴展性、安全性去中心化)中發揮著至關重要的作用

這三者通常被稱為“區塊鏈三難困境”,代表了不同層面試圖克服的三個基本挑戰。

層次化的設計是為了提高網路效率,同時實現不同系統之間的互通性一層都專注於特定的方面:例如,第 1 層處理基本交易,而第 2 層解決方案處理更複雜的操作,而不會使主區塊鏈過載。

這種任務劃分有助於提高可擴展性並降低交易成本。但這還不是全部:層次還能激發創新。例如,第2匯總側鍊等解決方案有助於加強去中心化,同時優化交易並提高網路效能。

層為區塊鏈生態系統開闢了令人興奮的新視角,並使得克服當前網路的限製成為可能。有了它們,區塊鏈才能更有效率、快速、安全地發展。

加密貨幣的三難:

標準描述對其他標準的影響
安全防止攻擊和詐欺。可能會降低可擴展性分散性
去中心化缺乏對網路的集中控制。可能會限制可擴展性並使安全性複雜化
可擴展性能夠處理大量交易。可能會危及安全性分散性

什麼是第 0 層?

第 0 層本身並不是區塊鏈。

當我們談論「Layer O」時,有些人會想到具有該名稱的項目,它們使用允許不同區塊鏈之間進行通訊的協議。我們實際上並不是在談論額外的層,而是一種與多個第 1 層和第 2 層相容的語言,以促進這些層和區塊鏈之間的加密貨幣轉移。

其他人則認為「第 0 層」是支援第 1 層的基礎設施,例如為比特幣的工作量證明共識提供支援和運行的礦工網絡,或允許區塊鏈上的節點相互通信的網絡。這歸結為第 1 層運作所需的基本基礎設施。

支援第 0 層的基礎設施

在最初的概念中,第 0 層構成了區塊鏈架構的基礎,作為建立其他層的基礎,確保不同區塊鏈之間的互連和互通性。

這包括基本元素,例如驗證和確認交易的節點、運行這些節點的伺服器,當然還有與協定互動的使用者。您還會發現礦工是工作量證明共識層的一部分,或驗證者(取決於所使用的共識)以及互聯網及其所有組件。

不同區塊鏈之間的通信

Layer 0不僅作為通用基礎,還支援不同區塊鏈之間的通訊。我們的想法不是在現有區塊鏈上添加新的層,而是直接在此基礎上構建,從而促進兩個不同區塊鏈之間的互通性。

這個想法是創建一個生態系統,其中每個區塊鏈都可以自主運行,同時與其他區塊鏈連接。由於整合了通訊協議共識系統,這些平台允許多個區塊鏈連接,以便它們可以共享數據,而不會損害其安全性或去中心化。這也使得基於不同區塊鏈的專案無需依賴中心中介即可進行交互,從而使整個生態系統更具彈性和安全性。

例如,Cosmos或Polkadot是第 0 層協定。他們旨在透過提供軟體開發工具包 (SDK) 來促進新區塊鏈的創建,從而解決互通性、可擴展性和安全性等問題。

Cosmos(ATOM)透過使用相同的Layer 0 ,即相同的公共基礎,實現了Finance ChainTerra的創建。

同樣, Polkadot提供了一個開發工具包和一個通訊系統,允許不同的區塊鏈(例如Moonbeam AcalaAstar )借助這個共享基礎在其網路上開發和運作。

什麼是第 1 層?

Layer 0不同, Layer 1是一個獨立的區塊鏈,它獨立運行,同時擁有自己的規則和機制。

第 1層是區塊鏈本身。它是所有應用程式、協定和智能合約所基於的基礎設施。以下是第 1 層的一些範例:比特幣, 以太坊、 Solana、卡爾達諾、波卡、埃爾隆德。每個區塊鏈都有自己的協議和技術特點。

 它包括資料層、網路、共識和交易啟動等基礎層。換句話說,Layer 1代表獨立的公鏈,有自己的共識機制。第 1 層網路通常是去中心化的網絡,其中節點(參與網路的電腦)驗證交易,確保安全性和透明度。

第 1 層區塊鏈上處理和驗證,每個區塊鏈都有自己的原生代幣(以太坊的 ETH 、比特幣的 BTC 等)。然而, Layer 1區塊鏈面臨著三難困境的挑戰:它可以是安全和去中心化的,但往往以犧牲可擴展性為代價。

第 1 層如何運作

第 1 層通常由幾個核心元件組成:建立網路規則的共識層、管理交易的執行層、保護網路的安全機制、管理變更的治理工具。他們還管理數據,而不僅僅是交易。主要目標是確保交易的有效性,同時維護分散式帳本的完整性。例如,比特幣由於其工作量證明共識,被認為是最安全和最分散的網路之一。

第 1 層的運作基於演算法共識,該共識允許驗證交易並將新區塊添加到鏈中。比特幣使用工作量證明( PoWER )來驗證交易,而以太坊最近採用了權益證明( PoS ) ,這使得區塊能夠以更環保、更快捷的方式進行驗證。

Layer 1區塊鏈也擁有一個原生代幣,在網路中發揮核心作用。例如,比特幣(BTC)以太坊(ETH)是用於支付交易費用和獎勵維護網路安全的驗證者(礦工或堆疊者)的代幣。

Layer 1 開發

開發人員正在積極致力於解決方案,以提高可擴展性並降低第1成本。例如,以太坊推出了以太坊2.0 ,旨在透過採用權益證明( PoS )來提高交易速度並降低能源消耗。同樣, Solana憑藉其歷史證明( PoH )每秒能夠處理數千筆交易,使其成為市場上最快的網路之一。

Tableau 第 1 層的優點和缺點

好處缺點
安全性和去中心化:由於完善的共識機制,第 1 層通常是最安全的。可擴展性有限:例如,比特幣每秒可處理約 7 筆交易(TPS),以太坊每秒可處理約 30 筆交易。這可能會在需求高峰期造成瓶頸。
網路主權:每個第 1 層區塊鏈都是自治的,獨立於其他區塊鏈運行,確保獨立性。高額費用:在網路擁擠期間,費用可能會變得非常高。礦工優先處理費用較高的交易,增加了用戶成本。

什麼是第 2 層?

第 2 層疊加在第 1 層之上,從而可以減少主區塊鏈的工作量,尤其是在不損害安全性和去中心化的情況下提高可擴展性。目標是更快處理更多交易,同時仍利用第1層安全性。與Layer 1不同的是, Layer 2是一個獨立的區塊鏈 建立在現有的基礎設施之上,利用基本區塊鏈的安全性和分散機制。例如, Polygon (MATIC)比特幣閃電網路等解決方案每秒可以處理數千筆交易,遠遠超過以太坊比特幣等第 1 層單獨處理的能力。

一個常見的類比:在超市購物。在第一種情況下,您需要為購買的每件商品付款,這會產生許多交易。第二種情況是,您裝滿了購物籃,但結帳時只需進行兩次交易。該系統在保持相同結果的同時減少了交易。類似地,第 2 層透過處理第 1 層之外的操作來優化可擴展性,僅記錄基本內容。

第 2層對於解決網路飽和問題至關重要,它透過處理部分交易並將其發送回主區塊鏈。

第 2 層網路允許每秒處理更多交易,而不會使主區塊鏈過載,從而減少第 1 層網路的擁塞。這些解決方案提供了更好的可擴展性更低的費用,這對於區塊鏈技術的大規模採用至關重要,特別是對於去中心化應用程式( dApps )和智慧合約

許多投資者押注第 2 層,使其盡可能具有可擴展性。有些人已經發現了當前區塊鏈的固有局限性,而另一些人則認為 Layer 2 也可以用於推出新的加密貨幣。

第 2 層如何運作

第 2 層解決方案使用不同的方法來優化第 1 層區塊鏈。其中最常見的是側鏈總和狀態通道。每種方法都有其自身的優點和機制。

  • 側鏈:我們不再真正談論「第二層」;它只是一個與第一個區塊鏈進行通訊的平行區塊鏈。這些是獨立的區塊鏈,但連接到主區塊鏈(第 1 層)。它們允許處理特定的交易,同時提供與第 1 層的互通性

狀態通道用於比特幣的閃電網路、以太坊的雷電網路和其他區塊鏈的Celer等解決方案。

想像一下有人與您進行多筆交易。最後,它會向您發送一份交流摘要(您發送的內容、收到的內容以及傳回給您的內容)。所有這些都是在主區塊鏈之外完成的,主區塊鏈僅用於打開和關閉通道,從而避免通道過載。

這使得許多計算可以在第二條鏈上執行,從而減輕第一條鏈的負載。

  • 狀態通道 或狀態通道:這些允許雙方處理鏈下交易,並且僅在交易完成後才將最終結果提交給區塊鏈。

狀態通道僅在開啟和關閉時才向主通道發送訊息,這限制了通訊的頻率。

相較之下,匯總會更規律地發送訊息集,從而允許主鏈不斷監控正在發生的事情,從而提高安全性。這允許比狀態通道更複雜和繁重的計算。

  • Rollups :這些聚合多個鏈下交易,然後將它們記錄為基礎區塊鏈上的單一交易。兩種類型的總和分別是樂觀匯總 RollupsZK- Rollups

樂觀主義者 Rollups在信任的基礎上運行,並在主鏈上存在確認延遲以驗證交易的有效性。它速度很快,但如果檢測到錯誤,則需要支付交易費才能撤銷。 ArbitrumOptimism等網路就使用了這項技術。可能會出現延誤並且付款可能會被拒絕。

ZK -Roll Ups或非揭露證明更為先進。 Zk -rollups允許快速處理大量交易,同時證明其有效性,而無需向主區塊鏈公開所有細節。  他們使用數學證明(零知識 我們可以使用證明來驗證交易,而無需完全披露交易資訊。

這樣就可以證明交易的正確性,而無需等待延遲,也不會使主區塊鏈過載。

例如,它們可以透過每筆交易證明一個人具有支付所需的財務能力。 StackwareAztec就是使用這項技術的公司的例子。

總而言之,ZK-Roll Ups被認為更安全、更有效率,儘管其應用仍在發展中。還有其他解決方案,例如PlasmaValidum ,它們基於類似的原理

表:主要的二層解及其優缺點:

方法描述好處缺點
側鏈連接到第 1 層的平行區塊鏈。– 卸載第 1 層。 – 互通性。– 安全性較低。 – 集中化風險。
狀態通道鏈下交易,並在區塊鏈上進行匯總。– 快速交易。 – 減少區塊鏈的負載。– 僅限於雙方之間的交流。 – 減少溝通頻率。
樂觀的 匯總匯總鏈下交易,延遲後由主鏈進行驗證。– 速度。 – 可擴展性。– 確認截止日期。 – 取消錯誤的費用。
ZK匯總使用數學證明來驗證而不透露細節。– 安全、快速。 – 無確認延遲。– 正在開發中。 – 技術複雜性。

第 2 層範例

許多專案使用第 2 層解決方案來提高其效能。以下是一些範例:

  • 以太坊與總結:以太坊使用樂觀 RollupsZK-Roll Ups來增加其交易處理能力。
  • Polygon : Polygon最初設計為以太坊的第 2 層解決方案,後來發展到透過側鍊匯總提供各種可擴展性解決方案
  • 網路(比特幣) :閃電網路是比特幣的第 2 層解決方案,透過創建鏈下支付管道實現費用極低的即時支付。

Tableau 第 2 層的優點與缺點

第 2 層的優勢第 2 層的缺點
提高可擴展性:每秒處理數千甚至數百萬個交易,而不會影響第 1 層網路速度。安全性:額外的風險(側鏈的中心化、總結的脆弱性)。
較低的交易費用:鏈下交易的費用比第 1 層交易更低。技術複雜性:實作複雜,需要開發人員進行調整。
改善用戶體驗:提高速度並降低成本使應用程式的使用更加流暢和易於存取。互通性:不同解決方案和區塊鏈之間的相容性問題,減緩了採用速度。

總而言之,第 2 層對於增強第 1 層區塊鏈的功能至關重要,同時也能保持其安全性、去中心化並解決可擴展性挑戰。

什麼是第 3 層?

第 3 層是一個相當模糊的概念,根據來源的不同可以有多種意義。事實上,不同站點的定義有很大差異。總體而言,第 3 層可以是第 2 層之外的附加層(但目前更側重於第 2 層,因為該領域仍有大量研究和開發工作要做。) 

3層是第 2 層的第 2 層。它改進了第 2 層的某些特定方面,使其更加有效。這些層通常專門用於特定功能,例如提高可擴展性、加強安全性或保證匿名性

重要的是不要混淆第 2 層和第 3 層。第 2 層是區塊鏈通訊的基礎,而第 3 層促進了不共享相同基礎(第 0 層)的區塊鏈之間的互通性,例如比特幣和以太坊,它們不能在沒有第 3 層中介的情況下直接交換。

第 3 層還可以對應在第 2 層網路上建立的特定功能或應用程序,從而滿足特定的需求。最後,一些額外的層可能只專注於資料管理或其他特定任務。

第 2 層之上的附加層

我們同意 Layer 2 讓我們可以優化區塊鏈及其基礎設施的某些方面。嗯,第 3 層將允許您優化第 2 層的某些非常具體的方面。所有這些區塊鏈,第 2 層和第 1 層,都無法相互通訊。而 Layer 3 將帶來一個允許區塊鏈相互溝通的解決方案。

滿足特定需求

第 3 層通常被稱為特定應用區塊鏈,因為它們在使用上確實具有專業化。事實上,這些是第2 層的具體子部分,可以改進不同的面向。我們將擁有一個用於可擴展性的第 3 層、一個用於安全性的第 3 層、一個用於匿名性的第 3 層等。

使用

Layer 3 旨在簡化不同區塊鏈之間的互動。例如,它們允許使用單一地址將 ETH(以太坊)發送到比特幣地址,或將比特幣儲存在以太坊地址上。目前,許多人會錯誤地將比特幣發送到以太坊地址,從而導致資金不可逆轉的損失。

儘管 Layer 3 還鮮為人知,但它代表了區塊鏈優化的一大進步。該領域的一個值得注意的項目是Stackware ,它是第 3 層,透過更好地管理技術堆疊和緩解第 2 層擁塞,顯著提高了可擴展性。

外貌描述
一般概念第 2 層以外的附加層,專門用於特定功能(可擴充性、安全性、匿名性)。
與 Layer 2 的關係優化並完善第 2 層的特定面向。
互通性允許不同區塊鏈(例如比特幣和以太坊)之間的通訊。
具體應用專門用於改善可擴展性、安全性或匿名性等方面。
專案範例Stackware :透過優化第 2 層管理和減少擁塞來提高可擴充性。
對用戶的實用性允許您在不同的區塊鏈之間發送加密貨幣而不會失去資金。

結論

安全性可擴展性去中心化)至關重要。這也有助於更好地理解各種加密貨幣平台提供的解決方案,這些解決方案旨在解決這些挑戰,同時提高網路的整體效率。

挑戰在於這三個方面無法同時優化。這就是第 2 層發揮作用的地方。第 2 層似乎全部或部分是區塊鏈可擴展性的關鍵解決方案。

然而,這並不以犧牲去中心化社群的核心價值為代價,例如安全性和真正的去中心化,這些價值主要由比特幣等第 1 層來保證。

總而言之,第0層實際上代表了基礎:基本基礎設施,就像系統的根源,它使其他一切得以運作。第 1層是區塊鏈本身,它是像比特幣或以太坊這樣的網路的架構。第2層在此架構上進行了改進,例如透過閃電網路等解決方案優化了比特幣的可擴展性。最後,第 3 層涉及不同區塊鏈之間的應用程式和連接,促進系統的互通性和功能性。

區塊鏈可擴展性問題是一個關鍵問題。解決這些問題的創新解決方案在被採用後將變得越來越有價值。

最終,了解這些技術問題將有助於發現投資機會並獲得真正的優勢。

Sommaire

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