了解加密貨幣網絡的基礎：Layer 1 區塊鏈解析

像比特幣這樣的加密貨幣，從根本上通過去中心化挑戰傳統金融，但這種缺乏中央控制並不會轉化為混亂。相反，事實證明恰恰相反——當我們檢視加密系統背後的技術基礎設施時，會發現其精密的工程設計和細緻的規劃。為了讓任何數字貨幣能可靠運作，它都需要可靠且獨立的協議，能夠管理安全的點對點交易。對於大多數加密貨幣項目來說，層級1區塊鏈（L1）是其整個系統架構的基礎基礎設施。本篇將探討層級1區塊鏈是什麼、它在加密生態系中的關鍵重要性、驅動它們的機制，以及為何它們是加密貨幣發展中不可或缺的組件。

為何層級1區塊鏈對加密貨幣架構至關重要

層級1（L1）區塊鏈作為支撐加密貨幣網絡獨立且安全運作的核心協議。可以將它們視為加密項目的立法與執法機構——它們建立並維護管理整個系統的規則。L1協議的底層程式碼定義了運作標準，所有網絡參與者（稱為節點）都必須遵守這些標準，才能成功傳播、驗證並記錄新交易到分散式帳本中。L1的規範包含詳細的指令，規定一個加密貨幣的運作流程從開始到結束的每個步驟。

由於層級1區塊鏈位於加密貨幣結構設計的最低層，它們既可以作為基礎或主要的底層。行業專業人士經常將“主網”與L1同義使用，因為L1協議涵蓋了運作一個功能性加密網絡所需的所有關鍵操作要求。沒有堅實的層級1區塊鏈架構，加密貨幣將缺乏在大規模下可靠處理交易所需的組織結構。

共識機制在層級1協議安全中的角色

每個加密貨幣都實施了自己獨特的編碼標準和運作協議，但層級1區塊鏈都需要一個共識機制——一個關鍵的技術組件，用來在去中心化的網絡運營者之間建立互信。這些機制利用算法流程來建立並執行規範，規定如何正確處理和驗證加密貨幣交易。

比特幣區塊鏈就是以其工作量證明（PoW）共識模型為例，網絡參與者每10分鐘進行一次計算競賽，解出複雜的數學難題，將新交易區塊加入帳本。不同的層級1系統採用不同的方法：以太坊和索拉納（Solana）例如，採用股權證明（PoS）機制，驗證者將其持有的加密貨幣鎖定，以獲得驗證新交易的特權。

為了激勵參與這些層級1系統的網絡運營者，PoW和PoS網絡都會向成功發布有效區塊的節點分發新創建的加密貨幣——比特幣驗證者獲得BTC，以太坊驗證者則獲得ETH獎勵。這種激勵結構確保網絡持續運作與安全。

除了共識算法外，層級1區塊鏈還在其基礎程式碼中整合額外的安全協議，以保障交易完整性並防止惡意行為。許多PoS系統實施“削減（slashing）”機制，對不當行為或未履行責任的驗證者進行懲罰，通過扣除其抵押的部分資產來實現。比特幣則採用不同的安全措施，要求交易在永久記錄到區塊鏈前，必須經過六次獨立確認，增加一層額外的驗證，防止欺詐。

層級1區塊鏈還管理費用結構（稱為燃料費或gas費），並決定新加密貨幣的流通量。比特幣的L1每四年自動將BTC的發行速度減半，這個事件稱為“減半”，系統性地降低新供應。以太坊的L1則採用不同方式，具有動態的ETH發行與銷毀機制，根據網絡活動自動調整總供應量。2021年EIP-1559升級後，以太坊永久性地從流通中移除部分交易費用，有效控制ETH的通貨膨脹。

主要層級1區塊鏈：特點、取捨與性能

比特幣於2009年推出，開創了成功的層級1區塊鏈範例，激勵數百個後續加密項目建立自己的L1基礎設施。當今最具代表性的加密貨幣都依賴層級1區塊鏈來保障網絡安全與交易處理。

比特幣： 由匿名開發者中本聰於2009年創建，是最早且市值最高的加密貨幣。其L1採用能源密集型的PoW共識架構，網絡參與者每10分鐘競爭解出數學難題，記錄新交易。這種設計優先考慮安全性與去中心化，而非交易速度。

以太坊： 按市值排名第二的加密貨幣，以太坊革新了層級1區塊鏈，允許外部開發者在其L1協議之上構建去中心化應用（dApps）。最初於2015年推出，採用PoW機制，模仿比特幣的共識方式，但在2022年的“合併”升級中，轉向PoS共識，顯著降低能源消耗，同時保持網絡安全。

萊特幣： 在比特幣推出後不久開發，專為更快、更經濟的點對點支付系統設計。雖然其L1採用不同的算法，但仍維持PoW結構，提供約比比特幣快四倍的區塊生成速度。

索拉納： 被視為“以太坊競爭者”之一，索拉納通過獨特的架構選擇，強調交易吞吐量與成本效率。其PoS基礎的L1架構能達到每秒50,000筆交易的高處理能力，非常適合高頻應用和追求低費用的用戶。

卡爾達諾（Cardano）： 與索拉納類似，卡爾達諾也是一個PoS層級1區塊鏈，屬於以太坊競爭者，於2015年由前以太坊開發者查爾斯·霍斯金森（Charles Hoskinson）創立。卡爾達諾強調以同行評審的學術研究為基礎，積極歡迎第三方開發者在其L1基礎設施上構建去中心化應用。

可擴展性與互操作性：層級1系統的關鍵挑戰

儘管層級1區塊鏈在處理安全且高效的交易方面扮演著重要角色，但它們經常面臨彈性限制。L1系統的算法故意設計為確定性，以維持去中心化網絡的一致性——每個參與者都必須遵循相同規則。這種嚴格的設計確保了預測性和強大的安全保障，但也經常與開發者追求創新和提升處理能力的需求產生衝突。

以太坊聯合創始人Vitalik Buterin曾提出“區塊鏈三難困境”，指出在設計加密協議時，必然需要在去中心化、安全性和擴展性三者中做出取捨。開發者持續探索解決方案，例如“分片（sharding）”，將主鏈劃分為獨立的數據段。通過將數據需求分散到網絡參與者，分片旨在提升網絡速度和運營效率。

另一個限制是不同層級1區塊鏈之間的通信問題。由於每個L1都維持自己的獨立生態系，具有專有的編碼標準，跨不同L1傳輸數字資產或訪問多網絡應用常常變得技術上困難甚至不可能。加密貨幣專家將此架構限制稱為“互操作性問題”，因此像Cosmos和Polkadot等項目專注於建立可靠的跨鏈通信（IBC）基礎設施。

層級1與層級2：理解架構層次

在加密貨幣早期，並不存在“層級1”這個術語，因為大多數區塊鏈遵循類似的運作模式，執行交易並維持網絡完整性。隨著新一代加密貨幣在這些基礎鏈之上構建協議，開發者需要用術語來區分基礎系統與這些附加協議，於是“層級2（L2）”一詞出現。

層級2指的是任何利用現有層級1區塊鏈安全基礎的加密系統。L2解決方案通常利用已建立的層級1系統的去中心化特性——尤其是以太坊——來引入新功能或提升交易吞吐量。例如Arbitrum、Optimism和Polygon，它們在以太坊之上構建網絡，為用戶提供更快的交易確認和大幅降低交易費用。用戶與這些基於以太坊的L2解決方案互動時，會將數字資產轉移到次層，使用其功能，然後再將交易結算回以太坊主網。

層級2解決方案有時會發行自己的數字資產，但這些與層級1的加密貨幣本質上不同——它們被稱為“代幣”而非“幣”。關鍵的區別在於它們的存在方式：代幣僅作為L1區塊鏈生態系的附加品運作，而幣則是L1核心協議的基本組成部分。幣是其各自區塊鏈的主要支付手段，而代幣則是該生態系的附屬功能。常見的L2代幣包括Polygon的MATIC、Arbitrum的ARB和Optimism的OP，它們在各自的層級2環境中代表價值，最終仍與其母體層級1區塊鏈相連。

理解層級1區塊鏈，有助於掌握現代加密系統如何組織、安全和擴展其網絡。隨著數字經濟的持續演進，層級1區塊鏈仍是所有加密創新所依賴的根本基礎設施。