什麼是區塊鏈中的 Layer 1？

概述

Layer 1 是指基礎網路，例如 Bitcoin、Ethereum 或 Solana 及其底層基礎設施。Layer 1 區塊鏈可在不依賴其他網路的情況下，獨立驗證並最終確認所有交易。正如 Bitcoin 持續存在的效能瓶頸所揭示，提高 Layer 1 網路的可擴展性極具挑戰。為解決這一問題，開發者設計了依賴 Layer 1 網路安全性與共識機制的 Layer 2 協議。例如 Bitcoin 的 Lightning Network 就是 Layer 2 協議的典型應用，讓用戶能在寫入主鏈前，於鏈外靈活發起交易。

簡介

Layer 1 與 Layer 2 這兩大術語，有助於深入理解不同區塊鏈、專案與開發工具的底層架構。若你希望瞭解各類擴容解決方案之間的關聯，或探索不同區塊鏈生態系統如何互通，掌握各層級架構的知識可帶來關鍵洞察。

什麼是 Layer 1？

Layer 1 網路是基礎區塊鏈的別稱。Bitcoin、Ethereum、Solana 等主流公鏈皆屬於 Layer 1 協議。它們之所以被稱為 Layer 1，是因為其自身構成各自生態系的主網。對應 Layer 1 的，是鏈下解決方案及其他搭建於主鏈之上的 Layer 2 應用。

換言之，當協議於自身區塊鏈內直接處理並確認交易時，即屬 Layer 1。Layer 1 網路擁有原生代幣，用於支付交易手續費及參與網路驗證。這些網路可獨立運作，無須倚賴其他區塊鏈即可實現核心功能。

Layer 1 擴容

Layer 1 網路面臨的主要挑戰在於高效擴容的困難。Bitcoin 與其他主流區塊鏈於高需求時易遭遇交易處理瓶頸。Bitcoin 採用 Proof of Work (PoW) 共識機制，須耗用大量運算資源，才能維持安全與去中心化。

雖然 PoW 能確保去中心化及安全性，PoW 網路面臨交易量激增時，卻易導致速度變慢、確認時間拉長、手續費上升。如何在安全性、去中心化與可擴展性三者間取得平衡——即區塊鏈三難問題——仍是根本挑戰。

區塊鏈開發者多年來持續研發擴容方案，業界亦對最佳實踐路徑展開廣泛討論。Layer 1 擴容的主要途徑包括：

1. 增加區塊大小：可提升單一區塊的交易處理量，但或將影響網路去中心化程度。

2. 更換共識機制：如 Ethereum 升級至 Proof of Stake，以提升能源效率和吞吐量。

3. 實施分片：即將網路分割為多個子區塊，採行資料庫分區方式以併行處理交易。

Layer 1 升級通常需投入大量資源，並必須在多項網路屬性間權衡。部分用戶若對變更持異議，容易引發社群分裂或網路硬分叉，這在區塊鏈發展史上屢見不鮮。

SegWit

Bitcoin 的 SegWit（隔離見證）屬於 Layer 1 擴容的經典案例。此升級通過重構區塊資料結構，將數位簽名自交易輸入中分離，增強 Bitcoin 處理效能。該變更在守護網路安全的同時，為每個區塊釋放出更多交易空間。SegWit 以向下相容的軟分叉方式上線，即使未升級支援 SegWit 的 Bitcoin 節點亦可正常處理交易，確保網路於切換期間兼容順暢。

什麼是 Layer 1 分片？

分片是提升交易吞吐量的主流 Layer 1 擴容方案。這項技術屬於資料庫分區，適用於區塊鏈分散式帳本。網路及節點被劃分為不同分片，各自分擔負載並加速交易處理。每個分片管理網路活動的部分子集，擁有獨立的交易、節點及區塊。

採用分片後，單一節點無需保存完整區塊鏈副本，而僅需回報本地已完成之資料狀態（如帳戶餘額等重要數據）至主鏈。如此可大幅降低單一節點運算壓力，並透過分片間的通訊維護網路安全。

Layer 1 與 Layer 2 的區別

並非所有網路升級皆能於 Layer 1 高效完成。受限於技術瓶頸及需兼顧去中心化與安全性，主鏈某些變更極為複雜。例如從 Proof of Work 遷移至 Proof of Stake，須大量開發及測試以確保網路穩定。

部分應用場景受制於 Layer 1 擴展性，難以實現。例如區塊鏈遊戲若直接部署於部分 Layer 1 網路，交易速度慢且手續費高，難以落地。但這些應用仍希望運用 Layer 1 所提供的安全性與去中心化優勢。最佳方案即是在 Layer 1 基礎上構建Layer 2協議。

Lightning Network

Layer 2 協議構建於 Layer 1 網路之上，並依賴主鏈最終確認交易。例如 Bitcoin 的 Lightning Network。當 Bitcoin 網路在高峰時處理速度緩慢，Lightning Network 可讓用戶於主鏈外即時支付，結算時再將餘額回寫主鏈。此方式將多筆交易合併為單一最終紀錄，大幅減少資源消耗，並以加密證明確保安全性。

Layer 1 區塊鏈舉例

理解 Layer 1 概念後，進一步可探究其典型案例。Layer 1 區塊鏈多元化，各自支援獨特應用場景，並以不同策略解決去中心化、安全性與擴展性的區塊鏈三難問題。

Elrond

Elrond 為 2018 年成立的 Layer 1 網路，透過分片技術提升效能與擴展性。Elrond 區塊鏈每秒可處理逾 100,000 筆交易（TPS），遠超傳統區塊鏈。其技術亮點包括 Secure Proof of Stake (SPoS) 共識協議與自適應狀態分片。

自適應狀態分片會依用戶活躍度自動拆分或合併分片。整體網路結構全面分片，涵蓋狀態與交易處理。驗證者於各分片間動態輪替，降低單一分片遭攻擊風險。

Elrond 的原生代幣 EGLD 具多重功能：支付手續費、部署去中心化應用並獎勵參與共識的驗證者。此外，Elrond 網路取得碳負認證，碳抵換量高於其 Proof of Stake 機制所產生排放。

Harmony

Harmony 採用 Effective Proof of Stake (EPoS) 的 Layer 1 網路，原生支援分片。主網共設四個分片，負責新區塊建立與驗證，各分片可獨立維持不同區塊高度。

Harmony 倡導跨鏈戰略以吸引開發者及用戶。信任最小化的跨鏈橋為核心，讓用戶能安全兌換資產，免除中心化橋的託管風險。Harmony 的 Web3 擴容願景注重去中心化自治組織（DAO）與零知識證明。

隨 DeFi 生態走向多鏈與跨鏈，Harmony 的跨鏈基礎設施益發重要。網路聚焦 NFT 基礎設施、DAO 工具及協議橋接。

Harmony 原生代幣 ONE 用於支付手續費、參與共識質押與治理。合格驗證者及質押者可依貢獻獲得區塊獎勵及手續費收益。

Celo

Celo 於 2017 年自 Go Ethereum (Geth) 分叉，後續實現 Proof of Stake 共識及創新地址系統。Celo Web3 生態系涵蓋 DeFi、NFT 與支付應用，累計交易確認量逾 1 億筆。Celo 允許用戶以手機號碼或電子郵件作為公鑰，降低區塊鏈參與門檻。該鏈可於一般電腦高效運作，無需專用硬體。

Celo 主要代幣為 CELO，用於交易、網路安全與獎勵。網路亦支援 cUSD、cEUR、cREAL 等多種穩定幣，由用戶生成，價格穩定機制類似 MakerDAO 的 DAI。以 Celo 穩定幣支付時，手續費可用任一 Celo 資產結算，彈性更高。

Celo 的地址系統與穩定幣組合，旨在推進加密貨幣普及，加速主流 adoption。其解決波動性及操作複雜度問題，使 Celo 成為連結傳統金融與區塊鏈的橋樑。

THORChain

THORChain 以 Cosmos SDK 打造的跨鏈無需許可去中心化交易所（DEX）及 Layer 1 網路，採用Tendermint 共識機制驗證交易。THORChain 致力於實現無需錨定或包裝資產的去中心化跨鏈流動性，降低多鏈投資風險與複雜度。

THORChain 實為金庫管理器，監控多鏈存取款操作。其架構實現流動性去中心化，杜絕中心化中介及伴隨風險。RUNE 為原生代幣，用於手續費、治理、安全質押及網路驗證。

THORChain 採自動化做市商（AMM）模型，RUNE 為基礎資產，讓用戶可用 RUNE 兌換其他支援資產。該專案本質即跨鏈 DEX，RUNE 亦為結算資產與流動性池安全保障。

Kava

Kava 為結合 Cosmos 互操作性及 Ethereum 開發支援的 Layer 1 區塊鏈。Kava Network 採共鏈架構，分別支援 EVM 與 Cosmos SDK 兩類開發。Cosmos 共鏈整合IBC，使開發者可部署能於 Cosmos 與 Ethereum 生態間互操作的 DApp。

Kava 採 Tendermint Proof of Stake 共識，為 EVM 共鏈應用帶來高擴展性。KavaDAO 推動下，Kava Network 推出鏈上開發者激勵計畫，依使用指標獎勵各共鏈前百專案。

Kava 原生功能型與治理代幣為 KAVA，另有錨定美元穩定幣 USDX。KAVA 用於手續費支付、質押參與共識。用戶可將質押 KAVA 委託驗證者，依比例獲 KAVA 通膨獎勵。所有質押者與驗證者皆具治理提案權，決定網路參數。

IoTeX

IoTeX 創立於 2017 年，專注區塊鏈與物聯網（IoT）整合的 Layer 1 網路。此架構賦予用戶對裝置資料的主控權，實現「機器驅動的 DApp、資產與服務」。透過區塊鏈管理個人數據，用戶可安全擁有數位資產並自主控制。

IoTeX 提供軟硬體一體化解決方案，兼顧隱私保障、資料控管及用戶體驗。MachineFi 機制讓用戶將現實生活數據轉化為數位資產，推動資料所有權新典範。

IoTeX 推出多款硬體產品，包括 Ucam 與 Pebble Tracker。Ucam 為高階家用安全攝影機，支援遠端安全監控。Pebble Tracker 則為智慧 GPS 裝置，支援 4G 網路、即時蒐集 GPS、溫度、濕度、空氣品質等環境數據。

區塊鏈層面，IoTeX 支援多條 Layer 2 協議，為開發者提供客製化網路工具，並以 IoTeX 結算交易。這些子鏈可互通，共享資訊，開發者可依不同 IoT 裝置需求部署專屬子鏈。IoTeX 原生幣 IOTX 用於手續費、質押、治理及網路驗證。

結語

當前區塊鏈生態涵蓋多元 Layer 1 網路與 Layer 2 協議，各自因應不同需求與擴容挑戰。理解這些分野，是評估區塊鏈專案的基礎。未來探索新專案，特別是聚焦網路互操作性與跨鏈方案時，掌握 Layer 1 與 Layer 2 架構將有助於判斷其技術走向與應用潛力。

常見問題

什麼是區塊鏈 Layer 1，其主要功能為何？

Layer 1 即區塊鏈主鏈，負責資料儲存、交易驗證及智慧合約執行。其核心目標在於為區塊鏈網路提供基礎架構。

Layer 1 區塊鏈與 Layer 2 有何差異？

Layer 1 為所有交易直接發生的基礎網路，如 Bitcoin、Ethereum；Layer 2 則構建於 Layer 1 之上，通過轉移交易以提升擴展性與速度，減輕主網負載。

有哪些知名 Layer 1 區塊鏈？

知名 Layer 1 區塊鏈包括 Bitcoin、Ethereum、Binance Smart Chain，以及 Cardano、Solana、Avalanche、Polkadot、Algorand、NEAR Protocol 等。

Layer 1 區塊鏈的優點與缺點為何？

Layer 1 提供高度安全性與完全去中心化，但速度較慢、擴展有限，擁堵時手續費較高。優點：完全掌控；缺點：吞吐量不及 Layer 2。

為什麼 Layer 1 區塊鏈面臨擴展性挑戰？

Layer 1 區塊鏈因去中心化特性，在高峰期易產生網路擁堵、手續費上升，限制交易處理速度與容量，造成擴展性問題。

Layer 1 如何確保安全性與去中心化？

Layer 1 透過分散式節點驗證交易，防止中心化。Proof of Work、Proof of Stake 等共識機制強化安全性，去中心化架構確保無單一實體可控網路。