區塊鏈擴展：Layer 1 與 Layer 2 之間的戰爭

區塊鏈技術已證明能增強信任、保障安全並改善企業交易的透明度。然而，隨著用戶數量增加，網路擁堵問題日益嚴重。為了解決這個問題，區塊鏈社群正尋找兩條主要的擴展路徑：升級 Layer 1 (基層層) 或建立 Layer 2 (次層)。本文將詳細分析這兩種方法及其對未來加密貨幣的影響。

Layer 1 vs Layer 2：兩條不同的路徑

Layer 1 是基礎區塊鏈，如 Bitcoin 或 Ethereum。Layer 1 的擴展方案直接改變網路協議，方法包括增加區塊大小、提升確認速度或採用更高效的共識機制。

Layer 2 是在 Layer 1 平台上運作的網路，允許鏈外處理交易，然後將結果回傳以進行確認。這樣可以保持 Layer 1 的安全性，同時不需改變基本協議。

正在使用的 Layer 1 擴展方案

分片（Sharding）###

分片技術靈感來自分散式資料庫。它將區塊鏈網路拆分成多個小部分，稱為「分片」（shard），每個分片並行處理交易。Zilliqa 是一個典型例子，透過分片提升每秒數十到數百筆交易的處理速度。

( 股權證明（Proof of Stake, PoS）)

Ethereum 已從工作量證明（PoW）轉換為 PoS，透過 Ethereum 2.0 升級實現。用戶不再需要「挖礦」來解決複雜問題，而是「抵押」(stake) 代幣來驗證交易。這不僅降低電力消耗，也提升處理速度。

Cardano 的 Ouroboros PoS 機制、Algorand 的純 PoS 共識，以及 Fantom 的 aBFT 共識機制，都是採用此策略的 Layer 1。

SegWit（隔離見證）(

Bitcoin 採用 SegWit )Segregated Witness###，將簽名資料與交易資料分離。由於簽名佔交易空間的約 65%，SegWit 允許每個區塊容納更多交易，而不需增加區塊大小超過 1MB。

Layer 1 的優缺點

優點：

• 無需建立額外基礎設施
• 解決方案穩定且原生安全
• 普通用戶易於使用

缺點：

• 需進行硬分叉或軟分叉，可能引發社群分裂
• 個人節點的存儲與頻寬限制仍存
• 交易量過高時仍可能出現擁堵
• 跨分片交易較複雜，需額外確認時間

正在運作的 Layer 2 解決方案

Rollups（捲積）###

Rollups 在鏈外執行交易，然後將多筆交易合併成一個批次，送回區塊鏈。這降低了 Layer 1 的負擔，也大幅降低交易費用。

Optimistic Rollups 假設交易皆為有效，除非有證明顯示相反。Zero-Knowledge Rollups 則提供數學證明，無需揭露交易細節。

Arbitrum 和 Optimism 是 Ethereum 上兩個常見的 Layer 2 解決方案，Arbitrum 提供較高的吞吐量和較低的費用，得益於 optimistic rollups。

( 狀態通道（State Channels）)

Lightning Network 在 Bitcoin 上運作，允許多方開啟狀態通道進行鏈外交易，無需每次都在主網上發布交易。這使得每秒可處理數百萬筆交易，且費用幾乎為零。

Nostr、Strike、THNDR Games 和 OpenNode 等應用，正利用 Lightning Network 提供微支付、跨境轉帳等服務。

( Sidechains（側鏈）)

Polygon、Skale 和 Rootstock 是獨立的側鏈，透過橋接（bridge）連接到主鏈。它們有自己的共識協議，能提供更快的交易速度和較低的成本。

特別值得注意的是：截至 2023 年 6 月，Polygon 在 DeFi 的總鎖倉價值（TVL）約為 1.3 億美元，並被 Compound 和 Aave 等大型平台採用。Polygon Studios 也正將遊戲從 Web 2.0 轉向 Web 3.0。

Layer 2 的優缺點

優點：

• 交易速度提升 (每秒數千筆交易)
• 費用大幅降低
• 無需改變基本區塊鏈協議
• 容易部署新功能

缺點：

• 不同 Layer 2 之間的互通性有限
• 流動性分散於多個協議
• 資產從 Layer 2 提回 Layer 1 可能較耗時
• 用戶需管理多個錢包與帳戶

直接比較

Ethereum 2.0：變革的關鍵

Ethereum 2.0 目標每秒處理高達 100,000 筆交易，較目前的 30 TPS 大幅提升。然而，這並不意味著 Layer 2 會變得「過時」。相反，它將打造一個更強大的生態系，Layer 1 和 Layer 2 互補共存。

Layer 2 解決方案仍具獨特優勢，尤其在複雜的 DeFi 應用和跨鏈互操作性方面。

現實應用

金融：MakerDAO 利用 Ethereum 創建 DAI 穩定幣。Bitcoin 上的 Lightning Network 支援即時支付，費用幾乎為零。

NFT：Ethereum 是 NFT 市場的主要平台，Polygon 提供低交易費，方便買賣 NFT。

遊戲：Polygon Studios 支援 GameFi 項目，解決區塊鏈遊戲中的延遲與交易速度問題。

未來展望：混合方案

未來不一定只選擇一方，而是結合兩者優點的混合方案。LayerZero 和其他項目正開發技術，使不同區塊鏈能無縫溝通。

隨著區塊鏈擴展性提升，它將成為日常生活的實用工具，不僅限於技術高手。這將推動加密貨幣的主流接受，並開啟許多我們尚未想像的應用。

結論：Layer 1 和 Layer 2 不是競爭對手，而是互補的解決方案。兩者的持續發展將塑造一個更強大、安全且易於接觸的區塊鏈生態系，這是個令人振奮的時代，值得我們加入。