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区块链扩展:Layer 1 与 Layer 2 之战
区块链技术已证明能够增强信任、保护安全并改善企业交易的透明度。然而,随着用户数量的增加,网络拥堵问题变得日益明显。为了解决这一问题,区块链社区正在通过两个主要方向寻求扩展方案:升级Layer 1 (基础层)或构建Layer 2 (侧链)。本文将详细分析这两种方法及其对加密货币未来的影响。
Layer 1与Layer 2:两条不同的路径
Layer 1 是基础区块链,如比特币或以太坊。Layer 1的扩展方案直接改变网络协议,通过增加区块大小、提升确认速度或采用更高效的共识机制。
Layer 2 是在Layer 1平台上运行的网络,允许链外处理交易,然后将结果提交回链上以确认。这保持了Layer 1的安全性,而无需改变基本协议。
当前应用的Layer 1扩展方法
分片(Sharding)###:拆分以治理
分片技术借鉴自分布式数据库。它将区块链网络划分为多个小部分,称为“分片”,每个分片并行处理交易。Zilliqa是采用分片技术的典型例子,其处理速度从几十笔提升到数百笔每秒。
( 权益证明(PoS)):节能
以太坊已通过升级到以太坊2.0,从工作量证明(PoW)转向权益证明(PoS)。不再需要“矿工”解决复杂难题,用户可以“质押”(stake)代币来验证交易。这不仅降低了电力消耗,也提升了处理速度。
Cardano采用Ouroboros PoS机制,Algorand使用纯PoS共识机制,Fantom则采用aBFT共识机制,都是已应用此策略的Layer 1。
SegWit(隔离见证)(:优化数据
比特币引入SegWit,将签名数据与交易数据分离。由于签名占据交易空间的65%,SegWit允许每个区块存放更多交易,而无需增加区块大小超过1MB。
Layer 1的优缺点
优点:
缺点:
当前常用的Layer 2方案
) Rollups(汇总)###:合并交易
Rollups在链外执行交易,然后将多个交易打包成一个批次,提交到区块链。这减轻了Layer 1的负担,同时大幅降低交易费用。
Optimistic Rollups假设交易有效,除非有证据证明相反。Zero-Knowledge Rollups提供数学证明,无需披露交易细节。
Arbitrum和Optimism是以太坊上两种常见的Layer 2方案,Arbitrum提供更高的吞吐量和更低的费用,得益于乐观汇总。
状态通道(State Channels)###:链外交易
比特币的Lightning Network允许多方开设状态通道进行交易,无需每次都在主链上广播。这样可以实现每秒数百万笔交易,手续费几乎为零。
Nostr、Strike、THNDR Games和OpenNode等应用利用Lightning Network实现微支付、跨境转账等。
( 侧链(Sidechains)):平行区块链
Polygon、Skale和Rootstock是独立的侧链,通过桥接(bridge)连接到主链。它们拥有自己的共识协议,支持更快的交易和更低的成本。
特别值得注意的是:截至2023年6月,Polygon在DeFi中的总锁仓价值(TVL)约为13亿美元,用户包括Compound和Aave等大型平台。Polygon Studios也在推动Web 2.0游戏向Web 3.0转型。
Layer 2的优缺点
优点:
缺点:
直观对比
以太坊2.0:变革的开始
以太坊2.0目标每秒处理高达10万笔交易,远超目前的30 TPS。然而,这并不意味着Layer 2会“过时”。相反,它将形成一个更强大的生态系统,Layer 1和Layer 2相辅相成。
Layer 2方案仍然具有独特优势,尤其在复杂DeFi和跨链交互中。
现实应用
金融:MakerDAO利用以太坊创建DAI稳定币。比特币的Lightning Network实现即时支付,手续费几乎为零。
NFT:以太坊是NFT市场的主平台,Polygon为买卖NFT提供低成本交易。
游戏:Polygon Studios支持GameFi项目,解决区块链游戏中的延迟和交易速度慢的问题。
未来:混合方案
未来可能不会只选择一方,而是采用结合两者优势的混合方案。LayerZero及其他项目正开发技术,实现不同区块链的无缝通信。
随着区块链扩展性增强,它将成为日常生活的实用工具,不再局限于技术高端用户。这将推动加密货币的主流接受,开启许多尚未想象的应用场景。
结论:Layer 1和Layer 2不是竞争关系,而是互补的解决方案。两者的持续发展将塑造一个更强大、安全、易于接入的区块链生态系统。现在正是加入区块链行业的绝佳时机。