區塊鏈就像洋蔥，它們都有層。洋蔥有層次。區塊鏈也有層次。
讓我們一次一層地剝離區塊鏈層！
什麼是第 1 層區塊鏈？
第 1 層是基礎區塊鏈；它可以使用自己的網路驗證和完成交易。第 1 層區塊鏈項目的示例是比特幣、以太坊和Cardano。
第 1 層區塊鏈網路有自己的原生代幣，也稱為硬幣，用於支付交易費用。
使用第 1 層進行擴展
第 1 層網路存在擴展問題。當區塊鏈難以處理網路所需的交易數量時，交易費用就會增加。
在解決擴展問題時，您會遇到區塊鏈三難困境，這是 Vitalik Buterin 創造的一個術語。這是您嘗試平衡去中心化、安全性和可擴展性的地方。所有擴展解決方案都將嘗試在這三者之間取得平衡。
您還可以資助一些超級節點（通過購買超級計算機、大型伺服器等）來保護和擴展您的網路。但這會使你的區塊鏈中心化。
提高第 1 層可擴展性的主要方法有三種：塊大小、更改共識機制和分片。
增加塊大小
如果第 1 層網路難以處理所需的交易數量，您可以增加塊大小。這將允許在每個塊中處理更多事務。
然而，這只是到目前為止。由於塊數據需要下載，較大的塊大小最終也會降低交易速度。這就是為什麼你不能簡單地創建一個無限大的塊。超大區塊也會減少去中心化。
共識機制變更
一些共識機制的可擴展性不如其他機制。
例如，工作量證明共識機制的可持續性和可擴展性不如權益證明。這就是為什麼以太坊正在慢慢地從前者過渡到後者。
我們之前已經在此處[1]更詳細地介紹了共識機制。
分片
簡而言之，分片是將一組數據拆分成更小、更易於管理的分片。這是幫助分散負載的簡單方法。想想吃蛋糕，一旦它被切成薄片並分發給其他人，它會更容易吃。
分片通過將網路分成不同的分片來增加交易輸出。由於網路的劃分方式，每個分片並不包含來自區塊鏈的所有信息。節點完成分片後，會將其廣播到區塊鏈，然後在區塊鏈進行驗證。
這有助於分散工作量，進而提高交易速度。
什麼是第 2 層？
第 2 層協議建立在第 1 層區塊鏈之上，以解決第 1 層的可擴展性問題。
這是通過創建一個二級框架來完成的，該框架不需要第 1 層鏈——也稱為「鏈下」。
第 2 層可以改進的兩件事是事務速度（一個事務需要多長時間）和事務吞吐量（網路在定義的時間段內可以處理多少事務）。
當第 1 層網路變得擁塞時，第 2 層可以彌補不足，以縮短交易時間並降低交易費用。
它是如何工作的？
第2層有幾種方法可以解決第1層的可擴展性問題。
頻道
通道是第2層的解決方案，允許用戶在向基層報告之前在鏈外進行多次交易。
有兩種類型的渠道：狀態渠道和支付渠道。支付渠道很簡單；它們允許在鏈外處理付款。另一方面，狀態通道有點寬泛；它們允許區塊鏈上可能發生的任何交互在鏈外發生（例如，智能合同）。
這種解決方案的一個問題是，網路必須了解用戶，這意味著開放參與不是一個選項。這些用戶還必須將他們的令牌鎖定在multisig合同中。
Plasma
Plasma由Joseph Poon和Vitalik Buterin創建，利用智能合同和數值樹創建了「子鏈」，這是原始區塊鏈（也稱為「父鏈」）的副本。
該框架將交易從原始鏈推向子鏈，以提高交易速度並降低交易費用。
然而，Plasma體解決方案不能用於幫助擴展通用智能合同。此外，用戶必須等待一段時間才能從第2層取錢。
側鏈
側鏈有自己的獨立區塊鏈，使用自己的共識機制和區塊要求。他們可以使用相同的虛擬機連接到第1層。這意味著可以在第1層使用的所有合同和交易也可以在側鏈上使用。
Rollups
rollup解決方案將側鏈事務組合在一起（或匯總）為單個事務，以生成稱為SNARK（簡潔的非互動式知識參數）的加密證明。一旦生成SNARK，它將廣播到基層。
有兩種類型的rollups：ZK rollups和optimistic rollups。
optimistic rollups使用虛擬機，可以輕鬆地從第1層遷移到第2層。
ZK rollups速度更快、效率更高，但不要使用虛擬機，因為它使在圖層之間移動變得更困難。
什麼是第0層協議？
第0層協議允許第1層項目之間的跨鏈互操作性。這是第1層的一個主要問題；一旦你進入生態系統，就很難移動到另一個生態系統——第0層解決了這個問題。
並非所有基於同一第0層構建的區塊鏈都將具有相同的設計。它們可以使用不同的共識機制、塊參數等。
通常，第0層令牌充當反垃圾郵件過濾器，要求您對第0層的令牌進行賭注才能訪問其生態系統。
第0層示例
Cosmos[2]是第0層協議最著名的例子。
他們提供開源工具，如Tendermint[3]、Cosmos SDK[4]和IBC[5]，以幫助開發人員輕鬆創建自己的區塊鏈，可以相互通信。他們的目標是創建「區塊鏈互聯網」。
Binance[6]、Crypto.com[7]和Polygon[8]等項目是使用Cosmos創建的。
第3層存在嗎？
是的！
第3層是支持基於區塊鏈的應用程序（如dApps、遊戲、存儲等）的協議。第3層通常被稱為「應用程序層」。
「應用程序層」為第1層提供信息，供其處理（例如智能合同）。沒有應用程序，第1層協議將相當無聊。第3層賦予基本區塊鏈功能，而不僅僅是交易。
大多數第1層區塊鏈允許您輕鬆地將第3層項目直接構建到他們的網路上，但比特幣無法做到這一點。一些比特幣分叉正試圖將dApps引入網路，但我們尚未在基礎比特幣網路上看到真正的第3層項目。
比特幣可能錯過了，因為以太坊、索拉納和卡達諾等區塊鏈擁有蓬勃發展的第3層生態系統，豐富了他們的區塊鏈。
通常，這些項目具有跨鏈功能，例如Uniswap，它允許用戶跨不同區塊鏈交易資產。
值得注意的是，每個區塊鏈都使用不同的編程語言。這意味著提供跨鏈功能的第3層應用程序必須是多語言的。例如，從以太坊的Solidity轉換為Cardano的Haskell。
第3層提供了僅交易之外的現實世界應用程序下方的圖層。現在，您可以創建NFT、交換令牌、玩遊戲等等。應用程序層釋放了區塊鏈的全部潛力。
第4層存在嗎？
不存在。我們討論的層通常被稱為區塊鏈的四層，但這是因為我們在編程世界中從0開始計數。
結論
區塊鏈有很多層次，它們都相當重要。讓我們快速回顧一下它們：
- • 第1層：基本區塊鏈網路。他們驗證和完成交易，但在擴展方面遇到問題（例如比特幣）。
- • 第2層：第1層協議的縮放解決方案。它創建了一個二級框架，用於「脫鏈」交易（例如比特幣閃電網路）。
- • 第3層：啟用基於區塊鏈的dApp、遊戲等。也稱為應用程序層（例如Uniswap）。
- • 第0層：啟用第1層協議之間的跨鏈互操作性（例如宇宙）。
引用鏈接
[1] 此處: https://web3.hashnode.com/cryptocurrency-consensus-mechanisms-explained
[2] Cosmos: https://cosmos.network/
[3] Tendermint: https://tendermint.com/
[4] Cosmos SDK: https://v1.cosmos.network/sdk
[5] IBC: https://ibcprotocol.org/
[6] Binance: https://www.binance.com/en
[7] Crypto.com: https://crypto.com/
[8] Polygon: https://polygon.technology/