**第1层（Layer 1）**区块链是区块链架构的基础层，作为直接执行和确认交易的主要且自主的链运行，并为去中心化应用和智能合约提供必要的基础设施。^[2]\

概述

第1层区块链通常被称为区块链网络的“核心”或“基础”，因为它们为构建在网络之上的所有其他应用和协议提供基础设施。它们是唯一直接负责维护分布式账本、验证交易并保护网络免受恶意行为者攻击的层级。^[1][2]\

区块链技术中第0层（Layer 0）与第1层的主要区别在于，第0层是提供基础设施的基础层，而第1层是维护安全交易协议的核心架构。^[1]

第1层区块链的核心是共识机制，负责验证交易并将其记录到账本中。它确保账本是不可篡改的，并能被网络中的所有参与者信任。第1层区块链网络中常用的共识机制包括工作量证明 (PoW)、权益证明 (PoS) 和代理权益证明 (DPoS)。^[1]

第1层区块链技术是许多领先的公有区块链网络的基础，例如比特币和以太坊。它也是许多去中心化应用 (DApps)、智能合约和协议的底层技术。^[1]

与为了提高可扩展性和速度而构建在第1层区块链之上的二级层或“第2层 (Layer-2)”解决方案不同，第1层区块链独立运行，不依赖于另一个区块链来实现其功能。该系统确保了区块链保持安全、透明和不可篡改。一旦交易记录在第1层区块链上，更改它将需要巨大的计算努力，这使得单一实体几乎不可能操纵数据。^[2]

第1层区块链的关键特性

共识机制

第1层区块链采用各种共识机制来验证交易并在网络参与者之间达成一致。第1层区块链中使用的流行共识算法包括工作量证明 (PoW)、权益证明 (PoS) 和代理权益证明 (DPoS)等。^[2][3]

安全性

第1层区块链通过利用加密算法和去中心化网络结构将安全性放在首位。通过加密哈希实现的区块链不可篡改性，确保了网络上记录的交易的完整性和抗篡改性。^[3]

可扩展性

第1层区块链面临着可扩展性的挑战，因为它们需要在不牺牲效率的情况下容纳大量交易。一些第1层协议采用创新技术，如分片 (sharding)、侧链 (sidechains)和状态通道来增强可扩展性和吞吐量。^[3]

智能合约

第1层区块链的关键功能之一是执行智能合约的能力。许多第1层区块链支持智能合约的执行，这些合约是自动执行的合同，协议条款直接写入代码行中。这一特性允许进行无需信任的自动化交易，使区块链成为除简单金融交易之外的各种应用的通用平台，减少了对中间机构的需求并提高了透明度。^[2][3]

讨论第1层区块链时另一个重要的考虑因素是它们在更广泛的区块链生态系统中的作用。作为基础层，它们为第2层解决方案和去中心化应用奠定了基础。第1层区块链通常拥有自己的原生加密货币，如比特币区块链的比特币或以太坊区块链的以太币，用于促进交易并激励网络参与。^[2][3]

第1层的局限性与挑战

第1层区块链旨在提供基础的区块链功能。任何区块链的主要目标都是优化去中心化、安全性和可扩展性。由于在三者之间取得平衡非常困难，同时实现这三者的概念被称为“区块链三难困境”。

第1层区块链经常面临与可扩展性和交易速度相关的挑战。随着用户和交易数量的增加，第1层区块链的容量可能成为瓶颈。为了解决这个问题，一些较新的第1层区块链使用不同的共识算法和架构设计，旨在提高吞吐量并降低交易费用。尽管有这些进步，许多流行的第1层区块链（如比特币和以太坊）正在开发或已经拥有与基础层协同工作以提高性能的第2层解决方案。

早期的第1层 (L1) 链（特别是比特币和以太坊）以牺牲网络可扩展性为代价，优先考虑去中心化和安全性。这促使 L1 开发人员修改其设计以优先考虑可扩展性，或致力于“链下”替代方案。L1 链可以通过修改其原生架构来提高可扩展性，主要有以下几种方式：^[3] 包括：

增加区块大小

通过更大的区块，每个区块可以“容纳”更多交易，从而提高网络速度。缺点是维护网络安全的计算机（节点）必须提高其硬件要求，这增加了中心化的风险。

更改共识机制

权益证明 (PoS)共识机制通常比工作量证明 (PoW)共识机制更快且资源消耗更少。尽管如此，一些人认为这是以安全性不足和中心化为代价的。

分片 (Sharding)

分片使第1层链能够将其数据划分为预定数量的独特数据组件（称为分片），从而有助于缓解网络拥塞并提高交易速度。然而，分片链之间的通信可能很复杂，从而导致区块链安全性受损。

第1层 (L1) 与 第2层 (L2) 的区别

第2层区块链存在于基础区块链（第1层）之上。L2 依赖于 L1 区块链的安全性和数据可用性。L2 的主要目的几乎总是为了提高 L1 网络的可扩展性。以下是 L1 和 L2 区块链的主要区别：^[4]

| 属性 | 第1层 | 第2层 |
| -------- | ------- | ------- |
| Gas 费支付 | 以原生 L1 代币支付 Gas 费 | 有些使用 ETH 支付 Gas 费，其他如 Polygon 使用其治理代币支付费用 |
| Gas 费成本 | 几乎总是高于 L2 | 通常低于 L1 |
| 可扩展性 | 由于专注于安全和去中心化，可扩展性有限 | 增强的可扩展性 |
| 安全性 | 更高水平的安全性和去中心化 | 可能更中心化，这增加了安全风险 |

第1层区块链的应用场景

以下仅是第1层区块链众多应用中的一小部分。^[5]

• 数字货币： 第1层区块链的关键应用之一是作为数字货币，用户可以在无需中间机构的情况下以安全的方式转移资金。
• 去中心化金融 (DeFi)： 第1层区块链用于开发去中心化金融应用，如借贷平台、稳定币和去中心化交易所。
• 供应链管理： 第1层区块链可用于提高供应链管理的透明度和可追溯性，从而防止欺诈和造假。
• 身份管理： 第1层区块链可用于安全地存储和管理个人数据，允许用户行使其对数据的控制权并同意其使用。
• 投票系统： 第1层区块链可用于构建安全透明的投票系统，从而防止欺诈并增强选民信心。
• 游戏： 第1层区块链可用于构建去中心化游戏平台，用户可以在无需中心化机构的情况下交易虚拟资产并玩游戏。

第1层示例

• 以太坊 (ETH)
• Cosmos (ATOM)
• Solana (SOL)
• Polkadot (DOT)
• Cardano (ADA)
• Algorand (ALGO)
• Tezos (XTZ)
• Avalanche (AVAX)
• Near (NEAR)
• Tron (TRX)