区块链常被视为 Web3 的“核心基础设施”，而这一切的实现离不开其层级结构。区块链主要由 Layer 1 和 Layer 2 两大类型的互操作网络组成，它们协同工作，将信息存储、维护和分发至去中心化的数据库，同时充当点对点且不可篡改的公共账本。
本文将深入解析 Layer 1 区块链的设计、目标与实际功用，帮助读者全面理解其在加密世界中的基石作用。
Layer 1 区块链的定义
Layer 1 是指区块链的底层基础架构，通常被称为“主网”（Mainnet）。Layer 1 协议具备独立的功能，如处理并最终确定链上交易。作为整个生态中的主网络，它设定了运行规则与基本标准。
简单来说，Layer 1 是区块链平台的基础网络。它执行所有链上交易，并作为整个公共账本最终真实性的来源。
Layer 1 是如何运作的？
大多数区块链网络通过非对称密钥对记录用户的加密货币钱包及其相应的代币余额，从而实现交易处理。交易需经过该平台特有的共识机制进行验证和最终确认。此外，Layer 1 区块链通常会发行自己的原生代币，用于支付交易费用或 Gas 费。
共识机制的选择通常取决于三大核心特性的权衡：安全性、可扩展性和去中心化。这一挑战常被称作“区块链三难困境”，最初由以太坊联合创始人 Vitalik Buterin 提出。若 Layer 1 无法全面兼顾这些特性（通常是可扩展性），则可通过构建于其上的 Layer 2 协议进行补充，进一步扩展主网功能。
主流 Layer 1 区块链案例
以下是当前支持大多数去中心化应用（dApp）的主要 Layer 1 区块链网络。
比特币（Bitcoin）
比特币的 Layer 1 是保障该加密货币安全运行的底层架构。它采用工作量证明（Proof-of-Work）机制，借助计算密集型的密码学 puzzle 验证新区块。比特币被广泛认为是最安全、去中心化程度最高的平台，但其交易处理时间可能较长。
以太坊（Ethereum）
作为 Web3 中第二大 Layer 1 网络，以太坊引入了智能合约，使其超越单纯的加密货币支付平台，具备高度动态的可编程性。以太坊最初也使用 PoW 机制，后转向权益证明（Proof-of-Stake），这一转变大幅降低了能源消耗。
阿尔戈兰德（Algorand）
Algorand 是另一种 Layer 1 区块链，同样基于智能合约运作。其最大特色是采用纯权益证明（Pure Proof-of-Stake）机制，通过随机选择验证节点以实现更高程度的去中心化。
卡尔达诺（Cardano）
作为最早成功实施 PoS 模型的 Layer 1 区块链之一，Cardano 以其低 Gas 费用、高去中心化程度以及用户可通过持有原生代币 ADA 获得被动收入而著称。其在交易处理速度方面显著优于以太坊。
Layer 2 区块链又是什么？
Layer 2 是指构建在 Layer 1 主网之上的覆盖网络，通常用于减轻主网拥堵、提高交易吞吐量。Layer 2 协议拥有自身的安全机制，但安全性仍主要依赖底层 Layer 1 保障。
常见的 Layer 2 扩展方案包括状态通道、嵌套区块链、Rollups 和侧链。它们在提升交易效率的同时，也实现了与主网间的互操作性。
典型 Layer 2 项目举例
- 闪电网络（Lightning Network）：支持比特币主网，通过在独立链上处理交易大幅提升速度。
- Polygon：作为以太坊的辅助网络，通过多条侧链并行运行 PoS 区块链，显著提升可扩展性。
- Starknet：基于以太坊构建，采用零知识证明汇总（ZK-Rollup）技术，通过批量处理交易增强网络性能。
Layer 1 与 Layer 2 的主要区别
| 特性 | Layer 1 | Layer 2 |
|---|---|---|
| 主要功能 | 基础交易处理与账本存储 | 扩展主网性能，提升交易效率 |
| 安全性 | 高，依赖共识机制 | 较低，依赖主网最终确认 |
| 可扩展性 | 通常受限 | 较高，支持高频交易 |
| 去中心化 | 强 | 因方案类型而异 |
Layer 1 包含所有交易历史的完整账本，而 Layer 2 通常是主网的压缩版本，仅保留部分交易记录。Layer 2 的核心目标是优化常见交易的执行效率。
什么是 Layer 0？
Layer 0 是位于主网之下的底层协议，用于实现不同 Layer 1 网络之间的互操作性。它具有高度灵活性，是一种底层扩展方案，能够在不变更区块链基本结构的前提下提升跨链协作能力。
如何理解“区块链三难困境”？
区块链三难困境指的是在安全性、可扩展性与去中心化之间难以同时实现最优的经典问题。例如，比特币和以太坊在安全和去中心化方面表现突出，但可扩展性不足；而某些新兴链虽具备高吞吐量，却在去中心化或安全方面做出妥协。
目前常见的应对方案包括分片技术、新型共识机制以及借助密码学方法提升验证效率。行业仍在不断探索真正实现“三全其美”的解决路径。
常见问题
什么是 Layer 1 区块链？
Layer 1 是区块链的基础网络层，负责处理与存储所有链上交易，构成整个去中心化生态的信任基础。
Layer 1、Layer 2 和 Layer 3 有何不同？
- Layer 1 是底层主网，处理链上交易；
- Layer 2 构建于 Layer 1 之上，主要用于提升可扩展性，处理链下交易；
- Layer 3 则进一步运行在 Layer 2 上，支持更复杂的去中心化应用及跨链通信。
区块链一般分为几层？
通常可分为五层，从 Layer 0 到 Layer 4。这些层级从最基础的硬件与网络协议开始，逐步向上延伸至应用层和用户交互界面。
为什么区块链需要多层结构？
单一网络难以同时兼顾安全、去中心与高性能。通过分层设计，各层可专注于不同目标，从而实现整体系统的高效与稳健。
是否每个区块链都需要 Layer 2？
并非所有区块链都必须部署 Layer 2。但对于交易量大、主网拥堵的网络，Layer 2 解决方案能显著提升用户体验并降低交易成本。
如何选择适合的 Layer 1 区块链？
应根据安全性、交易速度、生态成熟度及开发工具等综合评估。👉 查看实时主流链数据对比
区块链的多层架构是实现其潜力的关键。Layer 1 作为不可动摇的基石，奠定了安全与去中心化的基础；而 Layer 2 及其他上层协议则在此基础上不断扩展功能与效率，共同推动整个行业向前发展。