從 Layer 2 到 Layer 3：區塊鏈如何克服擴展性挑戰

擴展性問題與分層解決方案

自從中本聰創建比特幣作為一個去中心化的數字支付系統，以及Vitalik Buterin帶來智能合約時代，區塊鏈已成為無數去中心化應用(dApp)的基礎平台。然而，這條發展之路並非一帆風順。用戶基數的爆炸性增長與交易需求的日益增加，留下了一個硬性瓶頸：底層區塊鏈無法處理市場所需的巨大交易量。

為了解決這個問題，產業已經開發出獨立的區塊鏈層級：Layer 1 (底層)、Layer 2 (鏈外處理層)，以及近期的Layer 3 (應用與互動層)。每一層扮演不同角色，共同打造一個靈活且具擴展性的區塊鏈生態系。

Layer 1：區塊鏈的基礎平台，萬物的起點

Layer 1是主要的區塊鏈，負責存儲、安全與系統的去中心化。比特幣、以太坊、Solana等在此層的區塊鏈，設計有基本協議：共識規則、資料結構與驗證機制。

為提升處理能力，Layer 1專案通常採用：

• 增大區塊大小以容納更多交易
• 優化共識算法 (例如：從PoW轉向PoS)
• 採用分片技術 (sharding)，將區塊鏈拆分成多個可並行處理的部分

以太坊2.0的PoS機制即是此方向的代表。比特幣則選擇SegWit來提升效率，並不改變基本規則。

但即使有這些優化，Layer 1仍需做出權衡：高安全性但速度較慢，交易費用較高。

Layer 2：交易的鏈外處理層

Layer 2是“Layer 1之下”的層級，負責處理大量鏈外交易，避免堵塞。簡單而有效的想法：不是每筆交易都記錄在主鏈上，而是累積多筆交易後，將最終結果一次性提交到Layer 1。

常見的Layer 2模型包括：

比特幣的閃電網路 (Lightning Network)： 允許用戶開啟雙向“支付通道”，快速交易而不需記錄在主鏈上。只有在關閉通道時，結果才會記錄在比特幣區塊鏈。

以太坊的Rollup方案 (Rollup)： 將數千筆交易合併成一個“捲” (roll-up)，壓縮資料並提交到以太坊。像Arbitrum、Optimism與StarkNet都是典型例子。

結果是Layer 2能將交易費用降低多達99%，速度提升數百倍，然而Layer 2的核心目標是：提升單一區塊鏈的吞吐量。

Layer 3：區塊鏈生態的互動層

Layer 3是下一個飛躍。如果Layer 2解決速度與費用問題，Layer 3則解決另一個挑戰：如何連結多個區塊鏈？

Layer 3建立在Layer 2之上，但目標不是提升速度，而是打造一個能夠無縫互動的區塊鏈網絡。一筆交易可以從Ethereum L2開始，轉到Solana，最後在Polkadot完成，而不需經過任何中心化中介。

Layer 3的主要特點包括：

跨鏈互操作性： 利用如Cosmos的Inter-Blockchain Communication (IBC)協議，Layer 3允許資料與資產在不同區塊鏈間流動。

專用應用： Layer 3是運行複雜dApp的場所，如鏈上遊戲、DeFi協議或高速度低成本的分散存儲系統。

成本優化： 透過先進的資料壓縮技術與混合共識機制，Layer 3能維持極低的成本。

Layer 2與Layer 3的比較：兩個不同的世界

簡單來說：Layer 2解決“更快”的問題，Layer 3則解決“更廣”的問題。

正在塑造未來的Layer 3專案

Polkadot： 多鏈網絡，允許“平行鏈”連接到主橋relay chain。像Acala、Moonbeam、Astar與Clover Finance等都是在Polkadot上運行的實例。

Cosmos與IBC協議： 創建一個“區塊鏈的互聯網”，如Akash Network、Osmosis、Band Protocol、Injective與Fetch.AI等都能互通。

Chainlink： 雖然常被稱為預言機，但實質上也像Layer 3，連結Ethereum、Avalanche、Optimism與Polygon上的智能合約與外部資料、現實世界事件。

Orbs： 具備混合PoS共識的Layer 3區塊鏈，完全相容EVM。與Ethereum、Polygon、BNB Chain、Avalanche與Fantom並行運作，專為高速dApp設計。

Superchain (Open Index Protocol)： 專注於區塊鏈上的去中心化資料索引，適用於DeFi、NFT與Web3應用。

Layer 1、Layer 2與Layer 3的核心差異

Layer 1是基礎層，定義區塊鏈的基本規則。重視安全與去中心化，但速度有限。

Layer 2是擴展層，建立在Layer 1之上，解決速度問題。處理鏈外交易，並將結果提交到Layer 1。

Layer 3是連結層，建立在Layer 2 (或直接在Layer 1)，打造一個互動的區塊鏈生態系。它不僅快速且低成本，還能讓多個區塊鏈協同運作。

結論：分層區塊鏈的未來

從Layer 1到Layer 2再到Layer 3的發展，並非取代，而是相輔相成。每一層解決特定問題：Layer 1確保安全，Layer 2提升速度，Layer 3則連結所有，形成一個完整的網絡。

Layer 3區塊鏈正站在這場革命的前沿，塑造一個未來：區塊鏈不僅快速、安全，更是真正的去中心化與互操作性。這是讓區塊鏈從一項前沿技術，轉變為日常生活一部分的必要步伐。