關鍵要點
區塊鏈三難問題突顯了區塊鏈網絡在試圖平衡安全性、去中心化和可擴展性時面臨的困難。
正在探索多種擴展解決方案以解決這些限制。一些方案專注於主鏈（第一層），而其他方案則專注於單獨的鏈（第二層）。
第一層擴展解決方案是指對主區塊鏈架構和規則的更改，以提高其性能（例如，改變共識工作方式或使用分片技術）。
第二層解決方案由建立在第一層之上的二級框架組成，以幫助減輕其工作負載(例如，通過處理主鏈上的交易)。
區塊鏈的未來可能依賴於這兩種系統的混合，使用第一層進行安全和結算，同時依賴第二層提高速度和降低成本。
介紹
加密貨幣的受歡迎程度持續增長，帶來了大量新用戶和交易。雖然區塊鏈的革命性特徵是顯而易見的，但擴展性(系統處理日益增長需求的能力)仍然是一個主要挑戰。優先考慮去中心化和安全性的公共區塊鏈往往難以實現高吞吐量。
這一挑戰被稱為區塊鏈三難題，這表明去中心化系統同時實現高水平的去中心化、安全性和擴展性是困難的。通常，網路會優先考慮其中兩者，而犧牲第三者。
為了解決這個問題，開發者創造了不同的擴展方法。一些解決方案調整主區塊鏈(第一層)的架構，而其他解決方案則在底層網路之上運行的二級協議上運作(第二層)。
第一層與第二層
第一層這個術語是指區塊鏈架構的基礎層級。它是交易最終確定的主要網路。例子包括比特幣、以太坊、BNB鏈和索拉納。
第二層是指建立在這些第一層區塊鏈之上的網路或協議。例如，閃電網路是比特幣的第二層解決方案，而Arbitrum是以太坊的第二層。
擴展改進根據發生的地點進行分類：
第一層解決方案直接改變基礎區塊鏈的規則或機制(例如，改變共識機制)。
第二層解決方案使用外部的、平行的網路來促進遠離主鏈的交易，以減少擁堵。
常見的第一層擴展解決方案
1. 共識機制
一些區塊鏈正在從緩慢、耗能的系統(如工作量證明(Proof of Work, PoW))轉向更高效的系統(如權益證明(Proof of Stake, PoS))。例如，以太坊轉向PoS以提高其處理數據的能力並變得更環保。這種方法使用質押(鎖定代幣)而非挖礦來驗證交易。
2. 分片技術
分片技術就像將大型資料庫拆分成較小、更易於管理的部分，稱為「分片」。因此，網路上的每台電腦不需要完成所有工作，而是將工作分攤。這使得區塊鏈能夠同時處理多筆交易，提升整體效率。
3. 區塊大小增加
一些區塊鏈簡單地增加區塊的大小。這使得更多的交易能夠容納在單個區塊中。然而，這可能使得普通電腦在網路中作為驗證節點運行變得困難，可能會影響去中心化。
常見的第二層擴展解決方案
1. 滾動聚合
滾動聚合目前是以太坊最受歡迎的擴展解決方案。它們「滾動」(打包)數百筆鏈下交易，然後將其提交到主鏈。
樂觀滾動聚合：由類似Optimism和Arbitrum的網路使用，這些網路假設交易在默認情況下是有效的。它們提供一個「欺詐證明」期間，期間內無效交易可以被挑戰。
零知識(ZK)滾動聚合：由類似zkSync和Scroll的網路使用，ZK滾動聚合使用加密證明來立即驗證交易的有效性。它們提供高安全性和隱私，而無需爭議期間。
2. 側鏈
側鏈是獨立的區塊鏈，擁有自己的驗證者。最好的例子是Polygon PoS網路。與滾動聚合不同，側鏈負責自己的安全性。雖然它們通常更快且成本更低，但它們並不以相同的方式直接繼承主第一層區塊鏈的安全性。
3. 狀態通道
狀態通道是參與者之間的雙向通訊環境。用戶可以隨意在鏈下進行交易，只有開啟和關閉的餘額會記錄在區塊鏈上。比特幣閃電網路就是基於這一模型運行，允許即時、低費用的比特幣支付。
4. 嵌套區塊鏈
在這種設置中，主區塊鏈將工作分配給「子」鏈。子鏈完成工作並將結果發送回「父」鏈。在以太坊上，Plasma框架就是這樣的例子。
第一層與第二層：主要差異
兩層都希望加快網路，但它們的方式不同。
擴展解決方案的限制
第一層：升級主鏈困難。重大變更，如增加區塊大小或改變共識，通常需要硬分叉，可能會分裂社區。
第二層：雖然快速，但L2可能增加複雜性。用戶必須在網路之間橋接資金，流動性可能會在不同的L2之間變得分散。此外，一些L2依賴於集中序列器，這引入了相對於去中心化主鏈的潛在故障點。
結語
區塊鏈世界正在快速增長。為了應對大規模採用，我們需要既安全又快速的網路。像分片這樣的第一層升級對長期來說很重要。然而，第二層解決方案提供了我們目前所需的速度和低成本。展望未來，看到這兩者的混合將變得更加普遍：強大的第一層用於安全，靈活的第二層網路用於日常交易。
進一步閱讀
什麼是區塊鏈三難題？
什麼是Zk-Rollups？第二層擴展技術
什麼是比特幣第二層網路？
什麼是分片技術及其運作方式？
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