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Layer 2 是什麼?
Layer 2 是一種建構在 Layer 1 區塊鏈(如以太坊、比特幣)上的協議或網絡,讓交易不必直接在主鏈上執行,而是先在 Layer2 進行處理,然後再回到 Layer 1 記錄最終結果。這樣一來,可以大幅減少主鏈的負擔,提升交易速度並降低手續費,讓普通用戶也能輕鬆使用 dApp 和 DeFi 服務。
為什麼需要Layer2?
區塊鏈技術在去中心化、安全性和可擴展性之間存在一個「不可能三角」,即區塊鏈無法在不犧牲其中一項的情況下同時達成安全性、去中心化、可擴展性這三大目標。Layer 1(如 Ethereum)雖然提供了高度的安全性與去中心化,但在可擴展性上卻面臨嚴重限制。因此,Layer 2 應運而生,大幅改善了以下兩點
1. 交易速度與可擴展性
Layer 2 使得單筆交易的處理速度顯著提升。例如,Rollup 透過匯總多筆交易並一次性提交至 Layer 1,使得交易吞吐量從原本的每秒僅能處理 15-30 筆交易,到數千筆每秒,接近傳統支付系統的水準。這種方式在不改變 Layer 1 架構的前提下,提高了可擴展性。
2. 交易成本
在 Ethereum Layer 1 上,當網絡擁堵時,Gas 費用可能飆升至數十甚至數百美元,這使得普通用戶無法負擔高昂的交易成本。然而,Layer 2 透過 Rollup 技術等方式顯著降低了手續費,只要大約原本的 1% 。這些技術大幅減少了用戶的交易成本,使 DeFi、NFT 交易和其他區塊鏈應用更加親民,推動了更廣泛的採用。
更重要的是,Layer 2 的設計依賴於 Layer 1 的安全性,因此能夠在不降低安全性與去中心化的前提下,大幅提升可擴展性,從而打破「不可能三角」的限制。
Layer 2的優勢
以下是 Layer 2 的優勢,也是為什麼 Layer 2 受到市場關注:
一. 擴容能力提升
以太坊 Layer 1 每秒最多只能處理 10~15 筆交易(TPS),而 Layer 2 透過 Rollups 技術,能將 TPS 提升至 1000+,甚至未來 ZK-Rollups 有機會達到 10,000+ TPS,使 Web3 應用更接近 Web2 的即時性體驗。
二. 降低交易成本
Layer 1 的 gas fee 在網絡擁擠時可能高達數十美金,但 Layer 2 透過批量處理交易,可以讓每筆交易的手續費降到低於一美金,這也使越來越多 DeFi、NFT 市場、遊戲等應用支援 Layer 2。用戶不需要承擔高昂手續費,大幅降低用戶參與門檻。
三. 提升交易速度
Layer 1 交易需要等候區塊確認(通常幾分鐘),而 Layer 2 可提供即時或接近即時的交易確認,特別適合 DeFi、NFT、支付等應用場景。
四. 保留以太坊安全性
不同於獨立的區塊鏈,Layer 2 仍然依賴 Layer 1 進行最終結算,因此擁有與以太坊相同的安全性,避免了中心化側鏈可能帶來的風險。
Layer2的解決方案有哪些?
1. Rollups
Rollups 是目前最主流的 Layer 2 解決方案,其核心概念是將大量交易「打包」成一筆,提交到以太坊主鏈,減少主鏈負擔並提升效率。Rollups 分為兩大類:
Optimistic Rollups (OP)
- 代表項目:Arbitrum、Optimism
- 交易驗證方式:假設所有交易默認正確,只有在出現爭議時才透過 Fraud Proof 進行驗證。
- 優點:
- 計算成本低。
- 與以太坊虛擬機(EVM)高度兼容,開發者可輕鬆遷移智能合約。
- 特別適合 DeFi 和 NFT 應用。
- 缺點:
- 設有 7 天「挑戰期」,提款需等待此期間以確保安全性。
- 應用場景:因其兼容性,廣泛應用於 DeFi 協議和 NFT 市場。
ZK-Rollups(零知識 Rollups)
- 代表項目:zkSync、StarkNet
- 交易驗證方式:使用零知識證明(ZK-Proofs)批量驗證交易,無需公開所有交易數據。
- 優點:
- 交易確認速度快,無需像 Optimistic Rollups 那樣等待 7 天。
- 透過數學證明確保高安全性。
- 適合高頻交易(如支付、遊戲)及隱私保護場景。
- 缺點:
- 開發難度高,需特殊虛擬機,與 EVM 兼容性較低。
- 應用場景:適用於需要快速結算和高安全性的應用。
市場現況:Rollups 是當前 Layer 2 的核心技術,Optimistic Rollups 因兼容性受青睞,ZK-Rollups 則因高效性和安全性逐漸崛起。
2. Plasma
- 描述:由 Vitalik Buterin 和 Joseph Poon 提出,透過建立「子鏈」(Child Chain)處理交易,並定期將摘要(Merkle Root)提交到 Layer 1。
- 代表項目:OMG Network
- 特點:
- 可處理大量交易並確保安全性。
- 提款時間長(7~14 天),且不支援智能合約。
- 市場現況:因提款延遲和功能限制,無法滿足 DeFi 和 NFT 需求,許多項目已轉向 Rollups。
3. State Channels
- 描述:類似比特幣的閃電網絡(Lightning Network),允許參與者在鏈下進行多次交易,最終將結果提交到 Layer 1。
- 代表項目:Raiden Network
- 特點:
- 交易速度極快,手續費極低。
- 不支援智能合約,應用範圍受限。
- 市場現況:主要用於頻繁小額支付場景,因無法支援 DeFi 和 NFT,使用率逐漸下降。
4. Sidechains
- 描述:獨立於以太坊的區塊鏈,透過「橋接」與主鏈互動,用戶可在側鏈上交易並返回主鏈結算。
- 代表項目:Polygon(部分實現)
- 特點:
- 交易速度快,手續費低。
- 使用獨立共識機制,不完全繼承以太坊安全性。
- 市場現況:因安全性較低,且去中心化程度取決於側鏈本身,開發者更傾向於採用 Rollups。
小結
- Rollups 是當前 Layer 2 的明星技術,Optimistic Rollups 因其與 EVM 的兼容性廣受 DeFi 和 NFT 項目青睞,而 ZK-Rollups 則憑藉高效性和安全性在支付和遊戲領域展露頭角。
- Plasma 和 State Channels 因功能限制,市場應用逐漸萎縮。
- Sidechains 提供靈活性,但因安全性不足,使用場景有限。
區塊鏈 Layer 3 是什麼?
什麼是 Layer 3?
Layer 3 是建立在 Layer 2 之上的應用級解決方案,主要目的是進一步提升特定應用的性能與功能,Layer 3 通常用於去中心化應用,例如區塊鏈遊戲或金融服務。
Layer2 和 Layer3 主要差異
Layer 2 著重於提升 Layer 1 的性能,例如降低 Gas 費和提高交易速度。而 Layer 3 則更專注於特定應用需求,或是提供跨鏈互通的解決方案。
實際舉例:
Layer 2 方案包括 Arbitrum、Optimism 和 zkSync,它們負責讓 Ethereum 交易更快、更便宜
Layer 3 則包括 Orbs 或 zkSync Hyperchains,這些技術可為特定應用提供更高效的運作環境。
如果把 Layer 1(例如 Ethereum)比喻成一條主要公路,那麼 Layer 2 就像是快速道路,讓車流更順暢,而 Layer 3 則像是專屬車道或捷運系統,讓特定類型的車輛(應用)跑得更快、更高效。
Layer1、Layer2 和 Layer3的比較
L1:提供基礎的區塊鏈功能,確保去中心化、安全性和不可變性,但交易速度和可擴展性有限。用於基本交易、智能合約和 dApp 部署。
L2:主要解決 Layer 1 的性能瓶頸,為基礎層提供高效擴展,適用於廣泛的區塊鏈應用(如 DeFi、NFT、支付)。
L3:進一步聚焦於特定應用或使用場景的客製化需求,改善應用層的效率、互通性和使用者體驗,特別適合需要高客製化或跨鏈互動的複雜 dApps(如遊戲、社群平台)。
Layer 1 | Layer 2 | Layer 3 | |
定義 | 區塊鏈的基礎曾 | 建立在Layer 1 之上的擴展方案 | 建立在 Layer 2 之上的應用層 |
目的 | 確保安全性、執行智能合約 | 降低手續費、提升交易速度,增加可擴展性 | 針對特定應用優化、提升隱私性,跨鏈互通 |
代表項目 | Bitcoin、Ethereum | Arbitrum、Optimism | StarkEx、Arbitrum Orbit |
以太坊熱門 Layer2 項目有哪些?
Arbitrum
原生代幣 $ARB 。利用 Optimistic Rollup 技術來提高交易速度並降低成本, Arbitrum 是目前市佔率最高的 Layer 2 解決方案,擁有超過 25 億美元的總鎖定價值(TVL)。
Arbitrum 在今年二月也與 Tether 建立了重要的合作關係。Tether 選擇 Arbitrum 作為其新跨鏈美元穩定幣 USDT0 的基礎設施提供商,負責連接以太坊、波場(Tron)、TON 和 Celo 上的 USDt,並透過技術實現更高效的跨鏈轉移。這項合作進一步鞏固 Arbitrum 在區塊鏈支付和 DeFi 領域的影響力。
Optimism
原生代幣 $OP 。Optimism 同樣使用 Optimistic Rollup 來實現低費用和高吞吐量。
Optimism 的 OP Stack ( 開源技術框架 ) 讓開發者能夠建立自己的 Layer 2 鏈,目前 Base ( 下面介紹 ) 就是基於 OP Stack 建立的。這意味著未來 Optimism 可能成為多個區塊鏈的基礎架構,擴展性很強。
目前,Optimism 正與 Coinbase 和其他 Layer 2 合作,打造「超鏈(Superchain)」,讓多個 Layer 2 互通,形成更強大的生態系統。這可能會讓 OP 代幣在未來發揮更大作用,影響整個 Layer 2 市場格局。
Base
Base 是由 Coinbase 推出的以太坊 Layer2,因此擁有更高的品牌信任度與用戶基礎。與 Coinbase 的錢包和交易平台深度整合,支持如 Uniswap 和 OpenSea 等協議,讓新手能以低門檻參與區塊鏈應用。Base 還因其快速交易和低費用,吸引了一些社交和支付類應用的探索。
由於 Base 由 Coinbase 發起,可能面臨去中心化程度不足的質疑。
zkSync Era
zkSync Era 最大的優勢是交易確認快,沒有提款等待時間,不像 Arbitrum 和 Optimism 需要等 7 天才能把資金從 Layer 2 提回主網。此外,它支持帳戶抽象(Account Abstraction),用戶可以用其他代幣支付手續費,不一定要用 ETH,讓操作更靈活。
近期,zkSync 獲得 4.5 億美元融資,團隊也計劃推出 Hyperchains,讓不同的 zkSync 鏈互通,提高擴展性和可用性。隨著 DeFi 和 NFT 項目的增加,zkSync Era 有機會成為以太坊擴容技術的重要項目。
Polygon zkEVM
Polygon zkEVM 是 Polygon 推出的 Layer 2 方案和其他 Layer 2(像 Arbitrum、Optimism)相比,Polygon zkEVM 最大的優勢是完全相容以太坊 EVM,開發者可以直接把以太坊上的應用搬過來,幾乎不用改程式碼。這讓它更容易被 Web3 開發者採用,這意味著更多 DeFi、NFT 和遊戲應用可以在 zkEVM 上運行。
目前,Polygon zkEVM 已開始與 Polygon 2.0 計劃整合,未來可能成為以太坊擴容的主流方案之一。
BTC Layer 2有哪些?
比特幣主鏈的交易速度很慢(TPS 只有 7 筆),而且手續費在網路擁堵時可能變高。因此,比特幣的 Layer2 主要解決支付效率問題,而非智能合約。以下是當前主要的 BTC Layer 2 技術和項目:
閃電網絡(Lightning Network)
閃電網絡主打交易速度快和手續費低,相比傳統信用卡手續費,Lightning 幾乎零成本,適合即時支付(如零售、咖啡店付款等)。
閃電網絡最知名的項目之一是 Strike,這是一個由 Jack Mallers 創立的支付應用,透過閃電網絡實現全球即時比特幣支付,主打低成本、快速、跨境交易。
該應用目前已在美國、阿根廷、薩爾瓦多等地推出,並在薩爾瓦多的比特幣法幣化進程中發揮了重要作用。Strike 也與 X 合作,讓用戶能夠透過閃電網絡進行小費功能,這為比特幣作為支付工具帶來了更廣泛的應用。
RSK(Rootstock)
RSK是一個相容以太坊 EVM 的比特幣 Layer2,它的目標是讓比特幣可以執行智能合約,支援 DeFi、NFT 及其他 Web3 應用。
在 RSK 網路中,Sovryn 是最知名的項目之一。Sovryn 是一個非託管的智能合約平台,專注於比特幣的借貸和保證金交易,旨在提供去中心化的金融服務。它的出現拓展了比特幣的應用場景,讓用戶能夠在 RSK 網路上進行多樣化的 DeFi 操作。
Merlin Chain
Merlin Chain 是 2024 年推出的一個比特幣 Layer2 解決方案,旨在透過 ZK-Rollups 技術提升比特幣的可擴展性,並為比特幣生態帶來更多 DeFi、NFT 和 GameFi 應用。它的目標是讓比特幣不僅僅是價值儲存工具,還能支援智能合約與去中心化應用。
BitSmiley 是 Merlin Chain 上的 DeFi 項目,提供 bitUSD 穩定幣和 bitLending 借貸服務,透過比特幣超額抵押來支持借貸與支付。該項目提升了比特幣的金融應用,使 BTC 不再只是儲值資產。
Layer2 未來發展前景如何?
隨著區塊鏈技術的演進,Layer2 逐漸成為擴展以太坊與比特幣的核心解決方案。在未來,Layer2 將不僅限於降低手續費和提高交易速度,還可能涉及更深層次的技術創新與應用擴展。以下將介紹潛在未來發展趨勢。
一.Layer2 生態系統將更加多元化
未來 Layer2 可能發展出更細分的應用場景,例如:
- Layer2+DeFi:Layer2 上的 DeFi 應用將大規模增長,例如 Arbitrum、Optimism 的 DeFi 生態系統已經逐步成型。
- Layer2+NFT/Gaming:低手續費、高吞吐量的 Layer2(如 StarkNet、Polygon zkEVM)將推動 NFT 和 GameFi 的發展。
- Layer2+隱私技術:ZK-Rollups 可結合隱私保護技術,如 Aztec Network 讓交易更具匿名性。
二.Layer2 之間的互操作性(Interoperability)將成為關鍵
目前 Layer2 仍然存在跨鏈轉移困難的問題,不同的 Layer2 之間缺乏統一的互操作標準。未來,隨著 Layer2 應用的增長,不同 Layer2 之間的互動將變得更加重要,舉例來說 Layer2 跨鏈橋(Bridge)允許用戶在不同的 Layer2 之間轉移資金。另外開發者也正在研究標準化 Layer2 橋接方案,減少碎片化問題。
Layer 2 可能面臨的挑戰
隨著 Layer2 技術的不斷發展,它雖然解決了以太坊與比特幣的可擴展性問題,但仍然面臨許多挑戰,這些問題可能影響 Layer2 的長期發展與市場採用率。
- Layer 2 過多,造成資源浪費,增加用戶選擇難度。
目前市場上已經有 Arbitrum、Optimism、zkSync 等眾多 Layer2 方案,未來還可能會有更多。但這麼多 Layer2 之間是否有足夠的市場需求?若市場過度飽,部分 Layer2 的存在可能缺乏必要性,導致生態系統重複建設,浪費資源。過多項目讓一般用戶可能難以選擇哪個 Layer2 最適合自己,增加 Web3 的進入門檻。
- 不同 Layer 2 無法互通,資產轉移的安全風險
不同 Layer2 之間目前無法直接互通,這意味著如果用戶想要從一個 Layer2 轉移資產到另一個 Layer2,通常需要透過跨鏈橋(Bridge),這帶來了額外的時間成本與安全風險。在不同 Layer2 之間轉移資產仍然比在 Layer1 交易更慢、更貴,影響實際應用體驗。尤其歷史上已有多起跨鏈橋遭駭事件,導致數億美元資產損失,影響用戶信心。
- Layer2 是否真的去中心化?
目前多數 Layer2 仍然依賴特定團隊進行技術開發與運營,這讓部分人質疑 Layer2 是否真的符合區塊鏈的去中心化精神。例如 Layer2 項目(如 Arbitrum、Optimism)仍然由單一開發團隊控制,尚未完全去中心化。以及治理機制不成熟,雖然一些 Layer2 開始引入 DAO 治理,但仍然面臨決策權高度集中在開發團隊手中的問題。
- Layer2 可能影響以太坊的經濟模型
隨著越來越多交易轉移到 Layer2,這可能影響以太坊主鏈的 gas fee 收入,進而影響 ETH 的經濟模型、安全性和以太坊礦工(驗證者)。以及如果未來所有交易都在 Layer2 進行,Layer1 可能只剩下最終結算與安全維護的功能,這將改變整個區塊鏈的運作模式,造成以太坊主鏈的角色變化。
常見問題
Layer2 會取代Layer1嗎?
不會,Layer1仍然是最重要的安全層,Layer2 只是幫助他更快運行。
Layer2 交易真的比較便宜嗎?
以太坊上如果擁堵且是複雜的合約交互,gas fee 有時會超過 $10u。而 Arbitrum 通常在 $0.1~$0.5 甚至更低。
Layer2 會影響 $ETH 價格嗎?
雖然以太妨 Layer2 讓交易變便宜,但 Layer2 仍然依賴以太坊主鏈進行結算。這意味著 Layer2 手續費仍然需要使用 $ETH 支付,因此 Layer2 的發展可能會提升 $ETH 的需求。
只有比特幣和以太坊有 Layer 2 嗎?
不是,其他區塊鏈也有自己的 Layer 2 ,例如 BNB Chain 有 opBNB 作為其 Layer 2,採用 Optimistic Rollup 技術來降低 Gas 費。
而 Solana 目前沒有典型的 Layer 2 項目,但一些項目(如 Eclipse)嘗試將 Solana 的技術擴展到以太坊等網絡。
結語
Layer2 技術的出現,徹底改變了區塊鏈的發展路線。它不僅解決了以太坊與比特幣等 Layer 1 的可擴展性問題,還讓 DeFi、NFT、GameFi 等 Web3 應用變得更便宜、更高效、更易用。
目前,Optimistic Rollups 和 ZK-Rollups 正在逐步成熟,Layer2 的發展不再只是單純的「降低手續費」,而是塑造整個區塊鏈的新生態。未來,我們可能會看到 Layer2 不僅應用於金融交易,還會成為遊戲、隱私技術、企業級應用甚至跨鏈整合的核心技術。
在未來,隨著技術的突破和 Layer2 應用範圍的擴大,我們或許將迎來一個以 Layer2 為核心的 Web3 時代。
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