什么是 Layer 1 和 Layer 2 区块链(blockchain)?

面向全球初学者和进阶加密学习者,帮助你理解 Layer 1 和 Layer 2 区块链(blockchain)之间的区别,以及它们如何协同工作。

当人们谈到区块链(blockchain)的“层”(layer)时,其实是在说把工作拆分到不同的部分来完成。一层专注于核心安全性以及记录谁拥有什么,另一层则专注于以更快、更便宜的方式处理大量用户活动。 在像 Ethereum 这样热门的网络上,需求过高会让交易变得缓慢且昂贵。Layer 1 区块链(blockchain)努力保持去中心化(decentralization)和安全性,这会限制它们在基础层直接扩容的能力。Layer 2 解决方案就是为了承载更多交易,同时又不牺牲这些安全性而诞生的。 大多数 Layer 2 并不是替代 Layer 1,而是构建在其之上,并定期把数据或证明发回底层。你可以把它们想象成在一条已经很安全的公路上方加建的额外车道。理解每一层各自负责什么,有助于你决定在哪里存放价值、在哪里交易、以及在哪里构建应用。

快速概览:Layer 1 vs Layer 2 一眼看懂

总结

  • Layer 1 = 负责安全性、共识(consensus)和最终结算(settlement)的基础链(例如:Bitcoin、Ethereum、Solana)。
  • Layer 2 = 负责扩容的执行层,会打包或卸载执行,但在安全性上依赖某条 L1(例如:Arbitrum、Optimism、zkSync、Base)。
  • Layer 1 的手续费通常更高、波动更大,尤其是在需求高峰期。
  • Layer 2 的手续费通常低得多,因为许多交易共享同一笔 L1 成本。
  • Layer 1 更适合大额价值存储、最终结算和核心协议;Layer 2 更适合高频交易、游戏以及高交易量的 dApp。

不用术语,先把区块链(blockchain)“分层”讲清楚

想象一座城市:地下的自来水管和电力线路是基础设施,而地面上的建筑才是人们真正生活和工作的地方。基础层必须极其可靠,而上层则可以更快变化,以满足人们的需求。区块链(blockchain)的分层设计也是类似的思路。 你也可以把它想象成高速公路和辅路。主干高速公路经过精心建设和维护,用来连接整个区域,但不可能每周都拓宽。为了缓解拥堵,可以在上方增加立交桥和辅路来处理本地交通。 在区块链(blockchain)中,Layer 1 就像核心基础设施或主干高速,而 Layer 2 则像在其之上修建的额外道路。它们最终指向同一个“终点”来记录最终结果,但以不同的方式管理“交通”。
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区块链(blockchain)分层是如何叠加的
  • 区块链(blockchain):一种共享的、只能追加的数据库,交易被打包成区块(block),并通过密码学(cryptography)进行安全保护。
  • 协议(protocol):定义区块链(blockchain)网络如何运行的一整套规则,包括节点(node)如何通信和验证数据。
  • 共识(consensus):网络中的节点就当前区块链(blockchain)状态以及哪些区块有效达成一致的过程。
  • 结算(settlement):一笔交易在区块链(blockchain)上被视为最终确认且不可逆转的时间点。
  • 执行(execution):运行交易逻辑(例如 smart contract),以更新余额和状态的过程。
  • 数据可用性(data availability):确保交易数据被发布且可访问,从而任何人都可以验证链的状态的保证。

什么是 Layer 1 区块链(blockchain)?

Layer 1 区块链(blockchain)是直接记录交易、并由验证者(validator)或矿工保护安全的主网络。它负责达成共识(consensus)、存储完整历史,并强制执行系统的核心规则。 例子包括:Bitcoin(主要专注于简单转账和强安全性)、Ethereum(支持丰富的 smart contract 和大量 dApp),以及像 SolanaAvalanche 这样追求更高吞吐量的新链。每条 Layer 1 都在去中心化(decentralization)、速度和成本之间做出权衡。 由于 Layer 1 必须让全球大量参与者都能独立验证,它不能简单地无限增大区块或加快出块速度,否则会带来中心化风险。这也是为什么仅在基础层扩容很困难,以及为什么需要额外层级来帮助扩容。
  • 以一致的全球历史顺序,将交易排序并打包进区块。
  • 运行共识(consensus),让诚实节点就哪些区块有效达成一致。
  • 在区块确认后,为交易提供最终结算(final settlement)
  • 存储并更新全局状态,例如余额和 smart contract 数据。
  • 发行和管理原生资产(例如 ETH、BTC、SOL),用于支付手续费和激励。
  • 确保数据可用性(data availability),让任何人都可以独立验证整条链。
  • 强制执行基础协议规则,例如区块大小、gas 上限以及验证者(validator)要求。
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Layer 1 链的内部结构
直接在 Layer 1 上扩容通常意味着更大或更快的区块,这会让普通人更难运行全节点。这可能削弱去中心化(decentralization)并降低安全性。 为了避免这一点,许多生态选择让 Layer 1 保持“保守”,而把大部分扩容工作放到更高层来完成。

什么是 Layer 2 区块链(blockchain)?

Layer 2 是构建在 Layer 1 之上的协议,它在链下或压缩批次中处理交易,然后定期把数据或密码学证明提交回基础链。目标是在不建立一套完全独立安全系统的前提下,提高吞吐量并降低手续费。 例如,Ethereum 的 rollup 会在自己的基础设施上执行大部分用户活动,但会定期把打包后的交易数据或有效性证明提交到 Ethereum。如果 Layer 2 上出现问题,用户最终可以依靠 Layer 1 上的合约退出或对无效行为发起挑战。 这种对 Layer 1 的依赖,是区分真正的 Layer 2 与独立 sidechain 的关键。一条合格的 Layer 2 旨在“继承”其基础链的安全性和结算(security and settlement),同时为用户提供更顺畅的使用体验。
  • Optimistic rollups:在链下批量处理交易,并假定它们是有效的,除非有人在挑战期内提交欺诈证明(fraud proof)。
  • ZK-rollups:将交易打包,并向 Layer 1 提交简洁的密码学证明,用于验证正确性。
  • 状态通道(state channels):在 Layer 1 上锁定资金,让一小群参与者在链下进行大量即时更新,最后再把最终结果结算回链上。
  • Validiums:与 ZK-rollups 类似,但大部分数据保存在链下,依赖外部数据可用性(data availability)解决方案。
  • Plasma 风格链:较早期的设计,把大部分活动移到链下,并依靠周期性承诺和退出游戏在 Layer 1 上保障安全。
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Layer 2 Rollup 如何扩容
Layer 2 提升了可扩展性,但也引入了额外组件,比如 bridge、sequencer 和复杂的 smart contract。这会带来一些用户体验(UX)摩擦,例如跨链步骤和提现延迟。 同时也引入了新的smart contract 和运营风险,因此选择成熟、经过充分审计的 L2 非常重要。

Layer 1 与 Layer 2 如何协同工作

当你使用一条典型的 Layer 2 rollup 时,你的钱包会像在 Layer 1 上那样先签名一笔交易。但这笔交易不会直接发送到基础链,而是发送给一个 sequencer 或一组验证者,由他们在 L2 上排序并执行交易。 Layer 2 会快速更新自己的状态,为你提供几乎即时的确认和低手续费。随后,L2 会定期把许多交易打包在一起,并将压缩后的数据或密码学证明提交到 Layer 1 上的某个 smart contract。 一旦这批数据在基础链上被接受,其底层状态变化就等于锚定在 Layer 1 的安全性之上。如果出现争议,用户或“观察者”可以利用 Layer 1 上的合约来挑战欺诈行为或退出,使基础链成为 Layer 2 的终极“上诉法院”
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从 L2 到 L1 的最终性(finality)
Carlos 想要兑换代币,但 Ethereum 上的 gas 费用很高,于是他把一小部分 ETH 通过 bridge 转到一条 Layer 2 rollup 上。那笔 Layer 1 上的跨链交易成本稍高一些,但一旦资金到达 L2,他每次兑换只需几美分,并且几秒内就能确认。 经过一周的交易后,他决定把盈利转回 Layer 1 做长期存储。他在 L2 上发起提现,这会开启一个等待期,用于在 Ethereum 上完成该批次的最终确认。提现过程更慢、gas 也更贵,但一旦完成,他的资金又重新直接由基础链来保护。

什么时候用 Layer 1,什么时候用 Layer 2

并不是每一个区块链(blockchain)操作都需要背后有完整的 Layer 1 安全性和成本支撑。对于许多日常任务,一条设计良好的 Layer 2 就能在极低成本下提供足够的安全性。 可以从“价值大小”和“发生频率”来思考。高价值、低频率的操作,可以接受在基础链上支付更高手续费、等待更久的确认。低价值、高频率的操作,则更适合利用 L2 的高速度和低成本。 把你的活动映射到合适的层级,可以在继续使用同一生态系统的同时,节省费用并减少拥堵。

使用场景

  • Layer 1 上进行长期、高价值的资产或 NFT 存储,以获得最高安全性和最终性。
  • Layer 2 上进行活跃的 DeFi 交易、yield farming 和高频兑换,以尽量减少手续费和 gas 飙升带来的 slippage。
  • Layer 2 上进行链上游戏和小额支付,此时低延迟和极低手续费至关重要。
  • NFT 铸造(minting)策略:在 Layer 1 上进行铸造或最终所有权结算,但在 Layer 2 上完成发售、airdrops 或游戏内 NFT 活动。
  • 工资或周期性付款:在 Layer 2 上批量发放工资或创作者分成,偶尔再在 Layer 1 上结算金库资金流动。
  • 跨境支付:使用 Layer 2 进行快速、低成本的转账,再定期在 Layer 1 上做资金归集或合规相关操作。

案例研究 / 故事

Neha 是一位在印度工作的自由开发者,她想为本地活动构建一款 NFT 票务 dApp。她的目标很简单:粉丝买票和验票时,支付的 gas 费用不能比票价还贵。 她先在 Ethereum 主网做实验,很快发现,在繁忙时段铸造和转移门票,每笔交易可能要花几美元。这对大型演唱会还勉强可以接受,但对小型社区聚会就太贵了。她担心,如果体验又慢又贵,用户会直接放弃这个应用。 在了解了Layer 2 rollup 之后,Neha 把合约部署到一条热门的 Ethereum L2 上。用户只需先 bridge 一小部分 ETH 过去,之后就能用几美分的成本、几乎即时地铸造和交易门票。对于重要的活动,Neha 会定期把关键数据和收入 checkpoint 回 Layer 1。 她的结论是:Layer 1 和 Layer 2 不是对手。Layer 1 为她提供可信的结算基础,而 Layer 2 则让用户在其之上享受顺畅、低成本的体验。
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选择合适的层

安全与风险:Layer 1 vs Layer 2

主要风险因素

Layer 2 的设计目标是继承其 Layer 1 的安全性保证,但现实并没有这么简单。它们依赖额外组件,例如 bridge、sequencer 和复杂的 smart contract,每一部分都可能成为新的攻击面。 Bridge 合约一直是攻击者的重点目标,漏洞或配置错误可能导致巨额损失或资金被冻结。中心化的 sequencer 理论上可以审查或重排交易,而各种证明系统本身也还相对新颖且复杂。 对用户来说,还存在一些实际风险:把资金发送到错误的链、误解提现时间,或把大量资金放在缺乏审计和监控的全新 L2 上。即便某条 L2 连接的是像 Ethereum 这样强大的 Layer 1,你也应该把每条 Layer 2 当作一个独立系统来评估。

Primary Risk Factors

Layer 1 consensus failure
如果基础链遭到攻击或发生分叉,L1 和依赖它的所有 L2 都可能受到影响,因为最终结算依赖 L1。
Layer 1 congestion and fee spikes
基础链需求过高时,跨链或完成 L2 批次结算会变得缓慢且昂贵。
L2 smart-contract bugs
rollup 或 bridge 合约中的漏洞,可能在修复前锁定、误转甚至损失用户资金。
Bridge risk
如果 bridge 的密钥或逻辑被攻破,攻击者可能铸造假资产或耗尽锁定的抵押品。
Operator or sequencer centralization
如果少数人控制了 L2 上的交易排序,他们在去中心化改善之前,可能审查或抢跑(front-run)交易。
Withdrawal delays
某些 L2,尤其是 optimistic rollup,在资金完全回到 L1 可用之前,需要经历一段等待期。
User UX mistakes
在钱包中选择了错误的网络,或把资金发送到不兼容的地址,可能导致资金被困,或需要复杂的步骤才能找回。

安全最佳实践

  • 始终使用官方 bridge 链接,先了解每条 L2 的提现规则,避免把全部资金长期放在非常新或未经审计的网络上。

对比表:Layer 1 vs Layer 2

维度 Layer1 Layer2 安全锚点 通过共识(consensus)和验证者(validator)或矿工提供自身的基础安全性。 在 Layer 1 安全性的基础上,还依赖关于 bridge、sequencer 和证明系统的额外假设。 典型手续费 更高且波动更大,尤其是在网络拥堵时。 单笔交易成本更低,因为许多操作共享一笔 L1 提交成本。 吞吐量 为了保持节点去中心化和硬件要求合理,其吞吐量受到限制。 通过链下执行或批量处理,并定期向 L1 提交,来实现更高吞吐量。 去中心化(decentralization) 通常更加去中心化,全球有大量全节点和验证者。 目前往往更集中,尤其是在 sequencer 和基础设施运营方方面。 用户体验复杂度 心智模型更简单:没有跨链步骤,但手续费更高、确认更慢。 需要跨链、切换网络并理解提现延迟,但日常使用更顺畅、成本更低。 示例 Bitcoin、Ethereum、Solana、Avalanche、BNB Chain。 Arbitrum、Optimism、zkSync、Starknet、Base、Polygon zkEVM。 最适合 长期价值存储、基础协议治理和最终结算。 高频交易、游戏、社交应用,以及需要低手续费的高交易量 dApp。
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Layer 1 vs Layer 2 Roles

上手指南:在 L1 上如何使用 L2

Ethereum 这类 Layer 1 桥接到 Layer 2,意味着你要把代币锁定或发送到基础链上的某个 smart contract,然后在 L2 上收到等值代币。你并没有创造新价值,只是通过 bridge 在不同层之间移动价值。 最初的桥接交易发生在 Layer 1 上,因此会更慢、成本更高。一旦资金到达 Layer 2,大多数操作就会因为批量处理或链下执行而变得更快、更便宜。 从 Layer 2 提回 Layer 1 则是反向过程,可能会有等待期或更高的 gas 费用,具体取决于该 L2 的设计。
  • 先调研并选择一条声誉良好的 Layer 2,确认它支持你需要的应用或代币,并查看审计报告和社区口碑。
  • 从该 L2 的文档或官网找到官方 bridge 链接,并收藏书签,避免访问钓鱼网站。
  • 在钱包中连接到正确的 Layer 1 网络,并确认你要桥接的代币已被支持。
  • 预估 Layer 1 上的 gas 费用,先用一小笔资金测试桥接,确认一切按预期运行。
  • 资金到达 Layer 2 后,开始探索 dApp,确认钱包中选择了正确的网络,并先尝试一笔小额交易。
  • 在转入大额资金之前,仔细阅读提现文档,了解回到 Layer 1 时的延迟、费用以及可能需要的特殊步骤。

Pro Tip:在任何新的 L2 上,先用小额资金桥接并测试;始终再次确认钱包中选择的网络是否正确,并预留一部分 Layer 1 代币,用于未来的 gas 和提现费用。

Layer 1 vs Layer 2 常见问题

总结:如何系统地看待“层”

可能适合这些人

  • 希望降低手续费、但仍重视 Layer 1 安全性的用户
  • Ethereum 与其 L2 之间权衡 dApp 部署位置的开发者
  • 规划如何在冷存储与主动交易之间分配资金的长期持有者
  • 频繁交易、需要快速确认的游戏玩家和 DeFi 用户

可能不太适合这些人

  • 完全不愿意管理多条网络或使用 bridge 的人
  • 需要在任何时候都能即时提现回 Layer 1 的用户
  • 依赖非常实验性的 L2、却不了解其额外风险的人
  • 对自托管和基本钱包安全实践感到不适的人

Layer 1 区块链(blockchain)是整个生态的安全与结算基础层。它运行更慢、单笔交易成本更高、变更频率更低,但最终真实状态会记录在这里,并由广泛的验证者(validator)群体来共同维护。 Layer 2 则是扩容与用户体验层。它们构建在强大的 Layer 1 之上,承载大部分日常活动,以更低的手续费和更快的确认速度运行,再把结果锚定回基础链。 当你决定在哪里进行交易或构建应用时,可以自问三个问题:这项活动的价值有多大?发生频率有多高?我愿意接受多少额外复杂度?对大多数人来说,答案往往是一个组合:把重要、长期的价值放在 Layer 1 上,而在充分测试(先用小额资金)之后,使用 Layer 2 来处理日常操作。

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