区块链的可拓展性研究【01】layer1

什么是一层网络？
一层网络是底层区块链。以太坊和比特币都是一层网络区块链，因为它们是基石，各种二层网络都构建于其上。二层网络项目的示例包括以太坊上的“卷叠”和基于比特币的闪电网络。所有这些二层网络项目上的用户交易活动最终都可以回到一层网络区块链。

以太坊还充当二层网络的数据可用性层。二层网络项目将它们的交易数据发布到以太坊上，依赖以太坊实现数据可用性。这些数据可以用来确定二层网络的状态，或对二层网络上的交易提出争议。

以太坊作为一层网络的情况包括：
1·用于维护和验证网络的节点操作员网络
2·区块生产者网络
3·区块链本身以及交易数据历史记录
4·网络共识机制

什么是可扩展性？
可扩展性是指计算过程在一定范围内提高能力的能力。区块链最常讨论的可扩展性挑战是提高交易吞吐量或区块链上可执行的交易数量。就公共区块链而言，这通常被认为是一个基础层或 "第 1 层 "问题。
第 1 层可扩展性有两种思路：
横向可扩展性：指在网络中增加更多节点，以处理不断增加的任务
纵向可扩展性：指为网络中的机器增加更多功率，以处理不断增加的任务

第 1 层可扩展性解决方案的局限性
第一层的两种可扩展性解决方案都存在问题。
横向可扩展性的问题在于，在公共区块链中，网络中的每个节点都要验证和更新账本。由于每笔交易都需要由每个节点处理，因此传统的横向可扩展性不会带来任何好处。向网络中添加更多节点并不会使其速度更快。这就是为什么大多数区块链项目都以纵向扩展为目标。这通常涉及增加区块大小，这就要求每个节点做更多的工作。如今，有几个区块链可以通过这种方法将交易量扩展到每秒数千次。
不过，通过增大区块来提高可扩展性也有缺点。它要求网络中的节点做更多的工作，这意味着功能较弱的计算机（大多数个人设备）可能无法在网络中运行。因此，垂直可扩展性导致验证节点减少，这意味着更集中的挖矿和更强大的节点操作员。

第 1 层可扩展性的利弊权衡
垂直第 1 层可扩展性解决方案牺牲了区块链技术三大核心要素中的两个：去中心化、安全性和速度。
从本质上讲，在底层扩展不可能同时实现这三个目标。区块大小的增加会导致对完整节点的硬件要求提高。这意味着有足够能力参与网络的计算机会减少。这样做的问题在于，如果验证节点越多，区块链就越分散、越安全。验证节点越少，中心化和不安全性就越大。

以下列区块链为例：
比特币既安全又分散，但速度不快。
瑞波币 XRP 速度快，但安全性较差，分散程度有限。
一些项目选择牺牲安全性和去中心化，以换取高交易吞吐量。EOS 只有 21 个验证节点，每秒却能完成数百笔交易。它是去中心化和安全的吗？与比特币或以太坊相比，它并不安全。