春节特别企划科普系列 | 区块链分层架构
区块链的 “不可能三角” 一直是技术落地的核心阻碍 —— 安全性、去中心化、效率难以兼顾。而 Layer1 与 Layer2 的分层架构，通过 “分工协作” 的思路，让底层公链守住安全底线，扩容方案承接效率需求，成为破解这一难题的关键。
Layer1 即底层公链，是区块链的 “基础骨架”，负责共识机制、数据存储、安全验证等核心功能，典型代表如比特币、以太坊。但 Layer1 存在天然性能瓶颈：比特币全网节点需同步验证每笔交易，仅能支撑 7TPS（每秒交易数）；以太坊初代采用 PoW 共识，TPS 也仅 15 左右。这是因为去中心化要求越多节点参与验证，数据同步成本就越高，效率自然受限。即便以太坊合并升级为 PoS，TPS 提升至 15-30，仍无法满足电商支付、高频交易等大规模应用场景的需求，Layer1 的优化空间已接近技术天花板。
Layer2 作为搭建在 Layer1 之上的扩容方案，核心逻辑是 “交易离线处理，关键数据上链确认”，相当于为 Layer1 减轻负担。目前主流技术路径分为三类：
Optimistic Rollup（乐观汇总）以 Arbitrum、Optimism 为代表，核心是 “默认交易合法，争议时验证”。它将多笔交易打包压缩后上传 Layer1，仅在出现欺诈质疑时，通过 “欺诈证明” 还原交易过程进行验证。这种模式兼容性极强，可直接复用以太坊生态应用，交易速度达 2000+TPS，手续费仅为 Layer1 的 1/10，但缺点是提款需等待 7 天争议期，用户体验有瑕疵。
ZK-Rollup（零知识汇总）如 zkSync、StarkNet，借助零知识证明技术实现高效扩容。它将多笔交易聚合为一个 “有效性证明”，Layer1 无需验证单笔交易，仅需确认证明合法即可。其优势是速度更快（3000+TPS）、提款仅需几分钟，且安全性与 Layer1 完全等价，但技术门槛高，对智能合约兼容性较差，生态建设相对滞后。
状态通道适合高频小额场景（如游戏道具交易、即时支付），通过在交易双方间建立 “私有通道”，交易离线完成，仅开户和结算时与 Layer1 交互，理论上可实现无限 TPS，但适用范围较窄，无法支撑复杂智能合约。
数据可用性与安全性的平衡是 Layer2 的核心命题：Layer2 需确保上传至 Layer1 的数据完整可查，同时依赖 Layer1 的去中心化节点保障安全。Arbitrum 与 zkSync 的核心差异在于 “取舍不同”：Arbitrum 以兼容性换效率，更适合现有以太坊应用迁移；zkSync 以技术复杂度换极致性能，更适配对速度和提款体验要求高的场景。
分层架构的本质是 “各司其职”：Layer1 聚焦安全与去中心化，Layer2 专攻效率与成本优化。随着技术迭代，Layer2 将成为区块链大规模落地的核心载体，而 Layer1 则回归 “最终结算层” 的核心定位，二者协同构建高效可信的区块链生态。