在区块链领域，Layer 1 指的是底层基础网络，如比特币、以太坊、BNB Chain 等，它们构成了整个区块链生态的根基。这些网络能够独立验证并完成交易，无需依赖其他网络。然而，Layer 1 网络在扩展性上面临挑战，这也催生了 Layer 2 等扩容方案的出现。
什么是 Layer 1？
Layer 1 网络即底层区块链，如比特币（BTC）、以太坊（ETH）、BNB Chain（BNB）和 Solana 等。它们被称为 Layer 1，是因为这些网络在其生态中处于核心地位，能够自主处理并完成交易。与之相对的是建立在主链之上的 Layer 2 方案和侧链等。
Layer 1 协议通常拥有自己的原生代币，用于支付交易费用，并维护网络的安全与去中心化特性。
Layer 1 的扩容挑战与解决方案
扩展性问题
Layer 1 网络普遍面临扩展性不足的问题。以比特币为例，其采用的工作量证明（PoW）机制虽保证了安全与去中心化，但在交易量激增时处理速度明显下降，确认时间延长，手续费也随之升高。
主流扩容方式
为提升吞吐能力，开发者提出了多种 Layer 1 扩容方案：
- 增大区块大小：使每个区块能容纳更多交易。
- 更改共识机制：如以太坊从 PoW 转向权益证明（PoS）。
- 分片技术（Sharding）：通过数据库分区提升并行处理能力。
这些改进往往需要社区共识，有时甚至会导致网络分裂，例如 2017 年比特币与比特币现金的分叉。
实例：比特币的 SegWit
Segregated Witness（SegWit）是比特币的一种 Layer 1 扩容方案，通过改变区块数据的组织方式（将数字签名从交易输入中分离），在不影响安全性的前提下提升了吞吐量。SegWit 通过向后兼容的软分叉实现，未升级的节点仍可处理交易。
分片技术：Layer 1 扩容的关键路径
分片是一种将网络和节点划分为多个小组（分片）的技术，每个分片独立处理部分交易与数据，从而分散负载、提高速度。节点无需维护整个区块链的完整副本，只需向主链汇报本地数据状态，如余额等重要指标。
这种方式显著提升了交易处理能力，是许多新一代区块链项目的核心设计。
Layer 1 与 Layer 2 的关系
并非所有改进都适合在 Layer 1 进行。由于技术限制，某些变更在主链上难以实施。例如，以太坊转向 PoS 耗费了多年时间。
对于需要高吞吐的应用（如区块链游戏），仅依赖 Layer 1 往往不够。此时，Layer 2 方案成为更优选择，它在继承 Layer 1 安全性与去中心化的同时，提升了性能。
闪电网络案例
比特币的闪电网络是典型 Layer 2 解决方案。用户在链下进行快速交易，最终将余额状态汇总至主链，大幅节省时间和资源。
代表性 Layer 1 区块链项目
除了比特币和以太坊，还有许多 Layer 1 项目在去中心化、安全与扩展性三者之间寻求平衡，并支持丰富多样的应用场景。
Elrond
Elrond 成立于 2018 年，通过分片技术提升性能，每秒可处理超过 10 万笔交易。其采用安全权益证明（SPoS）共识和自适应状态分片机制，验证者可在分片间流动，降低恶意攻击风险。原生代币 EGLD 用于支付费用、部署 DApp 及激励验证者。
Harmony
Harmony 是支持分片的高效 PoS（EPoS）网络，主网包含四个并行验证的分片。该项目聚焦跨链金融，提供与以太坊、比特币的无信任桥接，降低托管风险。代币 ONE 用于支付手续费、质押和治理。
Celo
Celo 源自 Go Ethereum，但实现了 PoS 和独特的地址系统（支持手机号或邮箱作为公钥）。其生态涵盖 DeFi、NFT 和支付解决方案，已确认交易超 1 亿笔。原生代币 CELO 用于交易和激励，另有多种稳定币（如 cUSD、cEUR）供用户选择。
THORChain
THORChain 是基于 Cosmos SDK 构建的去中心化跨链交易所（DEX），旨在实现无需资产锚定或包装的跨链流动性。它采用自动化做市商（AMM）模型，原生代币 RUNE 作为基础交易对和结算资产。
Kava
Kava 结合了 Cosmos 的速度互操作性与以太坊的开发者支持，采用“双链”架构，分别支持 EVM 和 Cosmos SDK。其共识基于 Tendermint PoS，提供高扩展性。KAVA 是原生功能与治理代币，另设有美元稳定币 USDX。
IoTeX
IoTeX 专注于区块链与物联网（IoT）结合，让用户掌控设备产生的数据。通过“MachineFi”系统，用户可从真实数据中赚取数字资产。项目还推出硬件产品 Ucam 和 Pebble Tracker，支持实时环境监测。代币 IOTX 用于支付、质押和治理。
常见问题
Layer 1 和 Layer 2 有什么区别？
Layer 1 是底层主网，独立处理交易并维护安全；Layer 2 是建立在主网之上的二级协议，依赖主网完成最终结算，主要用于提升交易速度和降低费用。
为什么 Layer 1 扩容困难？
Layer 1 的变更常需全网共识，技术实现复杂，且容易导致社区分歧甚至分叉。因此，许多项目选择通过 Layer 2 或其他方案扩展性能。
分片是如何提升性能的？
分片将网络拆分为多个并行处理的小组，各自独立负责部分交易，从而分散负载，提高整体吞吐量，同时减少单个节点的存储压力。
哪些项目采用了分片技术？
Elrond、Harmony 和以太坊 2.0 等都应用了分片技术，以提升网络扩展性和处理效率。
Layer 1 项目的代币有什么作用？
主要用于支付交易手续费、参与网络治理、质押验证以及激励生态贡献者，是维护网络运行和安全的核心要素。
如何选择适合的 Layer 1 网络？
需根据具体需求判断，考虑因素包括交易速度、安全性、生态成熟度、开发支持以及是否支持跨链互操作等。
结语
当前区块链生态中，Layer 1 与 Layer 2 项目共同构成了多层次、互联系的架构。理解 Layer 1 的基本概念及其扩容方案，有助于更好地把握区块链技术的发展趋势，尤其在跨链互操作成为主流的背景下，这一知识显得尤为重要。