Layer 1 区块链生态系统：概述

由 Alchemy 编写

由 Brady Werkheiser 审核

发布于 2022年3月10日 阅读时间10 分钟

介绍

自 2015 年推出以来，以太坊凭借其先发优势取得了巨大的增长。以太坊主要专注于提供一种无需第三方干预即可启用智能合约的方法。这消除了中心化的需求，并为去中心化提供了重要的推动。

尽管以太坊将其系统设计得非常灵活，但由于网络效应的抛物线式增长，它仍然面临着诸如严重拥塞以及交易速度较慢、成本较高的问题。

这个问题与 Vitalik Buterin（以太坊创始人）创造的术语“可扩展性不可能三角（The Scalability Trilemma）”有关。“可扩展性不可能三角”指的是加密项目在优化其自身区块链底层架构时经常面临的权衡。

这导致了替代的 layer ones, 或 L1s 的增长，它们可以提供另一种方式来解决当今我们面临的当前区块链的技术限制。

Avalanche（雪崩）

Avalanche 是一个为可扩展性设计的区块链平台，也是一个开源平台，是以太坊的替代方案。它们的共识系统使它们成为更快、更高效的替代方案。最终，这有助于他们专注于更好的交易速度，降低交易成本，并帮助他们更加环保。

就像以太坊使用 ETH 作为交易货币一样，Avalanche 使用 AVAX token，AVAX token 反过来也是其自身区块链交易使用的货币。

Ava Labs 于 2020 年 9 月推出了 Avalanche。康奈尔大学研究员 Emin Gün Sirer 领导 Ava Labs，旨在提供专门的功能，以便以太坊的开发者可以轻松切换到 Avalanche 系统。

Avalanche 的工具和库

Avalanche 为开发者提供了在其区块链中使用的一系列工具：

• Abigen：将 solidity 合约编译为 golang，以编程方式部署和调用合约。与 Abigen 一起用于交互、监控和通信网络中节点的某些工具包括 AvalancheJS、Avalanche 的 Public API、Grafana Dashboards 和 Postman Collections。

• Avalanche Wallet SDK：一个 typescript 库，用于创建和管理非托管钱包。

• Avalanche Local Simulator：一个帮助开发者启动 Avalanche 区块链本地实例的工具。

• Avalanche Network Runner：一个 shell 客户端，用于部署本地网络或与节点通信。它还可以快速启动测试网络环境。

• Index API：使开发者能够索引 Avalanche 网络。

开发方面的技术差异

Avalanche 速度快且成本低

Avalanche 支持以太坊 dApp 的开发，可以确认数千笔交易。

交易速度比市场上其他区块链平台快得多。这归功于网络组件、虚拟机、以太坊的 RPC 调用等等的组合。这种速度为用户提供了更好的整体体验。

定制区块链的部署

Avalanche 中的节点必须在一定的时间范围内达成共识。

轻松访问网络

由于 Avalanche 能够处理数百万个在整个验证过程中不断参与的验证者，因此更容易访问网络。该区块链不需要任何高度配置的硬件即可加入成为验证者。

难以执行攻击

为了使攻击发生在 Avalanche 中，必须能够持有至少 80% 的 token。这将提高网络本身的安全。

Avalanche 的权益证明

Avalanche 使用权益证明（Proof-of-Stake，PoS）系统，而不是以太坊使用的 Proof-of-Work（PoW）。由于其 PoW 系统（目前是这样），以太坊的能源消耗更多并且缺乏可扩展性。

由于 Avalanche 使用 PoS 模型，因此 token 持有者可以锁定投资，以换取获得奖励的机会。Avalanche 上的交易由支持网络的 Staker 验证。

Staker 能够通过惩罚那些不遵守规则的人来帮助网络防止欺诈。不做本职工作的验证者可能会被削减 stake，这意味着他们持有的 stake 中的一部分加密货币可能会丢失。总的来说，Avalanche 的 PoS 更快、更便宜，这为选择其区块链而不是其他模型提供了一个很好的理由。

主网络

Avalanche 的独特之处在于它使用三个区块链来实现卓越的稳健性和功能。主网络是一个特殊的子网，用于验证和保护这三个区块链，每个区块链都扮演着不同的角色。这些区块链如下：

• X-Chain（Exchange Chain，交换链）：用于发行数字资产。支持在区块链中创建和交换资产。

• C-Chain（Contract Chain，合约链）：也称为转换链，用作 Avalanche 的智能合约区块链。这使以太坊开发者能够将兼容的应用程序和资产转换为 Avalanche（Avalanche 的 EVM）。所涉及的协议使该过程更快、更便宜和无缝。

• P-Chain（Platform Chain，平台链）：该区块链负责协调验证者并监控子网。验证者在此处 stake AVAX token 以保护网络。

Avalanche 的挑战

Avalanche 的主要挑战在于，它面临着来自以太坊和未来出现的其他竞争项目的激烈竞争。此外，验证者必须 stake 2,000 个 AVAX token 才能成为验证者。最后，Avalanche 不会惩罚那些被认为是疏忽或有恶意行为的验证者，不会让他们失去 AVAX。这意味着，用于验证网络的 stake 的 $AVAX 加密货币永远不会减少。

指标

• 市值：约 200 亿美元

• TVL：112 亿美元

• 热门 dApp（过去 30 天）：Trader Joe、Pangolian Exchange、Sushi、NFTrade、Bogged.Finance、Kalao、Aave、Platypus、Kill Rich、Cradabra 等。

• 1 天费用：$834,536.42

• 7 天平均费用：$758,107.12

• 验证者数量：1,249

Solana

介绍

Solana 是目前市场上最热门的区块链之一。Solana 的独特之处在于，与其他区块链相比，它具有不同的共识系统，称为历史证明（Proof of History，PoH）。与以太坊一样，Solana 继续吸引开发者，并使他们能够在该领域创建具有高潜力的项目。Solana 提供了一种“无状态”架构，并且由于其降低的内存消耗而变得高度可扩展。

Anatoly Yakovenko 在 2017 年发布了关于历史证明的白皮书后，创立了 Solana。2018 年，Greg 对白皮书的第一个实现进行了原型设计，该实现是开源的。该项目最初名为 Loom，但在 3 月 28 日更名为 Solana。该项目于 2020 年首次亮相为 ICO。Solana 现在由 Solana 基金会作为 Solana Labs 运营，并且仍然是主要的贡献者。

Solana 的工具和库

Solana 目前提供自己的命令行界面和 Web3.js SDK，使开发者能够与 Solana 本身的区块链和程序进行通信（就像 API 一样）。Solana 还有许多其他开源工具，例如 Solana faucet、Metaplex Metadata Finder 和 Merkle Distributor。Solana 的强大社区提供了更多工具：​​ https://soldev.app/library/tools。你可以在此处找到有关社区的更多信息：https://solana.com/developers

开发方面的技术差异

由于以太坊和其他区块链在其区块链中使用工作量证明或权益证明共识系统，因此 Solana 依赖于历史证明共识系统。PoH 的使用使区块链整体上更快、可扩展且节能。

为什么使用历史证明？

PoH、事件和交易使用 SHA256 哈希函数进行哈希处理。这使验证者可以更轻松地按时间顺序跟踪哈希并按顺序处理交易。验证者无需等待区块被填满即可处理交易。因此，Solana 能够每秒处理更多交易。

由于哈希处理过程创建了清晰且可验证的交易序列，因此验证者可以将交易添加到区块中，而无需传统的加粗时间戳。总的来说，这是一种验证者通过 Solana 的“延迟函数”按时间顺序跟踪哈希的方法，将时间编码为数据。

Turbine（涡轮机）

Solana 使用一种称为 Turbine 的协议，该协议将信息分解为更小的 bits，从而使信息更容易处理。Solana 能够通过这种方式解决带宽问题并提高处理交易的能力。

Turbine 类似于以太坊的分片计划。

Gulf Stream（海湾流）

Gulf Stream 是 Solana 使用的另一种协议，用于将交易缓存和转发推向网络的边缘。客户端和验证者将交易转发给预期的领导者，并允许验证者提前执行交易。

此外，Gulf stream 可以缩短确认时间、加快领导者切换时间并减轻验证者的内存压力。如果网络具有不确定的领导者或无法知道初始条件以预测结果，则此解决方案是不可能的。

Sealevel

对于以太坊，其 EVM 被认为是单线程的，这意味着一次只有一个智能合约可以修改区块链的状态。但是，Solana 能够进行并行线程处理，这意味着可以运行智能合约而不会相互重叠。

Solana 使用 Sealevel，Sealevel 是一种超并行交易处理引擎，用于跨 SSD（固态驱动器）和 GPU（图形处理单元）进行扩展。这使 Solana 能够水平扩展而不是垂直扩展。

Pipelining（流水线）

Pipelining 是 Solana 使用的一种技术，用于将序列数据输入到硬件组件中。这使得数据能够以高速率在节点之间进行验证和复制。总的来说，这是一种有效的 CPU（中央处理器）设计改进。

Cloudbreak

从本质上讲，这是 Solana 的水平扩展架构。由于扩展计算对于 Solana 来说还不够，因此存储帐户信息所需的内存成为一个更大的问题。Cloudbreak 允许 Solana 在不使用分片的情况下进行扩展。Solana 创建了 Cloudbreak，以同时利用所有硬件来索引数据、读取数据库和写入交易输入。

Archivers（存档器）

最后，Solana 能够通过使用 Archivers 来存储数据。Archivers 使网络能够将数据从验证者卸载到 Achievers 本身。这使得节点能够以极少的硬件要求复制信息。Archivers 允许在分布式公共账本上使用安全高效的区块链数据。

Archivers 在他们所做的事情上效率很高，因为它们只存储状态本身的一小部分。但是，网络将要求 Archivers 证明它正在存储他们应该存储的数据。这种技术将被称为复制证明（Proof of Replication，PoRep）。

Solana 的挑战

与其他区块链一样，Solana 的一项挑战是它需要在加密货币世界中占据强大的地位。另一个挑战是 stake 中心化。如果例如 Standard Custody 在 Solana 中 stake 很大一部分，则存在潜在的安全风险。Standard Custody 出现问题可能会导致 Solana 的区块链崩溃。

此外，Solana 在一个地方的高度集中对区块链不利，因为拥有 Solana 会赋予投票权。最后，流动性和价格数据非常重要，因为大量流动性都在 Project Serum 上，该项目在 Solana 上创建了一个名为 Serum DEX 的工具。Serum DEX 上的损坏可能会对 Solana 造成损坏。

最近，由于机器人过度执行重复交易，Solana 遭受了网络中断。这是一个日益严重的问题，因为 Solana 中不能保证网络稳定性。

指标

市值：约 305 亿美元

TVL：72 亿美元

热门 dApp（过去 30 天）：Raydium、MeanFi、Orca、Magic Eden、Solanart、Solend、Saber、Solsea、Wormhole、Mercurial 等。

1 天费用：$108,723.89

7 天平均费用：$79,375.03

验证者数量：1,531

Terra

介绍

Terra 是一种区块链协议，允许大量使用算法稳定币。稳定币与任何法定货币的价格Hook，例如美元或欧元。因此，Terra 区块链上的用户可以保存、交换或花费 Terra 稳定币。与比特币、以太坊和其他 altcoins 等其他区块链相比，Terra 提供了更高的稳定性。

在整个 Terra 区块链中，Terra 一词也指代协议中的两种加密货币之一。Terra 区块链中的另一个重要 token 称为 Luna。我们稍后将对此进行更多说明。

Terra Labs 在 Terra Alliance（15 家大型电子商务公司，在亚洲获得了大量交易量和用户）的帮助下创建了 Terra 区块链。由 Daniel Shin 和 Do Kwan 共同创立，他们认为价格稳定和采用对于朝着大规模采用加密货币和区块链基础设施迈出下一步至关重要。

Terra 的工具和库

Terra 提供了与以太坊相同的工具，只是它是由协议本身创建和提供的。就像以太坊使用 Web3.js 和 Web3py 作为前端 python SDK 一样，Terra 使用 Terra.js 或 Terra SDK。此外，Terra 还有一个浏览器扩展（Station CX）和自己的本地测试网络，用于在 Terra 区块链上进行实验。最后，Terra 没有使用 Solidity，而是使用了 Rust。

Terra 提供了自己的命令行界面，称为 Terrad，以帮助与 Terra 区块链进行交互。Terra 还有一个名为 Terra Core 的核心模块。Terra Core 使用户可以参考用 Golang 编写的 Terra 协议的实现。

该区块链可以提供多重签名帐户。多重签名帐户是一种特殊的密钥，需要多个签名才能签署交易，这对于希望交易获得多方同意的情况很有用。最后，Terra 提供了一个 faucet，称为 Terra Testnet Faucet，可让用户接收最新 Terra 测试网络的 token。

开发方面的技术差异

与以太坊和大多数其他区块链相比，Terra 的运作方式不同，因为它的主要作用是创建算法稳定币。Terra 旨在实现去中心化的经济，并增加对新的金融原语的参与，以帮助创新货币的概念。

Token 经济学

Terra 的独特之处在于，它受到对称为 Luna 的 stake 资产的分布式共识的保护。这支持算法上与法定货币Hook的稳定币。

该协议由两个主要 token 组成：

• Terra：这些是与法定货币价格Hook或跟踪的 coins。例如，UST 将与美元Hook，美元是美国的货币。为稳定币命名其法定对应物是一种常见的做法。用户可以通过销毁 Luna token 来获得新的 Terra token。所有 Terra 面额都存在于同一个池中。

• Luna：Luna 主要用于治理、stake 和挖矿，是 Terra 协议的原生 token，用于吸收 Terra 的价格波动。Stake luna 会奖励验证者在 Terra 区块链上记录和验证交易。这些奖励以费用的形式出现。这里存在一种相关性：Terra 的利用率越高，Luna 的价值就越高。

权益证明

与以太坊的工作量证明共识协议一样，Terra 使用权益证明共识协议。Terra 使用当前由 Tendermint 使用的共识机制存在，通过使用验证者来保护其网络。

交易费用

与以太坊的生态系统相比，Terra 网络中的交易费用非常低。这是因为价格稳定算法可确保较低的交易费用和无缝的跨境交易。Terra 旨在消除第三方的使用，以便在不产生高额费用的情况下完成交易。

此外，每笔付款仅需 0.6% 的费用，在六秒甚至更短的时间内即可完成。与传统的信用卡支付收取 2.8% 或更高的费用相比，这是一个更好的选择。

互操作性

众所周知，Terra 区块链建立在 Cosmos IBC（区块链间通信协议）之上。这实现了区块链互操作性；像 Terra 这样的网络能够看到和访问许多区块链系统上的信息，这意味着网络可以相互通信。例如，随着越来越多的开发者开始使用该协议，Terra 能够在 Solana、以太坊和其他区块链上运行。

Terra 的挑战

Terra 的市值远小于以太坊，因此 Terra 在金融经济领域达到创新地位仍面临竞争。此外，如果 Terra 以某种方式没有与法定货币的价格Hook，则可能导致巨大的风险、损失和对协议的损害。

如果 Terra 的验证者和委托者没有履行职责或行为不端，则会受到罚没。未完成验证者或委托者角色的一个示例包括在交易上签名两次（Double signing）、无响应（停机）或错过 Oracle 流程中的投票。

指标

市值：约 330 亿美元

TVL：231.3 亿美元

dApp：Mirror、Achor、Terraswap、Pylon、Terra Station、Chai、Mavalo、Spectrum、LoTerra、Preserver 等。

验证者总数：305

活跃验证者数量：130

结论

许多以太坊生态系统为开发者提供了一个令人信服的理由，让他们在更具可扩展性、互操作性的网络之上进行构建。但是，随着这些 Layer 1 区块链面临着吸引更多用户和解决可扩展性不可能三角的激烈竞争，它们面临的挑战将会显现出来。时间会证明，以太坊是否会成为缓解扩展问题的主要解决方案，或者可行的替代 L1 是否会在未来开始主导该领域。

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📚 目录

• 介绍
• Avalanche（雪崩）
• Avalanche 的工具和库
• 开发方面的技术差异
• Avalanche 的挑战
• 指标
• Solana
• 介绍
• Solana 的工具和库
• 开发方面的技术差异
• Solana 的挑战
• 指标
• Terra
• 介绍
• Terra 的工具和库
• 开发方面的技术差异
• Terra 的挑战
• 指标
• 结论

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