區塊鏈 是一項革命性的技術，可實現安全透明的數據交換。 它利用一系列層來存儲和處理信息，這些層被稱為層 0-3。 每一層都有自己的目的和功能，從而形成一個可以處理各種交易的綜合系統。
區塊鏈被定義為一種分佈式賬本技術 (DLT)，可促進兩方或多方之間數字資產的安全和可信交換。 它是一個獨特的系統，作為一個開放的、去中心化的網絡，可以同時在多台計算機上存儲數據。
Layer1
為了驗證和完成交易，第 1 層是基礎區塊鏈，可以在其上構建多個其他層。 它們可以獨立於其他區塊鏈工作。
layer1可以分為三個部分：
- 數據層 - 負責存儲與網絡內交易相關的所有數據。 這包括交易歷史、餘額、地址等。該層還通過使用加密算法（散列）來幫助驗證每筆交易，以確保准確性和安全性。
- 網絡層——負責處理區塊鍊網絡上用戶之間的通信。 它負責在網絡中廣播交易和其他消息，並驗證這些消息的準確性和合法性。
- 共識層——允許區塊鏈就所有用戶在進行交易時必須遵守的一組規則達成一致。 它通過使用工作量證明、股權證明或拜占庭容錯等共識算法確保所有交易都是有效和最新的。
- 應用程序/智能合約層是大部分功能在區塊鍊網絡中發生的地方。 該層包含可用於構建在區塊鏈生態系統之上運行的應用程序的代碼（或智能合約）。 這些應用程序能夠以安全、分佈式的方式執行交易和存儲數據。 並非所有 layer1 協議都具有智能合約功能。
此類網絡的示例包括比特幣、Solana、 以太幣和 卡達諾——所有這些都有自己的原生代幣。 該令牌用於代替交易費用，並作為網絡參與者加入網絡的激勵。
雖然這些硬幣根據基礎項目有不同的面額，但它們的目的保持不變：為區塊鏈的功能提供經濟支持機制。
第 1 層網絡存在擴展問題，因為區塊鏈難以處理網絡所需的交易數量。 這導致交易費用急劇增加。
區塊鏈三難困境是 Vitalik Buterin 創造的一個術語，在討論該問題的潛在解決方案時經常被引用； 本質上需要平衡去中心化、安全性和可擴展性。
其中許多方法都有自己的權衡。 例如資助超級節點——從而購買超級計算機和大型服務器——以增加可擴展性，但創建一個固有的中心化區塊鏈。
解決區塊鏈三難困境的方法：
增加塊大小
增加第 1 層網絡的塊大小可以有效地處理更多交易。 然而，維護一個無限大的塊是不可行的，因為更大的塊意味著由於增加的數據需求和減少的去中心化而導致的交易速度變慢。 這通過增加塊大小限制了可擴展性，以降低安全性為代價限制了性能提升。
改變共識機制
雖然工作量證明 (POW) 機制仍然存在，但與權益證明 (POS) 機制相比，它們的可持續性和可擴展性較差。 這就是以太坊從 POW 過渡到 POS 的原因； 目的是提供一種更安全可靠的共識算法，在可擴展性方面產生更好的結果。
拆分
分片是一種數據庫分區技術，用於擴展分佈式數據庫的性能。 通過跨多個節點分割和分佈區塊鏈分類賬，分片提供增強的可擴展性，從而增加交易吞吐量，因為多個分片可以並行處理交易。 與傳統的串行方法相比，這會提高性能並顯著縮短處理時間。
類似於吃一塊分成幾片的蛋糕。 以這種方式，即使數據量增加或出現任何網絡擁塞，分片網絡也會更加高效，因為所有參與節點在處理事務時同步協同工作。
Layer2
第 2 層協議建立在第 1 層區塊鏈之上，以解決其可擴展性問題，而不會使基礎層負擔過重。
這是通過創建一個稱為“鏈下”的輔助框架來完成的，該框架允許比第 1 層可以支持的更好的通信吞吐量和更快的交易時間。
使用第 2 層協議，可以提高交易速度並增加交易吞吐量，這意味著可以在定義的時間段內一次處理更多交易。 當主網絡變得擁堵和變慢時，這將非常有益，因為它有助於降低交易費用成本並提高整體性能。
以下是 Layer2s 解決可擴展性難題的幾種方法：
通道數
通道提供第 2 層解決方案，允許用戶在向基礎層報告之前在鏈下進行多個交易。 這允許更快和更有效的交易。 有兩種類型的通道：支付通道和狀態通道。 支付渠道僅支持支付，而狀態渠道支持更廣泛的活動，例如通常發生在區塊鏈上的活動，例如處理智能合約。
缺點是參與的用戶必須為網絡所知，因此公開參與是不可能的。 同樣，所有用戶在使用該頻道之前都必須在多重簽名智能合約中鎖定他們的代幣。
血漿
Plasma 框架由 Joseph Poon 和 Vitalik Buterin 創建，利用智能合約和數字樹創建“子鏈”，它們是原始區塊鏈的副本——也稱為“父鏈”。
這種方法允許將交易從主鏈轉移到子鏈上，從而提高交易速度並降低交易費用，並且適用於數字錢包等特定情況。
Plasma 的開發人員對其進行了專門設計，以確保在特定的等待期結束之前，任何用戶都無法進行交易。
但是，該系統不能用於幫助擴展通用智能合約。
側鏈
側鍊是與主區塊鍊或第 1 層並行運行的區塊鏈，具有幾個不同於傳統區塊鏈的獨特特徵。 側鏈帶有自己獨立的區塊鏈，通常使用不同的共識機制，並且具有與第 1 層不同的塊大小要求。
然而，儘管側鏈有自己的獨立鏈，但它們仍然通過共享虛擬機連接到第 1 層。 這意味著可以在第 1 層網絡上使用的任何合約或交易也可用於側鏈，從而在兩種類型的鏈之間創建可擴展的互操作性基礎設施。
匯總
Rollups 通過將側鏈上的多個交易分組為基礎層上的單個交易並使用 SNARK（簡潔的非交互式知識論證）作為加密證明來實現擴展。
雖然有兩種類型的 rollups——ZK rollups 和 Optimistic rollups——不同之處在於它們在層之間移動的能力。
Optimistic rollups 使用虛擬機可以更輕鬆地從 Layer1 遷移到 Layer2，而 ZK rollups 則放棄了此功能以提高效率和速度。
Layer0
第 0 層協議在實現資產移動、完善用戶體驗以及減少與跨鏈互操作性相關的障礙方面發揮著關鍵作用。 這些協議為 Layer 1 的區塊鏈項目提供了一個有效的解決方案來應對主要問題，例如難以在 Layer1 生態系統之間移動。
一套 Layer0 協議不只是一種設計； 可以採用不同的共識機制和區塊參數來實現差異化目的。 一些 Layer0 代幣用作有效的反垃圾郵件過濾器，因為用戶必須先質押這些代幣才能訪問相關的生態系統。
Cosmos 是一種第 0 層協議，以其開源工具套件而聞名，包括 Tendermint、Cosmos SDK 和 IBC。 這些產品允許開發人員在可互操作的環境中無縫構建自己的區塊鏈解決方案； 互惠架構使組件能夠自由地相互交互。 這種虛擬世界的協作願景已經在 Cosmoshood 中實現，因為它是由其忠實擁護者精心創造的——允許區塊鍊網絡獨立繁榮但又共同存在，體現了“區塊鏈互聯網”。
另一個常見的例子是 波爾卡圓點.
Layer3
第 3 層是為基於區塊鏈的解決方案提供支持的協議。 通常稱為“應用層”，它為第 1 層協議提供處理指令。 這使得構建在區塊鏈平台之上的 dapps、遊戲、分佈式存儲和其他應用程序能夠正常運行。
如果沒有這些應用程序，僅第 1 層協議的用處將非常有限； 第 3 層對於釋放他們的力量至關重要。
第四層？
Layer4不存在，討論的層稱為區塊鏈的四層，但這是因為我們在編程世界中是從0開始計數的。
結論
區塊鍊網絡的可擴展性在很大程度上取決於它們的架構和它們採用的技術堆棧。 網絡的每一層都有一個重要的目的，即允許更大的吞吐量和與其他區塊鏈的互操作性。 第 1 層協議構成基礎層或主區塊鏈，而側鏈、匯總和第 0 層協議為擴展提供額外支持。
第 3 層協議提供指令，允許用戶訪問構建在整個系統之上的應用程序。 這些元素共同構成了一個強大的、無需信任的基礎設施，能夠安全地處理大規模交易。
資料來源：https://www.cryptopolitan.com/what-is-layer0-layer1-layer2-layer3-in-blockchain/