简单易懂的四层协议解释

每个区块链都由嵌入在其代码中的许多协议(规则和过程)组成。

就当这是一栋在建的新房子吧。它建立在一个坚实的基础上，即互联网。由于其精心设计的协议，每个区块链都是独一无二的。

区块链协议定义了网络的许多特性，包括安全性、去中心化、可扩展性、可用性、技术成熟度、生态系统开发和治理。

就像一个完全建成的房子一样，区块链由多个结构层组成。去中心化金融(DeFi)协议主导了去中心化应用(Dapp)解决方案市场，以太坊作为领先的区块链为第3层智能合约和Dapp提供了平台。

本文的目的是帮助理解每个协议和相关层。

区块链协议的层数：

第0层:

网络层，这一层作为任何区块链的主要通信层。在网络层上构建了一个点对点网络，其中包括数据传输协议。

第1层:

基础层，包含确保区块链安全的关键加密协议。这一层加密协议对于流程的完整性、数据的安全分发和区块链的共识机制至关重要。

BTC的工作证明(PoW)和以太坊的权益证明(PoS)是两个最知名的第一层协议。在最近的共识协议升级中，以太坊放弃了PoW，转而采用PoS (Casper)。新的第一层PoS协议速度更快，能耗更低。

转向PoS使得攻击以太坊协议变得更加困难。为了确保网络安全，验证者必须质押大量ETH。如果验证者试图攻击网络，该协议将摧毁所有与之相关的ETH。想要在PoW中达到同样的结果，协议就必须能够摧毁所有矿工的硬件，这是不可能的。

随着即将到来的分片链更新，以太坊的安全模型也将发生变化。信标链会随机给分片分配验证者，这样就几乎不可能攻击特定的分片。在PoW区块链上，分片不太安全，因为协议不能控制矿工。

第2层:

执行层，它可能包括虚拟环境、区块、交易和智能合约。这一层通过执行价值转移、智能合约执行和区块生成等操作，提高了区块链的速度和可扩展性。

第2层扩展技术涉及链下改进以提高交易速度，而第1层扩展技术则提高基链的吞吐量。例如：使用第 1 层工作量证明协议进行支付。两种协议都采用了类似的第2层扩展解决方案，利用私有支付通道来缓解区块链拥塞。

第3层:

应用层，包含Dapp、去中心化自治组织(Decentralized Autonomous organization, DAO)和自治代理。

这一层可以容纳各种不同的用户级代理和与区块链交互的程序。用户通过应用程序内置的协议与区块链通信。一些最流行的Layer 3解决方案包括Uniswap, PancakeSwap, Polygon和Loopring。

结论

随着最近对DeFi Dapp需求的激增，以太坊区块链上已经推出了几个layer2扩展解决方案，包括rollup、plasma、状态通道和分片协议。

然而，要密切关注以太坊的竞争对手——Mina、Solana和Polkadot——因为他们也提供了第二层平台，只是以简化DeFi应用程序和NFT的开发为具体目标。

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