什麼是Layer0區塊鏈？ Layer0的應用與專案介紹

Layer 0 是什麼？

Layer 0（第 0 層區塊鏈）是建構在 Layer 1 之下且更底層的基礎設施。 Layer 0 的目標是提高不同區塊鏈之間的可擴展性、互通性以及專業化程度。

目前已有一些多鏈應用嘗試採用不同的架構來達成這個Layer 0 的目標，本文將會介紹三個Layer 0 的實際例子，以及兩個實際建構在Layer 0 上，享受Layer 0 生態係好處的項目。

回顧 Layer 1 - Layer 3

第一層：Layer 1 是可以互動和分散資料的基礎區塊鏈，例如 Bitcoin, Ethereum, BNB chain 等等。

第2層：Layer 2 是建立在 Layer 1 之上的協議，旨在提高區塊鏈的效能和輸出。 Layer 1 的交易可以交由附加的 Layer 2 處理，處理完成後的結果會被傳送回 Layer 1 的基礎層，以便永久記錄。 Layer 2 的擴容方案旨在減輕基礎層區塊鏈的負載、提高處理速度，並解決可擴展性問題。透過 Layer 1 和 Layer 2 之間的互動，區塊鏈可以在不影響安全性的情況下實現可擴展性。想要了解更多有關 Layer 2 的內容可以參考在 Gate Learn 之前發布的文章。

第三層：Layer 3 建立在Layer 2 之上，能提供更強的可擴展性和可自訂性，目前較常被需要頻繁鏈上互動的專案採用，讓開發人員根據需求在Layer 3上部署遊戲鏈，來運行特定的Dapp 遊戲項目，以適應高頻繁的鏈上互動或提升用戶的錢包體驗。想要了解更多有關 Layer 3 的內容可以參考在Gate Learn之前發布的文章。

Layer 0 的應用：以 Polkadot 為例

我們以 Polkadot 為例來檢視 Layer 0 的基礎設施是怎麼運作的、有哪些優勢。 Polkadot 的Layer 0 是這樣運作的：以中繼鏈（Relay-chain）作為主鏈，來負責平行鏈（Parachain）上的安全性；中繼鏈上運行著許多平行鏈，它們是用於特定應用的Layer 1 側鏈；此外，還有一種網路層協議，允許傳輸跨共識訊息（XCM），讓共識系統之間通信，有更強的互通性。

來源：波卡部落格

Polkadot 平行鏈設計的優勢

#根據Polkadot官方文檔，平行鏈設計的主要優點是：

1.可擴展性（Scalability）：

Polkadot 上的中繼鏈專注於訊息傳遞和安全性，這讓平行鏈只作為可擴展的解決方案，不需要為智能合約的執行負責；這種結構也為平行鏈提供了更大的靈活性和可擴展性，因為它們可以根據特定的應用程式或使用情況進行自訂和優化，而不會受到智能合約的限制。

2.專業化（Specialization）：

Polkadot 本身只專注於其作為 Layer 0 的基礎工作。其他 L1 區塊鏈必須兼顧其安全性並使用 DApp 進行擴展，但 Polkadot 及其專用區塊鏈（平行鏈）可以協同工作。

3.互通性（Interoperability）：

由於所有平行鏈都建立在一個名為Substrate 的框架上，並連接到Polkadot 的架構，因此它們可以原生通訊、交易資產並形成豐富的跨鏈互動和連結。上面也提到的 Polkadot XCM 訊息格式允許平行鏈不需透過中繼鏈就能相互交互，例如共用資產等。

Polkadot 生態上的Layer 1 項目

Polkadot 生態中比較有代表性的Layer 1 平行鏈項目都是早期在第一輪插槽拍賣中取勝的項目，發展的較久，在社群內的共識也比較強，以下依照目前TVL 大小為順序，介紹三個Layer 1 項目。

Astar
Astar Network （原 Plasm）是在日本最受歡迎的智慧合約平台。 Polkadot 作為 L0，中繼鏈並不支援智慧合約的開發和部署，而 Astar 正好填補了這個位置。 Astar 支援 Wasm（WebAssembly ）和 EVM 兩種智慧合約方案，是 Polkadot 生態中第一個支援以太坊生態的平行鏈，並包含了 Layer 2 擴展解決方案，例如 OVM（Optimistic Vitual Machine）等。

為了吸引開發者在 Astar 生態建設，Astar 網路也推行了一個 dApp 質押計畫。在 Astar 網路中，對於每個產生的區塊，都會有一部分通膨的代幣被分配給 dApp 質押；這些質押所產生的獎勵會被分配給 dApp 開發者和質押者。

Astar 是這樣建構在Polkadot 上的：使用Polkadot 的中繼鏈負責跨鏈的互通性、資料儲存和交易驗證；而EVM 層則負責執行智能合約並與以太坊相容，允許開發者建置並部署dApp 。

Moonbeam
Moonbeam 是一座以太坊網橋，主要用來將以太坊上用Solidity 撰寫的智能合約在少許更改後接入Moonbeam 鏈，從而得以通過中繼鍊和整個Polkadot 生態中的項目跨鏈互操作。 2020 年知名的 DeFi 服務 SushiSwap 在 Moonbeam 上部署了分支；2022 年 Polkadot 原生 USDT 在 Moonbeam 中上線。

Polkadot 網路的測試網是Kusama，一般開發者的使用流程是這樣：先在Kusama 測試網上使用Moonriver （Moonriver 的功能大致和Moonbeam 一樣，是在Kusama 上的先行項目）測試、驗證智慧合約，然後將程式碼傳送到Polkadot 上的Moonbeam；Moonbeam 能夠在Polkadot 鏈上執行EVM 實例，也支援ERC-20 標準和DOT 協定。

Acala
Acala 是建立在Polkadot 網路上的金融服務平台，提供三個主要的服務：AcalaSwap （是一個用來換幣AMM，LPs 也可以開池注入流動性收取手續費）、Honzon（是一個穩定幣協議） 、Homa（是一個流動性質押協議）。 Acala 被視為 Polkadot 的 DeFi 中心，相容於以太坊，讓開發者可以輕鬆將 DeFi 專案從以太坊轉移到 Acala 網路。它有著雙代幣系統，包括本地去中心化穩定幣（aUSD）和ACA（Acala 網路的治理代幣），上述的三個主要服務能夠滿足平行鏈抵押、跨鏈流動性創建、多鏈資產抵押、演算法穩定幣aUSD 發行等需求。

Polkadot 的交付進度和限制

隨著 2023 年 7 月 Polkadot 1.0 的最終版本發布，標誌著 Polkadot 中繼鏈的功能已經交付。長期來講，Polkadot 想成為的，是一個更通用的生態系統，產生、利用、銷售區塊空間（即 Polkadot 的 Coretime）。

以下為一些Polkadot 生態系統目前的資料： 1.580 個生態系統專案：包含90 個平行鏈、300 個Dapp，190 個基於Substrate 的區塊鏈；2. 目前平行鏈中最重要的專案有關中心化穩定幣Tether （USDT） 和Circle （USDC） 的推出和部署，在Polkadot 的Asset Hub 中就有高達2.5 億美元的USDC； 3.整個生態系統中有近2,000 名月活躍開發者和83,000 名月活躍使用者。

此外，在互通性和跨鏈橋的應用上，Bridge Hub 和 Identity 鏈、Asset Hub 和 Collectives 鏈都是Polkadot 生態系統中值得注意的基礎設施。 2023 年 12 月，無信任網橋 Snowbridge，已經在安全審計後被部署到了 Asset Hub 和 Bridge Hub 的生產環境，預計將在新年的不久後開始啟用。無信任跨鏈橋的底層加密方式，是採用Web3 Foundation 研究團隊內部開發的特殊用途加密協定，它們與XCM 集成並允許任意合約交互，將來可以用於和以太坊、Moonbeam 網路的各種解決方案。無信任提供了更好的可擴展性和效率，限制是底層網路安全性較弱。

擁有類似目標的 Layer 0 專案：Cosmos

和 Polkadot 類似，Cosmos 也是最早提出打造跨鏈生態系統、有著類似的 Layer 0 願景的專案之一。根據Cosmos 官方白皮書，Cosmos 生態系統可以實現區塊鏈之間的互通性，資產可以由不同的驗證者發行和控制，但可以在區塊鏈之間無縫移動和交換，而無需依賴受信任的第三方。

Cosmos 生態系統的優勢

Tendermint 核心：Cosmos 上有許多區域（zone），所有的區域由Tendermint Core 提供支援，這是一個高性能又安全的共識引擎，可以扼制惡意行為。 Tendermint Core 的 BFT 共識演算法非常適合擴展公共權益證明區塊鏈。具有其他共識模型的區塊鏈，包括以太坊和比特幣等工作量證明區塊鏈，可以使用適配器區域（adapter zones）連接到 Cosmos 網路。 Tendermint 後來更名為 Ignite，因為創辦人 Jae Kwon 的理念不同而分開成兩個實體，由 Kwon 擔任另一個實體 NewTendermint 的 CEO。

Cosmos Hub：Cosmos 上的第一個區域稱為 Cosmos Hub。 Cosmos Hub 是一種多資產權益證明（PoS）區塊鏈網路，並受到簡單的機制治理，使網路本身能夠適應和升級。此外，Cosmos Hub 可以透過連接其他區域進行擴充。 Cosmos Hub 負責所有區域間的代幣轉移，並將追蹤所有代幣總量；各個Hub 將各個區域的風險隔離；任何人都可以將新區域連接到Cosmos Hub，因此區域允許未來與新的區塊鏈技術方案相容。

IBC 跨鏈協議：Cosmos 網路中的Hub (s) 和區域透過IBC 協議相互通信，IBC 協議是用來傳遞區塊鏈資料的虛擬協議，類似Web2 網路中的UDP 或TCP 協定。

除了上述的共識引擎 Tendermint Core、Cosmos 上第一個區域 Cosmos Hub 以及 IBC 跨鏈協定以外，還有 Cosmos SDK 這個開發框架，這些基礎設施構成了 Cosmos 生態系統。

Cosmos 生態上的 Layer 1 項目

截止目前Coingecko的數據顯示，Cosmos 生態中市值排名前 100 的項目有 10 個；搭建在 Cosmos 生態系統中的項目超過 260 個。可以看到，Cosmos 技術還是誕生出了許多很強的項目，這可能是因為Polkadot 與Cosmos 選擇了不同的技術發展路徑；Polkadot 是透過中繼鍊和平行鏈的設計來共享安全的；而Cosmos Hub本身並不負責鏈上訊息交換和安全，根據Gate Learn 先前發布的這篇文章，Cosmos 生態更像是放射性的網狀結構，各個應用鏈需自己負責安全性，而這種設計使得Cosmos 生態下的DeFi 專案具有更大的靈活性和自主性。

Injective
Injective 是一個模組化的、開箱即用的互通性區塊鏈，可以用於建立完全去中心化的訂單簿、預測市場或提供其它鏈上金融服務的dApp。 Injective 使用 Cosmos SDK 構建，能夠使用 Tendermint 權益證明共識框架實現即時交易。

在互通性方面，Injective 支援在以太坊、Moonbeam、CosmosHub 等支援 IBC 的鏈以及 Solana、Avalanche 等 Wormhole 整合鏈之間的無縫跨鏈交易。由於 Injective 支援與以太坊和所有支援 IBC 的鏈進行跨鏈交易，這意味著在 Injective 上創建的代幣預設可以出現在多​​個網路道路中。

在跨鏈生態的兼容方面，Injective 支援 CosmWasm，這是一個為 Cosmos 生態系統構建的新型智能合約平台。這意味著開發者可以輕鬆地在 Injective 上啟動自己的智慧合約驅動的 dApp。在支援 CosmWasm 的其他鏈上運行的智能合約，也可以無縫遷移到 Injective。

Cronos
Cronos 是以太坊相容的 Layer 1 區塊鏈，建立在 Cosmos SDK 之上。原本加密網使用的是Cronos.org這個開源公鏈來提供金融服務，後來專案方為了擴大 DeFi、NFT 和 GameFi 在垂直領域的採用，創造了 Cronos 這個平行運行的區塊鏈。創建這個新鏈也為了讓 dApp 和智能合約的部署更便宜，並降低碳排量。

Cronos 與EVM 相容，Solidity 和所有EVM 工具開箱即用，並有Cronos Play，一套面向Web，Unity，Unreal和C 遊戲開發人員的開發人員工具，能方便地開發GameFi 項目。

Cronos 最大的特點是受到Crypto.com的直接支援：Cronos 生態系統資助計畫，這是一個透過引導初始產品開發和提供技術支援來支援Cronos 的早期計畫；此外還有Cronos Accelerator，一個針對有潛力的dApp 開發者的計畫。

Celestia
Celestia 是資料可用性（Data Availability）賽道中脫穎而出的項目，它是一個模組化的網絡，專注於排序交易並驗證已發布的資料的可用性。

Celestia 使用名為資料可用性採樣（DAS） 的方法，不同的區塊段上隨機採樣多次，每次成功採樣都會提升資料可用性信心和區塊的有效性，而且這個方法還是可擴展的，隨著更多的輕節點加入網路來採樣數據，區塊大小會增加，從而允許更高的吞吐量。它在技術上的創新為它在 2022 年吸引了 5500 萬的融資。以太坊曾經表示未來想專注在資料可用性與安全性，而與以太坊的 DA 層相比，Celestia 大幅降低了資料成本，因此被認為對以太坊產生了威脅。

Cosmos 的限制與未來走向

和Polkadot 最重要的專案資產為穩定幣（2.5 億美元的USDC）類似，Cosmos 2022 年取得的成功也是由於Terra 鏈生態的穩定幣UST 部署在Cosmos 上，當時市值在穩定幣生態中排名第四。可想而知，2022 年 5 月 Terra 脫鉤的死亡螺旋為 Cosmos 帶來了嚴峻的考驗，帶動 ATOM 代幣大幅下跌。

Cosmos 生態系統後續開始在模組化上發力。目前其發展近況是，Cosmos Hub 的分叉網絡 AtomOne 將在 2024 年 2 月 27 日上線主網。這事件的背景是去年 ATOM 代幣通膨率提案以微幅比例通過後，創辦人 Jae Kwon 對結果表示不滿，憤而提出分叉。從這個事件可以觀察到Cosmos 目前至少有三大問題：

1.中心化問題：除了創始人能透過分叉來反制社區提案，監控節點運營商的（比如Chainflow 等個體驗證器運營商）和LIDO 等權益池的中本聰係數顯示（截止文章撰寫時間），Cosmos 生態得分為7，以太坊為2，Solana 為20，Polkadot 為92，這個數據也可以反映出Cosmos 生態系統是比較中心化的。

2.高通膨率和網路安全成本：最早在Blockworks Research 的研究中顯示，Cosmos 的$ATOM 代幣有著高通膨率，這不僅意味著在代幣經濟學上的不可持續性，也連帶影響了Cosmos 在網路安全上所支付的成本，促使團隊推出相關提案；

3.生態專案治理、代幣流動性都很分散：前者的例證是 Tendermint 的改名和分開，容易引起生態系統的混亂；後者則影響用戶體驗、進而影響 Cosmos 的採用。

Cosmos 生態的未來走向是什麼？根據 Cosmos Hub 負責人 Billy Rennekamp 在AMA 中的分享，Cosmos Hub 即將推出的功能包括 Vega 升級、新模組 AuthZ 和 FeeGrant、以及更新的網路穩定性和安全性。此外，還有IBS封包路由功能。 Gravity DEX 和 Emeris 標誌著 Cosmos 生態系統的發展，但這也引起了一些關於生態系統可信度和平衡性的討論。鏈間安全和 ATOM 功能的實施將進一步提升 Cosmos Hub 的價值和安全性。另外，Cosmos 上的 NFT 和 IRISnet 專案也在進行，將為生態系統帶來更多應用和價值。這些升級和功能將改善用戶體驗，並有望促進 Cosmos 生態系統的發展和採用。

結論與未來展望

Layer 0 一詞最早為人所知，是因為 Gavin Wood 的傳道和 Polkadot平行鏈 Blog中使用了這個詞彙。然而，在 Polkadot 2023 年的年終總結中，已經不再把 Polkadot 和 Layer 0 相提並論。這可能是因為 Polkadot 和 Cosmos 在生態系統發展中都遇到了類似的問題：

除了以太坊願意將 Polkadot 整合進協議以外，其它 Layer 1 似乎不太可能這麼做。同樣的，Cosmos 的網路安全性也被原生代幣 ATOM 保護著，大家最終還是希望累積 Layer 1 的代幣去實現更多鏈上互動。網路安全仰賴排序器的分配，如何重新定義這些角色（例如XAI 透過Sentry 節點來解決驗證誘因問題），以及跨鏈生態下，模組化、可組合性的基礎設施該如何發展，這些都是2024 Layer 0 賽道會遇到的實際問題。如果 Polkadot 和 Cosmos 無法交付出讓社群滿意的解決方案，那麼對應這些問題的路徑或許不會叫作 Layer 0，而會是別的名詞。

通用跨鏈協議的未來
還有一些其它項目也在跨鏈賽道中競爭。 Wormhole 是一個跨鏈協議，用於在區塊鏈之間的通用訊息傳遞，它本身既不是區塊鏈也不是代幣橋（token bridge）。它提供一些工具用來打造跨鏈的交易所、實現 NFT 治理或建立跨鏈遊戲。

另一個類似跨鏈協定是採用超級輕節點（ULN）的 LayerZero，它和 Wormhole 的設計有些類似。 LayerZero 的CEO 認為，Wormhole 等系統的運作方式是讓控制元件位於「系統」中，只有被信任的管理者才能升級它們（需要13/19 的多簽）；而LayerZero 同樣用外部金鑰管理dApp 的參數，並依賴金鑰管理者不會作惡。不同之處在於，Wormhole 的 dApp 沒有任何控制權，也無法阻止「系統」強制升級，並更改底層的訊息傳遞協定；而 LayerZero 讓每個 dApp 可以選擇一組無法更改的安全參數。這意味著 LayerZero 作為關鍵基礎設施是不可變的、開源的，並且永遠由用戶擁有。

除了Polkadot 發展的輕節點協議、Cosmos 的IBC 跨鏈協議，未來這條賽道內還會有更多類似Wormhole 和LayerZero 這樣的通用跨鏈協議，提供更有效率、更靈活和更安全的解決方案。

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