以太坊L1与L2,一文读懂区块链扩容的双层架构

投稿 2026-02-27 3:09 点击数： 1

在区块链领域，以太坊作为全球第二大公链，其“可扩展性”（Scalability）一直是开发者与用户关注的焦点，为了解决早期网络拥堵、交易费用高昂等问题，以太坊逐渐形成了“L1（第一层）+L2（第二层）”的双层扩容架构，以太坊L1与L2究竟是什么？它们如何协同工作？本文将为你详细拆解这一核心概念。

以太坊L1：区块链的“地基”

L1（第一层），即“第一层区块链”，指的是以太坊的主链（Mainnet），也就是我们常说的“底层区块链”，它是以太坊网络的“基础设施”，承担着最核心的功能：

共识机制：L1通过共识算法（早期为PoW，已升级为PoS）确保网络中所有节点对交易顺序和状态达成一致，保障数据的安全性与不可篡改性。
最终结算：所有交易数据最终都需要在L1上“落地”并确认，这是以太坊信任的“最终来源”。
安全性保障：L1依托全球数千个节点共同维护，拥有极高的安全性，是整个生态的“信任基石”。

但L1的局限性：以太坊L1的设计更注重“去中心化”与“安全性”，导致其交易处理能力（TPS，每秒交易数）有限（目前约15-30 TPS），在用户量激增时（如NFT热销、DeFi高峰期），L1易出现拥堵，交易费用（Gas费）飙升，用户体验大打折扣。

以太坊L2：L1的“扩容加速器”

为解决L1的扩容瓶颈，L2（第二层）应运而生，L2是构建在以太坊L1之上的“侧链”或“扩容方案”，它通过将大量计算和交易处理转移到L2，再定期将结果“提交”给L1，从而在不牺牲L1安全性的前提下，大幅提升网络整体效率。

L2就像“高速公路”：L1是国道（基础但容量有限），L2是专用高速路（容量大、速度快），所有车辆（交易）先上高速路处理，最后再确认到达国道（L1）的终点。

L2的核心工作原理：“ rollup ”技术

L2的主流技术方案是“Rollup”（状态通道），其核心逻辑是：

交易在L2处理：用户的交易（如转账、合约交互）在L2网络上执行，L2会快速完成计算并生成“交易证明”。
数据提交至L1：L2将交易数据（而非完整交易结果）压缩后“提交”到L1，L1负责验证这些数据的合法性。
L1最终结算：L1确认L2提交的数据后，更新L1的全球状态，完成交易的“最终确认”。

通过这种方式，L2将大量计算压力转移至自身，仅将必要数据存储在L1，既提升了TPS（L2 TPS可达数千甚至数万），又依托L1的安全性确保交易最终可信。

L2的常见类型与技术代表

根据技术路径不同，L2主要分为以下几类：

Optimistic Rollup（乐观Rollup）：
- 原理：假设L2上的交易是“合法的”，仅在发生争议时由L1进行验证。
- 优势：实现简单，兼容以太坊虚拟机（EVM），开发成本低。
- 代表项目：Arbitrum、Optimism。
ZK-Rollup（零知识Rollup）：
- 原理：通过“零知识证明”（ZKP）技术，向L1证明“L2的交易结果合法”，无需依赖假设。
- 优势：安全性更高，交易数据更少，理论上能实现更强的隐私保护。
- 代表项目：zkSync、StarkNet（ZK-Rollup的一种变体）。
其他L2方案：
- 侧链（Sidechain）：如Polygon PoS，与L1并行运行，有自己的共识机制，安全性依赖独立验证者，与L1的“最终结算”较弱。
- 状态通道（State Channels）：如Lightning Network（比特币网络类似技术），适合高频小额交易，但需参与方在线开启通道。

L1与L2的协同：以太坊的“分层扩容”战略

以太坊的L1与L2并非替代关系，而是分工协作的“双层生态”：

L1（主链）：专注于“安全性”与“去中心化”，负责最终结算与全局状态共识，如同“央行”确保货币价值。
L2（扩容层）：专注于“效率”与“低成本”，处理海量交易，如同“商业银行”提供日常金
融服务。

这种分层架构，既保留了以太坊作为“价值结算层”的核心优势，又通过L2解决了用户体验问题，为DeFi、NFT、GameFi等应用提供了更广阔的发展空间。

L1是信任基石，L2是效率引擎

以太坊L1与L2的关系，本质上是“安全”与“效率”的平衡：L1以去中心化和安全性为代价，提供了区块链的信任根基；L2则通过技术优化，将效率提升到新高度，同时依赖L1的信任背书，随着以太坊Dencun升级（进一步降低L2数据存储成本）等进展，L2生态将更加繁荣，推动以太坊从“可用的区块链”向“大规模应用的互联网基础设施”迈进。

对用户而言，理解L1与L2的区别，能帮助我们更好地选择交易场景（如高频交易优先L2，大额结算可选L1）,也能更清晰地把握区块链扩容技术的发展方向。