Layer 0（第 0 层区块链）是构建在 Layer 1 之下且更加底层的基础设施。 Layer 0 的目标是提高不同区块链之间的可扩展性、互操作性以及专业化程度。
目前已有一些多链应用尝试采用不同的架构来达成这个Layer 0 的目标，本文将会介绍三个Layer 0 的实际例子，以及两个实际建构在Layer 0 上，享受Layer 0 生态系统好处的项目。
第一层：Layer 1 是可以交互和分布数据的基础区块链，比如 Bitcoin, Ethereum, BNB chain 等等。
第2层：Layer 2 是建立在 Layer 1 之上的协议，旨在提高区块链的性能和输出。 Layer 1 的交易可以交由附加的 Layer 2 处理，处理完成后的结果会被发送回 Layer 1 的基础层，以便永久记录。 Layer 2 的扩容方案旨在减轻基础层区块链的负载、提高处理速度，并解决可扩展性问题。通过 Layer 1 和 Layer 2 之间的互动，区块链可以在不影响安全性的情况下实现可扩展性。想要了解更多有关 Layer 2 的内容可以参考在 Gate Learn 之前发布的文章。
第三层：Layer 3 建立在Layer 2 之上，能提供更强的可扩展性和可定制性，目前较常被需要频繁链上交互的项目采用，让开发人员根据需求在Layer 3上部署游戏链，来运行特定的Dapp 游戏项目，以适应高频繁的链上交互或提升用户的钱包体验。想要了解更多有关 Layer 3 的内容可以参考在Gate Learn之前发布的文章。
我们以 Polkadot 为例子来检视 Layer 0 的基础设施是怎么运作的、有哪些优势。 Polkadot 的Layer 0 是这样运作的：以一个中继链（Relay-chain）作为主链，来负责平行链（Parachain）上的安全性；中继链上运行着许多平行链，它们是用于特定应用的Layer 1 侧链；此外，还有一种网路层协议，允许传输跨共识消息（XCM），让共识系统之间通信，有更强的互操作性。
根据 Polkadot官方文档，平行链设计的主要优势是：
1.可扩展性（Scalability）：
Polkadot 上的中继链专注于消息传递和安全性，这让平行链只作为可扩展的解决方案，不需要为智能合约的执行负责；这种结构也为平行链提供了更大的灵活性和可扩展性，因为它们可以根据特定的应用程序或使用情况进行定制和优化，而不会受到智能合约的限制。
2.专业化（Specialization）：
Polkadot 本身只关注其作为 Layer 0 的基础工作。其他 L1 区块链必须兼顾其安全性并使用 DApp 进行扩展，但 Polkadot 及其专用区块链（平行链）可以协同工作。
3.互操作性（Interoperability）：
由于所有平行链都建立在一个名为 Substrate 的框架上，并连接到 Polkadot 的架构，因此它们可以原生通信、交易资产并形成丰富的跨链交互和连接。上面也提到的 Polkadot XCM 讯息格式允许平行链不需通过中继链就能相互交互，比如共用资产等。
Polkadot 生态中比较有代表性的Layer 1 平行链项目都是早期在第一轮插槽拍卖中取胜的项目，发展的较久，在社区内的共识也比较强，以下按照目前TVL 大小为顺序，介绍三个Layer 1 项目。
AstarAstar Network （原 Plasm）是在日本最受欢迎的智能合约平台。 Polkadot 作为 L0，中继链并不支持智能合约的开发和部署，而 Astar 正好填补了这个位置。 Astar 支持 Wasm（WebAssembly ）和 EVM 两种智能合约方案，是 Polkadot 生态中第一个支持以太坊生态的平行链，并包括了 Layer 2 扩展解决方案，比如 OVM（Optimistic Vitual Machine）等。
为了吸引开发者在 Astar 生态建设，Astar 网路还推行了一个 dApp 质押计画。在 Astar 网路中，对于每个产生的区块，都会有一部分通膨的代币被分配给 dApp 质押；这些质押所产生的奖励会被分配给 dApp 开发者和质押者。
Astar 是这样建构在Polkadot 上的：使用Polkadot 的中继链负责跨链的互操作性、数据储存和交易验证；而EVM 层则负责执行智能合约并与以太坊兼容，允许开发者构建并部署dApp 。
MoonbeamMoonbeam 是一座以太坊网桥，主要用来将以太坊上用 Solidity 撰写的智能合约在少许更改后接入 Moonbeam 链，从而得以通过中继链和整个 Polkadot 生态中的项目跨链互操作。 2020 年知名的 DeFi 服务 SushiSwap 在 Moonbeam 上部署了分支；2022 年 Polkadot 原生 USDT 在 Moonbeam 中上线。
Polkadot 网络的测试网是Kusama，一般开发者的使用流程是这样：先在Kusama 测试网上使用Moonriver （Moonriver 的功能大致和Moonbeam 一样，是在Kusama 上的先行项目）测试、验证智能合约，然后将代码发送到Polkadot 上的Moonbeam；Moonbeam 能够在Polkadot 链上执行EVM 实例，也支持ERC-20 标准和DOT 协议。
AcalaAcala 是建立在Polkadot 网络上的金融服务平台，提供三个主要的服务：AcalaSwap （是一个用来换币AMM，LPs 也可以开池注入流动性收取手续费）、Honzon（是一个稳定币协议） 、Homa（是一个流动性质押协议）。 Acala 被视为 Polkadot 的 DeFi 中心，兼容以太坊，使开发者能轻松将 DeFi 项目从以太坊转移到 Acala 网络。它有着双代币系统，包括本地去中心化稳定币（aUSD）和ACA（Acala 网络的治理代币），上述的三个主要服务能够满足平行链抵押、跨链流动性创建、多链资产抵押、算法稳定币aUSD 发行等需求。
随着 2023 年 7 月 Polkadot 1.0 的最终版本发布，标志着 Polkadot 中继链的功能已经交付。长期来讲，Polkadot 想成为的，是一个更通用的生态系统，生成、利用、销售区块空间（即 Polkadot 的 Coretime）。
以下为一些Polkadot 生态系统当前的数据： 1.580 个生态系统专案：包含90 条平行链、300 个Dapp，190 个基于Substrate 的区块链； 2.目前平行链中最重要的专案有关中心化稳定币Tether （USDT） 和Circle （USDC） 的推出和部署，在Polkadot 的Asset Hub 中就有高达2.5 亿美元的USDC； 3.整个生态系统中有近2,000 名月活跃开发者和83,000 名月活跃使用者。
此外，在互操作性和跨链桥的应用上，Bridge Hub 和 Identity 链、Asset Hub 和 Collectives 链都是Polkadot 生态系统中值得注意的基础设施。 2023 年 12 月，无信任网桥 Snowbridge，已经在安全审计后被部署到了 Asset Hub 和 Bridge Hub 的生产环境，预计将在新年的不久后开始启用。无信任跨链桥的底层加密方式，是采用 Web3 Foundation 研究团队内部开发的特殊用途加密协定，它们与 XCM 集成并允许任意合约交互，将来可以用于和以太坊、Moonbeam 网路的各种解决方案。无信任提供了更好的可扩展性和效率，限制是底层网路安全性较弱。
和 Polkadot 类似，Cosmos 也是最早提出打造跨链生态系统、有着类似的 Layer 0 愿景的项目之一。根据 Cosmos 官方白皮书，Cosmos 生态系统可以实现区块链之间的互操作性，资产可以由不同的验证者发行和控制，但可以在区块链之间无缝移动和交换，而无需依赖受信任的第三方。
Tendermint 核心：Cosmos 上有许多区域（zone），所有的区域由 Tendermint Core 提供支援，这是一个高性能又安全的共识引擎，可以扼制恶意行为。 Tendermint Core 的 BFT 共识演算法非常适合扩展公共权益证明区块链。具有其他共识模型的区块链，包括以太坊和比特币等工作量证明区块链，可以使用适配器区域（adapter zones）连接到 Cosmos 网路。 Tendermint 后更名为 Ignite，因为创始人 Jae Kwon 的理念不同而分开成两个实体，由 Kwon 担任另一个实体 NewTendermint 的 CEO。
Cosmos Hub：Cosmos 上的第一个区域称为 Cosmos Hub。Cosmos Hub 是一种多资产权益证明（PoS）区块链网路，并受到简单的机制治理，使网路本身能够适应和升级。此外，Cosmos Hub 可以通过连接其他区域进行扩展。 Cosmos Hub 负责所有区域间的代币转移，并会跟踪所有代币总量；各个Hub 将各个区域的风险隔离；任何人都可以将新区域连接到Cosmos Hub，因此区域允许未来与新的区块链技术方案相容。
IBC 跨链协议：Cosmos 网路中的 Hub (s) 和区域通过 IBC 协议相互通信，IBC 协议是用来传递区块链资料的虚拟协议，类似 Web2 网路中的 UDP 或 TCP 协议。
除了上面提到的共识引擎 Tendermint Core、Cosmos 上第一个区域 Cosmos Hub 以及 IBC 跨链协议以外，还有 Cosmos SDK 这个开发框架，这些基础设施构成了 Cosmos 生态系统。
截止目前Coingecko的数据显示，Cosmos 生态中市值排名前 100 的项目有 10 个；搭建在 Cosmos 生态系统中的项目超过 260 个。可以看到，Cosmos 技术还是诞生出了许多很强的项目，这可能是因为Polkadot 与Cosmos 选择了不同的技术发展路径；Polkadot 是通过中继链和平行链的设计来共享安全的；而Cosmos Hub本身并不负责链上讯息交换和安全，根据Gate Learn 之前发布的这篇文章，Cosmos 生态更像是放射性的网状结构，各个应用链需自己负责安全性，而这种设计使得 Cosmos 生态下的 DeFi 项目具有更大的灵活性和自主性。
InjectiveInjective 是一个模组化的、开箱即用的互操作性区块链，可以用于建立完全去中心化的订单簿、预测市场或提供其它链上金融服务的 dApp。 Injective 使用 Cosmos SDK 构建，能够使用 Tendermint 权益证明共识框架实现即时交易。
在互操作性方面，Injective 支持在以太坊、Moonbeam、CosmosHub 等支援 IBC 的链以及 Solana、Avalanche 等 Wormhole 整合链之间的无缝跨链交易。由于 Injective 支援与以太坊和所有支援 IBC 的链进行跨链交易，这意味着在 Injective 上创建的代币预设可以出现在多个网路中。
在跨链生态的兼容方面，Injective 支援 CosmWasm，这是一个为 Cosmos 生态系统构建的新型智能合约平台。这意味着开发者可以轻松地在 Injective 上启动自己的智能合约驱动的 dApp。在支援 CosmWasm 的其他链上运行的智能合约，也可以无缝迁移到 Injective。
CronosCronos 是以太坊相容的 Layer 1 区块链，建立在 Cosmos SDK 之上。原本加密网使用的是Cronos.org这个开源公链来提供金融服务，后来项目方为了扩大 DeFi、NFT 和 GameFi 在垂直领域的采用，创建了 Cronos 这个并行运行的区块链。创建这个新链还为了让 dApp 和智能合约的部署更便宜，并降低碳排量。
Cronos 与 EVM 兼容，Solidity 和所有 EVM 工具开箱即用，并有 Cronos Play，一套面向Web，Unity，Unreal和C 游戏开发人员的开发人员工具，能方便地开发 GameFi 项目。
Cronos 最大的特点是受到Crypto.com的直接支持：Cronos 生态系统资助计画，这是一个透过引导初始产品开发和提供技术支援来支持 Cronos 的早期计画；此外还有 Cronos Accelerator，一个针对有潜力的 dApp 开发者的计画。
CelestiaCelestia 是数据可用性（Data Availability）赛道中脱颖而出的项目，它是一个模组化的网络，专注于排序交易并验证已发布的数据的可用性。
Celestia 使用一种名为数据可用性采样（DAS） 的方法，不同的区块段上随机采样多次，每次成功采样都会提升数据可用性信心和区块的有效性，而且这个方法还是可扩展的，随着更多的轻节点加入网路来采样数据，区块大小会增加，从而允许更高的吞吐量。它在技术上的创新为它在 2022 年吸引了 5500 万的融资。以太坊曾经表示未来想专注在数据可用性与安全性，而与以太坊的 DA 层相比，Celestia 大幅降低了数据成本，因此被认为对以太坊产生了威胁。
和 Polkadot 最重要的专案资产为稳定币（2.5 亿美元的 USDC）类似，Cosmos 2022 年取得的成功也是由于 Terra 链生态的稳定币 UST 部署在 Cosmos 上，当时市值在稳定币生态中排行第四。可想而知，2022 年 5 月 Terra 脱钩的死亡螺旋给 Cosmos 带来了严峻的考验，带动 ATOM 代币大幅下跌。
Cosmos 生态系统后续开始在模组化上发力。目前其发展近况是，Cosmos Hub 的分叉网络 AtomOne 将在 2024 年 2 月 27 日上线主网。这一事件的背景是去年 ATOM 代币通胀率提案以微幅比例通过后，创始人 Jae Kwon 对结果表示不满，愤而提出分叉。从这个事件可以观察到 Cosmos 目前至少存在三大问题：
1.中心化问题：除了创始人能通过分叉来反制社区提案，监控节点运营商的（比如 Chainflow 等个体验证器运营商）和 LIDO 等权益池的中本聪系数显示（截止文章撰写时间），Cosmos 生态得分为 7，以太坊为 2，Solana 为 20，Polkadot 为 92，这个数据也可以反映出 Cosmos 生态系统是比较中心化的。
2.高通胀率和网路安全成本：最早在Blockworks Research 的研究中显示，Cosmos 的$ATOM 代币有着高通胀率，这不但意味着在代币经济学上的不可持续性，也连带影响了Cosmos 在网路安全上所支付的成本，促使团队推出相关提案；
3.生态项目治理、代币流动性都很分散：前者的例证是 Tendermint 的改名和分开，容易引起生态系统的混乱；后者则影响用户体验、进而影响 Cosmos 的采用。
Cosmos 生态的未来走向是什么？根据 Cosmos Hub 负责人 Billy Rennekamp 在AMA 中的分享，Cosmos Hub 即将推出的功能包括 Vega 升级、新模组 AuthZ 和 FeeGrant、以及更新的网路稳定性和安全性。此外，还有IBS封包路由功能。 Gravity DEX 和 Emeris 标志着 Cosmos 生态系统的发展，但这也引起了一些关于生态系统可信度和平衡性的讨论。链间安全和 ATOM 功能的实施将进一步提升 Cosmos Hub 的价值和安全性。另外，Cosmos 上的 NFT 和 IRISnet 专案也在进行，将为生态系统带来更多应用和价值。这些升级和功能将改善用户体验，并有望促进 Cosmos 生态系统的发展和采用。
Layer 0 一词最早期为人所知，是因为 Gavin Wood 的传道和 Polkadot平行链 Blog中使用了这个词汇。然而，在 Polkadot 2023 年的年终总结中，已经不再把 Polkadot 和 Layer 0 相提并论。这可能是因为 Polkadot 和 Cosmos 在生态系统发展中都遇到了相似的问题：
除了以太坊愿意将 Polkadot 整合进协议以外，其它 Layer 1 似乎不太可能这么做。同样的，Cosmos 的网路安全性也被原生代币 ATOM 保护着，大家最终还是希望累积 Layer 1 的代币去实现更多链上交互。网路安全仰赖排序器的分配，如何重新定义这些角色（比如XAI 通过Sentry 节点来解决验证诱因问题），以及跨链生态下，模块化、可组合性的基础设施该如何发展，这些都是2024 Layer 0 赛道会遇到的切实问题。如果 Polkadot 和 Cosmos 无法交付出让社区满意的解决方案，那么对应这些问题的路径或许不会叫作 Layer 0，而会是别的名词。
通用跨链协议的未来还有一些其它项目也在跨链赛道中竞争。 Wormhole 是一个跨链协议，用于在区块链之间的通用消息传递，它本身既不是区块链也不是代币桥（token bridge）。它提供一些工具用来打造跨链的交易所、实现 NFT 治理或构建跨链游戏。
另一个类似跨链协议是采用超级轻节点（ULN）的 LayerZero，它和 Wormhole 的设计有些类似。LayerZero 的 CEO 认为，Wormhole 等系统的运作方式是让控制元件位于「系统」中，只有被信任的管理者才能升级它们（需要13/19 的多签）；而LayerZero 同样用外部金钥管理dApp 的参数，并依赖于金钥管理者不会作恶。不同之处在于，Wormhole 的 dApp 没有任何控制权，并且无法阻止「系统」强制升级，并更改底层的消息传递协议；而 LayerZero 让每个 dApp 可以选择一组无法更改的安全参数。这意味着 LayerZero 作为关键基础设施是不可变的、开源的，永远由用户所有。
除了 Polkadot 发展的轻节点协议、Cosmos 的 IBC 跨链协议，未来这一赛道内还会有更多类似 Wormhole 和 LayerZero 这样的通用跨链协议，提供更高效、更灵活和更安全的解决方案。
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