區塊鏈中的主網與測試網： 有何差異？

區塊鏈技術正在改變全球各行各業，從金融到供應鏈管理等等。它是一種分散、透明且安全的數位總帳系統，有望重塑我們交換價值和資訊的方式。

但是要建立、測試和部署區塊鏈網路，開發人員需要特定的環境。這就是主網路和測試網路發揮作用的地方。

在這篇文章中，我們將探討 mainnet 和 testnet 的差異、它們在區塊鏈開發中的重要性，以及為什麼兩者對於建立高效能的區塊鏈系統都是不可或缺的。

區塊鏈中的主網是什麼？

主網是真實交易發生的現場、功能完整的區塊鏈網路。簡單來說，主網是區塊鏈的 「官方 」版本，使用者在此使用真實資產（如加密代幣）進行互動。

當一個區塊鏈專案達到成熟時，它就會部署到主網路上，這標誌著從測試和實驗到實際使用的過渡。主網路上的所有交易都涉及真實價值，這意味著它們對真實世界有影響。

主要功能

• Real Transactions：主網路上的每項活動都涉及實際資產。例如，當您向某人發送比特幣或以太坊時，交易就發生在主網路上，在雙方之間轉移真實的金錢。
• 安全性： 主網絡是高度安全的，因為它們使用複雜的加密方法來確保數據是不可變和防篡改的。
• 去中心化： 大多數區塊鏈主網的主要特點是去中心化。這表示沒有中央機構控制網路；相反地，控制權分佈在參與網路的 節點（電腦）之間。例如，以太坊的主網絡由遍布全球的 11,000 多個活躍節點提供支援，使其具有很強的抵禦審查或關閉的能力。

主網的範例

幾個著名的區塊鏈網路在主網上運行。一些例子包括：

比特幣

比特幣的主網是世界上第一個區塊鏈網路，於 2009 年推出。它使用戶能夠發送和接收 Bitcoin，作為一種去中心化的數位貨幣。今天，比特幣被廣泛認可為一種價值儲存，常被稱為 「數位黃金」。

以太坊

以太坊的主網絡不僅用於加密貨幣交易。它於 2015 年推出，是執行智慧契約、運行分散式應用程式 (dApp) 以及透過首次代幣發行 (ICOs) 發行代幣最廣泛使用的平台。

以太坊也是許多分散式金融（DeFi）協定的基礎，可在沒有銀行等中介的情況下實現點對點借貸。在 2022 年 9 月，Ethereum 進行了 「合併」，從工作證明 (PoW) 過渡到權益證明 (PoS) 共識機制，大大降低了對環境的影響。

Solana

Solana 以高效能區塊鏈主網而聞名，其設計目的是以最低的費用處理大量交易，因此特別適合 DeFi 應用程式和不可流通代幣 (NFT) 市場。

在 2024 年，Solana 的交易速度超過每秒 1,050 次以上 (TPS)，每筆交易的平均成本僅為 0.00025 美元，使其成為目前最具擴展性的區塊鏈網路之一。

區塊鏈中的 Testnet 是什麼？

主網代表區塊鏈的實時版本，而測試網則是其測試環境。它是開發人員實驗和測試其區塊鏈解決方案的遊樂場，而無需承擔損失真實資產或破壞實際網路的風險。

Testnet 可讓開發人員執行模擬、實驗程式碼，以及測試 智慧契約。重要的是，testnet 代幣沒有真實世界的價值，因此使用它們不會有財務風險。

重要的是，主網路和測試網路有不同的位址格式，以確保交易在正確的網路中進行。例如，比特幣地址在不同的網路中有所不同：  

• 主網地址通常以 ‘1’、‘3「 或 」bc1「開頭，
• 測試網地址以 ‘2’、‘m’、‘n「 或 」tb1′開頭。

這些網路之間無法傳輸比特幣，如果主網路的比特幣被錯誤地傳送到測試網路的地址，它將會被銷毀並且無法復原。

主要功能

• 測試環境：測試網絡是專為測試區塊鏈網絡而設計的。開發人員可以部署智慧契約、測試區塊鏈升級、模擬各種情境，包括 潛在的安全攻擊，所有這些都在受控的環境中進行。
• 無實際資產：Testnet 代幣不具實際價值，這表示開發人員可以進行實驗，而無需擔心財務損失。在 Ethereum testnet 上進行測試時，開發人員可使用水龍頭接收測試 ETH，這可讓他們模擬真實交易，而無需使用實際的以太坊。
• 對開發人員開放： 大多數測試網都對公眾開放，允許任何人進行實驗。開發人員可以在部署到主網路上之前測試他們的想法。

測試網的使用案例

Testnets 在區塊鏈開發中扮演著重要角色。以下是一些常見的使用案例：

• 智能合約測試： 開發人員使用測試網來檢查智慧契約程式碼中的 bug、漏洞或錯誤。2020 年，Ethereum 開發人員使用 Goerli 和 Ropsten 測試網模擬從 Ethereum 的工作證明 (Proof of Work) 機制過渡到權益證明 (Proof of Stake) 機制，以確保順利轉換到 Ethereum 2.0 。
• 區塊鏈升級： 當區塊鏈專案進行重大升級時，例如 硬分叉 或通訊協定更新，測試網會被用來模擬這些變更，並確保它們不會在主網路上造成問題。例如，Polygon 開發人員 利用測試網路來引進和改進 zkEVM（零知識以太坊虛擬機），這是一個適用於以太坊的 擴充解決方案。測試網路允許開發人員在其主網路推出之前，使用 zkEVM 安全地測試鏈。
• 開發人員學習：測試網也是開發人員的學習工具。新的區塊鏈開發者可以熟悉環境，而不用擔心實際的財務後果。

以太坊上流行的測試網

以下是 Ethereum 網路上幾個頂級測試網的範例：

Rinkeby

Rinkeby 於 2017 年推出，以權力證明 (PoA) 共識機制運作。它以快速交易和易用性著稱，特別是對於使用以太坊的 Geth 客戶端的開發人員而言。Rinkeby 提供區塊瀏覽器來檢視交易、區塊和其他網路活動。開發人員可以透過水龍頭存取測試 ETH，不過它分發代用幣的速度可能較慢。Rinkeby 通常與 MetaMask 一起用於智能合約測試。

Ropsten

Ropsten 模擬 Ethereum 原始的 PoW 系統。它是希望模擬真實世界情況的開發人員的理想選擇，尤其是在 Ethereum 過渡到 Proof of Stake 之前。該網路在過去曾面臨安全挑戰。

Goerli

Goerli 於 2018 年推出，因其跨用戶端相容性而脫穎而出，支援 Geth、Parity 及其他 Ethereum 用戶端。它在 PoA 共識上運作，與 Rinkeby 相似，但為跨不同環境的測試提供了更大的靈活性。Goerli 因其通用性和易用性，無論是簡單還是複雜的應用程式，都越來越受歡迎。

Mainnet與Testnet： 主要差異

為了充分瞭解主網路與測試網路的角色，我們有必要瞭解兩者之間的主要差異。

交易有效性和資產

• 主網絡：主網絡上的交易涉及真實資產，例如加密貨幣。一旦交易被處理，它就是永久性的，資產（金錢或代幣）也會相應移動。在主網路上，錯誤的代價可能很高，因為涉及到真實的價值。
• Testnet： 在測試網路上，交易涉及虛假或測試資產。這些測試代幣沒有真實價值，因此開發人員和使用者可以根據需要進行任意數量的交易，而不會有財務風險。

成本與風險

• Mainnet： 在主網路上進行交易通常會產生交易費用，也就是所謂的 gas fee（以 Ethereum 為例）。這些費用支付給處理交易的礦工或驗證員。主網路上智慧合約的任何錯誤或 bug 都可能導致資產的永久損失。
• 測試網：測試網上的交易是免費的，因為它們不涉及真實資產。測試網是為了提供一個安全的實驗和調試環境而設計，無須擔心財務損失。

開發與測試

• 主網路：主網路是部署已完成專案和完整開發應用程式的地方。它不是測試的場所，因為考慮到交易的實際價值，所有操作都必須完美無瑕。
• 測試網：測試網是編碼師測試新應用程式、智慧型契約和通訊協定升級的首選環境。在這裡，他們可以找出並修復問題，而無需冒真正資產的風險。

安全考慮因素

• 主網絡：由於主網絡處理的是真實資產，因此經常成為駭客和惡意行為者的目標。因此，主網路配備了強大的安全措施，但如果發現漏洞，也會造成更大的風險。
• 測試網路：由於測試網絡缺乏真實世界的價值，因此一般而言較不會受到駭客的攻擊。但是，它們仍然是開發人員測試安全功能和模擬潛在攻擊的寶貴工具。

為什麼區塊鏈開發人員需要測試網

Testnets 是使用區塊鏈技術的開發人員和企業不可或缺的工具。讓我們來探討一下為什麼它們對於成功的區塊鏈開發來說如此重要：

測試新應用程式

開發人員需要一個安全可控的環境來測試他們的區塊鏈應用程式。無論是 dApp、智慧契約或新的通訊協定，測試網都可讓開發人員在將項目移到主網之前，先將其部署在沙箱中。

例如，Ethereum 開發人員可能希望在 Goerli 區塊鏈測試網站上測試 DeFi 協定，以確保其程式碼能正確執行，而不會冒任何真實以太幣 (ETH) 的風險。

發現並修復 Bug

在軟體開發過程中，Bug 和安全漏洞是不可避免的，區塊鏈應用程式也不例外。測試網可讓開發人員在錯誤和漏洞影響主網路上的實際交易之前，及早發現它們。這對於智慧型契約尤其重要，因為智慧型契約一旦部署到主網路上就無法改變。

安全稽核

許多區塊鏈專案在主網路上線之前都要經過安全稽核。這些稽核通常會在測試網路上進行，稽核人員可以在測試網路上仔細檢查程式碼是否有潛在漏洞。測試網為執行模擬和測試安全修補程式提供安全的空間。

節省成本

由於測試網路使用沒有實際價值的代幣，因此開發人員可以在不產生交易成本的情況下部署應用程式並與之互動。這對於小型企業或個人開發人員來說尤其重要，因為他們在開發階段可能沒有資源花費真正的加密貨幣。

如何從 Testnet 過渡到 Mainnet

從測試網路過渡到主網路是區塊鏈開發過程中的關鍵一步。測試網路作為測試場地，而主網路則是專案與真實世界互動的地方。

部署過程從全面的程式碼稽核開始，確保所有的錯誤、弱點和低效率都已在測試網路上找出並處理。之後，開發人員會進行最後測試，模擬過渡到主網路的情況。

遷移過程中的挑戰

儘管進行了廣泛的測試，但從測試網路過渡到主網路仍可能面臨挑戰。一些最常見的問題包括：

• 相容性問題： 在測試網路上運作的程式碼，在部署到主網路上時可能會遇到相容性問題。
• 效能瓶頸：若網路未經適當的壓力測試，可能難以在主網路上處理真實世界的交易負載。

現實世界的範例

一個顯著的例子是 以太坊向 Ethereum 2.0 的過渡，這個過渡分為多個階段。每個階段在主網路上推出之前，都會在 Ethereum 的測試網路上進行徹底的測試，以確保升級過程順利。

總結

主網和測試網都是區塊鏈開發中不可或缺的組成部分。主網是真實交易發生和價值交換的地方。另一方面，測試網是開發人員測試應用程式的重要環境，可確保應用程式在部署到主網之前能完美運作。