谈以太坊的账户抽象化与ERC-4337

以太坊系统中实际存在两种类型的账户：

一种是由私钥控制的外部账户，比如我们所使用的钱包中的账户，这类账户都有自己的余额。拥有者可以通过创建和签名一笔交易从自己的外部账户发送消息；

另一种是由部署到区块链上的代码控制的合约账户，由存储在智能合约账户内的以太坊虚拟机代码控制。当合约账户收到信息时，其内部代码就会被激活，并允许它对内部存储进行读取和写入以及创建新合约等操作。按照目前的以太坊协议，只有外部帐户才可以发起交易，并且仅允许账户的所有人修改其帐户状态。

什么是账户抽象化？

账户抽象是对以上两种账户的一种改进，尝试模糊二者之间的界限，变成一种包含复杂逻辑的通用性账户，使账户可以同时拥有合约账户和外部账户的功能。

这种做法相当于让用户按照合约账户的格式来定义外部账户，用户可以在智能合约钱包中包含任何逻辑验证。由密钥控制的账户也可以获得代码的支持。

账户抽象化的各种方案

一直以来，实现账户抽象化都是以太坊开发者社区的愿景。社区也提出了各种各样的方案，如：EIP-86，EIP-2938等。

Limit Break 推出可执行的链上可编程版税新标准 ERC721-C:5月10日消息，Limit Break 首席执行官 Gabriel Leydon 宣布推出创作者代币合约（Creator Token Contract）ERC721-C（C 代表 Creator）作为可执行的链上版税和可编程版税合约的解决方案，旨在帮助 NFT 创作者赚取更多版税。Limit Break 尚未确定计划如何在自己的 NFT 项目 DigiDaigaku 中使用 ERC721-C。

项目可以利用创作者代币合约 ERC721-C 来控制 NFT 在钱包之间的转移，同时可以强制收取版税来确保 NFT 创作者的工作获得报酬，并且能够进行可编程支付、拆分、衍生品等。创作者代币合约兼容各种代币类型，包括 ERC721、ERC721-A、AdventureERC-721 和 ERC1155，同时还具有智能合约白名单选项和功能。[2023/5/10 14:53:37]

EIP-86是为账户抽象做技术准备，它定义了一种新的账户类型，允许用户创建基于智能合约的账户。

以太坊协议本身要求将所有内容打包到源自ECDSA安全的外部账户(EOA)的交易中，每个用户操作都需要由来自EOA的事务包装，这会产生21000gas的费用。用户需要在单独的EOA中拥有?ETH来支付gas。

Coinbase首席财务官：预计未来一年收入将持续受到冲击:金色财经报道，Coinbase首席财务官Alesia Haas在接受彭博社采访时表示，预计未来一年收入将持续受到冲击，该公司正以更保守的态度为2023年做准备。

据报道，Coinbase目前的市值约为80亿美元，而Dogecoin的价值已超过90亿美元。Coinbase在今年受损严重，已解雇了超过18%的员工，相当于今年裁员约1,200人。（彭博社）[2022/12/20 21:55:32]

EIP-86提出的账户抽象带来新类型的事务，与传统事务必须有一个EOA作为发送者相比，这些事务没有发送者。这种事务破坏了事务哈希的唯一性。EIP-86原计划于Metropolis阶段升级，但由于前面所说的问题，开发者决定在Metropolis中暂缓引入。

EIP-2938提供了一种账户抽象化解决方案，通过更改一部分以太坊协议，允许合约账户与外部账户一样可以发起交易。但是由于这个方案需要在共识层进行以太坊协议的更改，所以并没有得到广泛的接受。

后来提出的新的协议?ERC-4337?则提供了一种无需更改共识协议的方案试图达到与EIP2938同样的效果，这种安全性更高的实现方式目前在社区中得到了更多的关注。

加密货币零售服务提供商Genesis Block已停止交易:金色财经报道，运营着亚洲最大的比特币ATM网络之一的香港加密货币零售服务提供商Genesis Block已宣布停止交易，并将于12月10日关闭其场外交易门户网站。Genesis Block首席执行官 Wincent Hung表示，由于无从知晓现存的交易对手是否也会出现问题，所以希望平掉所有头寸以重新获得部分流动性。此外，Genesis Block还告知客户从平台上提取资金并且不再接受新的客户。[2022/11/18 13:21:50]

ERC-4337如何实现？

ERC-4337没有试图修改协议共识，而是在系统中复制了mempool的功能。

用户发送一个用户操作对象，这个对象中包括了用户的意图、签名和其他数据。

用户操作有一个单独的mempool存储池，连接到这个存储池的节点会进行ERC-4337特定的验证，以过滤操作来确保他们只收到支付费用的操作。

由矿工或使用Flashbots服务的打包者批量收集这些用户操作，打包成单笔捆绑交易，并纳入以太坊区块中。打包者为以太坊中的捆绑交易支付gas?fee，并收取每个单独的UserOperation所支付的费用进行补偿。打包者将使用费用优先级逻辑选择包含哪些UserOperation对象。??

Harmony：正与区块链追踪团队及FBI合作，调查被盗事件:6月28日消息，Harmony官方在社交媒体上发文表示，注意到黑客已经开始通过Tornado Cash转移资金。团队目前正与两个顶级区块链追踪和分析团队合作，追踪资金去向。同时还与FBI合作，调查被盗事件。

此前报道，6月26日，Harmony官方表示若攻击者返还盗窃资金并共享漏洞信息，将为其提供100万美元赏金。27日，黑客已开始将ETH转入TornadoCash。[2022/6/28 1:35:57]

其中的用户操作UserOperation看起来像一个事务，但它是一个ABI编码的结构，包括了以下字段：

1、发件人：进行操作的钱包；

遭受重创的DeFi投资者寄望于以太坊改革:5月28日消息，去中心化金融（DeFi）投资者正押注以太坊改革，以期市场渡过长达两个多月的寒冬。稳定币TerraUSD的崩溃，以及美联储的货币紧缩，令DeFi领域资产已经急剧下滑。以太坊“合并”可能是给DeFi带来急需提振的少数催化剂之一。以太坊联合创始人Vitalik Buterin表示，升级将于8月进行。“合并”将把以太坊区块链从“工作量证明”（PoW）共识机制转移到“权益证明” （PoS）机制，新的机制将矿工替换为以太币持有者来执行相同的任务。风投公司Framework Ventures联合创始人Vance Spencer表示，此次合并将是今年迄今为止加密领域最重要的事件。该升级可能会使新发行的以太币减少多达90%。（金十）[2022/5/29 3:47:50]

2、nonce和signature：传递给钱包验证函数的参数，以便钱包可以验证操作；

3、initCode：如果钱包尚不存在，则用于创建钱包的初始化代码；

4、callData：用于实际执行步骤调用钱包的数据。

而每一个钱包都是一个智能合约，必须包括两个功能函数：

1、validateUserOp，它接受一个UserOperation作为输入。这个函数应该验证UserOperation里的签名和nonce，如果验证成功则支付费用并增加nonce，如果验证失败则抛出异常；

2、op执行函数，将calldata解析成钱包执行操作的一个或多个指令。??

ERC-4337带来的变化

如果该提议被普遍采用，签名验证转移到了以太坊虚拟机上，validateUserOp函数添加了任意签名和随机数验证逻辑，使验证逻辑变得更加灵活。

如此一来，签署交易之时就能采用新的密码学工具，钱包也可以提供一些新的功能，比如：

1、多重签名；

2、社交恢复；

3、更高效、更简单的签名算法；

4、后量子安全签名算法；

5、可升级钱包。

这种方案还打开了各种其他交易许可管理，比如允许交易通过智能合约来支付gas费。

在目前，外部钱包要在以太坊上交互的gasfee只能通过钱包中的ETH来支付，如果你的钱包中只有ERC-20Token，没有ETH，你将没有办法将这些Token转出。当ERC-4337采用后，用户可以使用账户中的ERC-20Token来支付费用，由矿工节点用合约作为中介来代为支付ETH上链并获取用户的ERC-20Token。

抽象化实现后，由外部账户的所有者签名交易并进行广播将不再是发起交易的唯一方法。这将为以太坊充当元交易的中继者带来可能。目前许多以太坊上的应用都需要依靠中继者在区块链上发布用户交易，并向中继者支付费用。如果钱包中可以内置更复杂的合约，有些中继者就不再有存在的必要，也就不需要向他们支付额外的费用。

虽然有很多优点，但是新方案也同样面临一些问题。

最突出的一点就是更高的Gas成本，基本的ERC-4337操作约需要42000gas，而常规交易需要21000gas，原因如下：

1、需要支付大量的单个存储读/写成本，在EOA的情况下，这些成本会捆绑到一笔21000gas的付款中：

编辑包含pubkey+nonce(~5000)的存储slot；

用户操作调用数据成本；

ECRECOVER(~3000)；

首次访问钱包本身(~2600)

首次访问收款人账户(~2600)

将ETH转入收款人账户(~9000)

编辑存储以支付费用

访问包含代理(~2100)的存储slot，然后访问代理本身(~2600)；

2、除了上述存储读/写成本之外，合约还需要执行「业务逻辑」

3、需要消耗gas来支付日志费用；

4、一次性合约创建成本

简而言之，账户抽象地址的每一步都需要计算，需要消耗更多的资源，也增加了额外的费用。

好在这并不是无解的。

由于Rollup擅长进行数据压缩，与数据复杂的账户抽象方案具有天然的契合点。

在Vitalik最新的提案中，提出了通过layer2来处理账户抽象化产生的数据。其改进点在于，将只能分步骤实现的功能打包成批交易，同时用SNARK技术来保证交易有效性。??

结语

在以太坊重点发展Layer2的格局已定的现在，Vitalik对以太坊升级的后续计划开始转向账户抽象。最新的提案中展示了rollup+账户抽象的技术路径。各个Rollup提供商也推出了兼容账户抽象的新版本。

今年6月，zkSync发布V2更新信息：增添「账户抽象」功能，增加与以太坊EVM的兼容性。10月，ERC-4337发布了新版本，添加了包括BLS签名算法的签名聚合功能。签名聚合能够让构建者和批次提交者也能聚合签名，大大减少链上数据，可为rollups降低数据成本。

我们有理由相信，账户抽象带来的变化同样蕴藏着生态爆发的可能性。随着Rollup的发展，可以与Rollup进行结合的账户抽象化一定也能发展出更优更精细的方案。

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