谈以太坊的账户抽象化与ERC-4337

以太网广场系统实际上有两种类型的账户。

一个是由私钥控制的外部帐户(EOA)。例如，我们使用的钱包的账户等账户有自己的余额。所有者可以通过创建和签名交易，从自己的外部帐户发送消息。

另一个是合同帐户(contract account)，由部署在区块链上的代码控制，由存储在智能合同帐户(也称为智能钱包)中的以太网虚拟机代码控制。合同帐户收到信息后，内部代码将处于活动状态，可以读取和写入内部存储

什么是账户抽象帐户抽象是对上述两个帐户的改进，它模糊了两者之间的界限，变成了包含复杂逻辑的通用帐户，使帐户既具有合同帐户，又具有外部帐户的功能。

这相当于允许用户根据合同帐户的格式定义外部帐户，用户可以在智能合同钱包中包含逻辑验证。由密钥控制的帐户也可以获得代码支持

账户抽象的各种方案一直以来，实现账户抽象都是以太坊开发者社区的愿景。社区也提出了各种方案

EIP-86是帐户抽象的技术准备，定义了新的帐户类型，使用户能够创建基于智能合同的帐户。

以太坊协议本身需要将所有内容打包到由ECDSA安全外部帐户(EOA)发起的交易中，每个用户操作都需要打包到EOA的交易中，从而产生21000 gas费用。用户是否需要在单独的EOA中ETH支付gas。

与传统事务相比，EIP-86提议的帐户抽象带来了一种新类型的事务，与发送者相比，该事务必须具有EOA。这种交易破坏了交易散列的唯一性。EIP-86最初计划升级Metropolis阶段，但由于前面提到的问题，开发人员决定暂停从Metropolis引入。

EIP-2938提供了帐户抽象解决方案，通过更改某些以太网协议，合同帐户可以像外部帐户一样开始交易。但是该方案没有被广泛接受，因为需要在协议层更改以太坊协议。

后来提出的新协议ERC-4337为了达到与EIP2938相同的效果，提出了不需要更改共识协议的方案。这种更安全的实施方式目前正受到社区的更多关注。

如何实施ERC-4337ERC-4337不是试图修改协议协议，而是将mempool的功能复制到系统中。

用户发送包含用户意图、签名和其他数据的用户操作对象。

用户操作有单独的mempool存储池，与此存储池相关联的节点将执行ERC-4337特定验证，以确保仅接收支付费用的操作。

矿工或使用Flashbots服务的打包者大量收集这些用户操作，将其打包到单个捆绑事务中，并包含在以太网块中。打包者是否为以太网广场的捆绑交易支付gas收到Fee，并收取每个个人用户工作费用进行补偿。打包者使用成本优先级逻辑选择要包含的UserOperation对象。

其中，用户操作UserOperation看起来像事务，但它是ABI编码结构，包含以下字段：

1、发件人：执行任务的钱包；

2、nonce和signature:传递给钱包验证函数的参数，使钱包能够确认操作。

3、initCode:如果钱包不存在，则用于创建钱包的初始化代码。

4、callData:实际执行阶段用于调用钱包的数据。

每个钱包都是智能合同，必须包含两个功能函数。

1、validateUserOp，接受UserOperation作为输入。此函数应检查UserOperation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，则引发异常。

2、op执行函数，将calldata分析为钱包执行操作的一个或多个命令。

ERC-4337带来的变化如果该提案得到普遍采纳，签名验证将发送到以太网系列虚拟机(EVM)，validateUserOp函数将添加随机签名和随机数验证逻辑，使验证逻辑更加灵活。

这样，在签署交易时就可以使用新的密码学工具，钱包也可以提供以下新功能：

1、多重签名；

2、社会恢复；

3、更高效、更简单的签名算法(如Schnorr、BLS)；

4、量子安全签名算法后(如Lamport、Winter)；

5、可升级钱包。

该方案还打开了多种其他交易许可管理，包括通过智能合同支付gas费用。

目前，外部钱包只能通过钱包的ETH支付在以太坊互动的GASPI。如果你钱包里只有ERC-20 Token，没有ETH，你就不能转出这些Token。编辑包含pubkey nonce (~5000)的存储插槽

(2)用户操作调用数据成本(约4500，通过压缩减少到约2500)；

(3)ecrecover(~ 3000)；

(4)首次访问钱包本身(~2600)

(5)收款人账户的首次访问(~2600)

(6)将ETH转入收款人账户(~9000)

(7)编辑存储以支付成本(~5000)

(8)访问包含agent(~ 2100)的存储插槽，然后访问agent本身(~ 2600)。

2、除上述存储读/写成本外，合同还需要使用gas来支付“业务逻辑”(UserOperation解压缩、散列、洗牌变量等)3、日志费用(EOA不发布日志)。4、一次性合同生成费用(2000 gas，设置约32000 gas代理的每个code byte 200 gas代理地址)简单来说，账户抽象地址的每个阶段都需要计算，需要消耗更多的资源，增加额外的费用。

幸运的是，这并非无解。

Rollup善于压缩数据，因此数据与复杂的帐户抽象方案自然地协调在一起。

Vitalik的最新提案建议通过第2层处理帐户抽象产生的数据。改进之处在于，将只能按阶段完成的功能打包成批交易，同时使用SNARK技术确保交易的有效性。

结语主要致力于在以太中重点发展Layer 2的格局，现在Vitalik关于以太坊升级的后续计划开始转向账户抽象。最近的提案列出了rollup账户抽象的技术途径。每个Rollup供应商也发布了兼容帐户抽象的新版本。

今年6月，zkSync发布了V2更新信息，添加了“帐户抽象”功能，提高了与以太网房间EVM的兼容性。10月份，ERC-4337发布了一个新版本，增加了签名聚合功能，包括BLS签名算法。通过签名聚合，创建者和批处理提交者也可以聚合签名(如BLS、SNARKs)，从而大大减少链中的数据，降低rollups的数据成本。

我们有理由相信，账户抽象引起的变化也隐含着生态爆炸的可能性。随着Rollup的发展，可以与Rollup结合的账户抽象肯定能开发出更优秀、更完善的方案。

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