マルチチェーンアカウントの抽象化解析：暗号化インフラストラクチャの未来を探る

2024年7月8日至11日、ヨーロッパ最大規模のイーサリアム年次イベント——イーサリアムコミュニティ会議（EthCC）がベルギーのブリュッセルで開催されます。本会議（EthCC 7）には、350人以上のブロックチェーン業界の第一線の意見リーダーが集結します。あるブロックチェーン開発者が招待され、「未来を明らかにする：マルチチェーンアカウントの抽象化の解析」という題で講演を行います。

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スピーチの要点

• アカウントの抽象化（AA）の核心には、署名の抽象化と支払いの抽象化が含まれます。前者はユーザーが任意の検証メカニズムを選択できるようにし、後者は多様な取引支払いオプションをサポートし、安全性とユーザー体験を向上させます。

• ERC-4337とネイティブAAの検証フェーズのエントリーポイント関数はどちらも固定されていますが、実行フェーズではネイティブAAのエントリーポイントのみが固定されています。異なる実装は、取引の検証制限と取引の実行ステップにそれぞれ特徴があります。

• EVM互換チェーンでERC-4337を実装する際、Rollup設計におけるプロトコルの違いとアドレス計算方法の違いは二つの重要な違いであり、これがL1とL2の間での実装時にいくつかの微妙な開発の詳細を引き起こす。

アカウントの抽象化の概要

アカウントの抽象化の核心

アカウントの抽象化（AA）は主に2つの重要なポイントを含んでいます：

1. サインの抽象化：ユーザーが特定のデジタル署名アルゴリズムに制限されず、任意の検証メカニズムを選択できるようにします。
2. 支払いの抽象化：ERC-20資産をネイティブ資産の支払いの代わりに使用するなど、さまざまな取引支払いオプションをサポートしたり、第三者が取引をスポンサーすることを許可します。

この柔軟性は、安全性とユーザーエクスペリエンスを大幅に向上させました。

ERC-4337の紹介

ERC-4337は、Ethereumプロトコルにおける外部所有アカウント（EOA）のいくつかの制限を解決することを目的としています：

• ユーザーはuserOp構造体をBundlerに送信し、Bundlerは複数のuserOpを収集してhandleOps関数を呼び出すことによってそれらをEntryPointコントラクトに送信します。
• EntryPointコントラクトは取引を処理する責任があり、その主な機能は次のとおりです：

1. アカウント契約のvalidate関数を呼び出し、userOpが認可されていることを確認します。
2. 手数料を受け取る。
3. アカウント契約のexecute関数を呼び出し、userOpの目標操作を実行します。

ネイティブAAの概要

ネイティブAAでは、各アカウントが契約であり、取引処理メカニズムがブロックチェーンプロトコルに直接組み込まれています。異なるブロックチェーンネットワークのAA設計にはそれぞれの特徴があります：

• ERC-4337アカウントの抽象化：イーサリアム、Arbitrum、Optimismなどの複数のネットワーク
• ERC-4337に従ったネイティブアカウントの抽象化：StarkNetとzkSyncの時代
• プライバシーデザインを備えたネイティブアカウントの抽象化：Aztec

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ERC-4337とネイティブAAの比較

オペレーティングシステムの役割

AAオペレーティングシステムが解決すべき重要な問題には、Gas価格の決定、取引順序の確定、エントリポイント関数のトリガー、および取引処理フローが含まれます。

• ERC-4337: Bundler コントラクトと EntryPoint コントラクトは、相互に連携して行われます。
• ネイティブAA：ユーザーはuserOpsを公式サーバーのオペレーター/ソーターに送信します。
• StarkNet：シーケンサーはすべてのタスクを処理します。
• zkSync Era：オペレーターはブートローダー（システムコントラクト）と連携して作業する必要があります。

コントラクトインターフェース

異なる実装のアカウント契約インターフェースは類似しており、検証と実行段階のエントリポイント関数が含まれています。

検証ステップの制限

DoS攻撃を防ぐために、各実装は検証トランザクションに異なる制限を設定しました：

• ERC-4337：禁止されたオペコードとストレージアクセス制限を定義しています。
• zkSync Era：一部のOpCodeの使用を緩和しましたが、ストレージアクセスとグローバル変数へのアクセスは制限されています。
• StarkNet：外部コントラクトの呼び出しは許可されていません。

実行ステップの制限

• zkSync：システムコールを実行するには、システムフラグを確認する必要があります。
• ERC-4337およびStarkNet:実行フェーズに特別な制限はありません。

ランダム数処理

各実装はランダム数管理において異なります：

• ERC-4337：192ビットの鍵値と64ビットのランダム値を区別する。
• zkSync：NonceHolderシステムコントラクトを使用して管理し、厳密な増加を保証します。
• StarkNet：厳密に増加しますが、特定の契約管理はありません。

初回取引のデプロイ

• ERC-4337：最初のuserOp内のinitcodeフィールドを通じてアカウント契約をデプロイします。
• StarkNetとzkSync：ユーザーは最初の取引をオペレーター/ソートナーに送信してアカウント契約を展開する必要があります。

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L1とL2の4337実装の違い

EVM互換チェーンでERC-4337を実装する際、主に2つの重要な違いがあります：

1. プロトコルの違い

Rollup設計において、L2は安全性と決済を確保するためにデータをL1にアップロードする必要があります。これには追加の費用（L1の安全費用やblob費用）が関与し、事前検証Gasに考慮する必要があり、これは重大な課題です。

2. アドレスの違い

異なるチェーンのアドレス計算方式には違いがあります：

• zkSync ERAのcreate関数におけるアドレスエンコーディング方式は、EthereumやOPのサマリーとは異なります。
• StarkNetは独自のハッシュ関数を使用してアドレスを計算します。

EVM互換チェーン上でERC-4337を実装する際、通常は各チェーンでアドレス計算が一貫していると仮定されます。しかし、ハードフォークで新しいオペコードが追加されると、バイトコードが変更され、アドレス計算の結果に影響を与える可能性があります。

まとめ

アカウントの抽象化技術が急速に発展しており、ブロックチェーンのインフラストラクチャに新しい可能性をもたらしています。異なる実装方法にはそれぞれ利点と欠点があり、開発者はこれらの違いを深く理解する必要があります。そうすることで、さまざまなシーンで最適な選択を行うことができます。技術の進化が続く中、私たちはさらなる革新的なアプリケーションやソリューションの出現を期待しており、ブロックチェーンエコシステムの発展をさらに推進していくことを望んでいます。

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