多链账户抽象解析：探索加密基础设施的未来

2024年7月8日至11日，欧洲规模最大的以太坊年度活动——以太坊社区会议（EthCC）在比利时布鲁塞尔举行。本届会议（EthCC 7）汇聚了超过350名区块链行业一线的意见领袖。一位区块链开发人员受邀参与，并发表了题为"揭示未来：多链账户抽象解析"的演讲。

演讲要点

• 账户抽象（AA）的核心包括签名抽象和支付抽象。前者允许用户选择任意验证机制，后者支持多种交易支付选项，提升了安全性和用户体验。

• ERC-4337和原生AA在验证阶段的入口点函数都是固定的，但执行阶段只有原生AA的入口点是固定的。不同实现在验证交易的限制和执行交易的步骤上各有特点。

• 在EVM兼容链上实施ERC-4337时，Rollup设计中的协议差异和地址计算方式的差异是两个关键区别，这导致在L1和L2之间实现时出现一些微妙的开发细节。

账户抽象概述

账户抽象的核心

账户抽象（AA）主要包含两个关键点：

1. 签名抽象：允许用户选择任意验证机制，不局限于特定的数字签名算法。
2. 支付抽象：支持多种交易支付选项，如使用ERC-20资产代替原生资产支付，或允许第三方赞助交易。

这种灵活性大大提升了安全性和用户体验。

ERC-4337简介

ERC-4337旨在解决以太坊协议中外部拥有账户（EOA）的一些限制：

• 用户将userOp结构发送给Bundler，后者收集多个userOp并通过调用handleOps函数将它们发送到EntryPoint合约。
• EntryPoint合约负责处理交易，其主要功能包括：
  1. 调用账户合约的validate函数，确保userOp获得授权。
  2. 收取费用。
  3. 调用账户合约的execute函数，执行userOp的目标操作。

原生AA概述

在原生AA中，每个账户都是一个合约，交易处理机制直接嵌入到区块链协议中。不同区块链网络的AA设计各有特点：

• ERC-4337账户抽象：以太坊、Arbitrum、Optimism等多个网络
• 遵循ERC-4337的原生账户抽象：StarkNet和zkSync时代
• 具有隐私设计的原生账户抽象：Aztec

ERC-4337与原生AA的比较

操作系统角色

AA操作系统需要解决的关键问题包括：Gas价格决定、交易顺序确定、入口点函数触发以及交易处理流程。

• ERC-4337：通过Bundler和EntryPoint Contract协同完成。
• 原生AA：用户将userOps发送给官方服务器的操作员/排序器。
• StarkNet：Sequencer负责处理所有任务。
• zkSync Era：Operator需要与bootloader（系统合约）配合工作。

合约接口

不同实现中的账户合约接口相似，都包含验证和执行阶段的入口点函数。

验证步骤的限制

为防止DoS攻击，各实现对验证交易设置了不同的限制：

• ERC-4337：定义了禁止的操作码和存储访问限制。
• zkSync Era：放宽了部分OpCode使用，但限制了存储访问和全局变量访问。
• StarkNet：不允许外部合约调用。

执行步骤的限制

• zkSync：需要确认系统标志才能执行系统调用。
• ERC-4337和StarkNet：执行阶段没有特殊限制。

随机数处理

各实现在随机数管理上有所不同：

• ERC-4337：区分192位密钥值和64位随机数值。
• zkSync：使用NonceHolder系统合约管理，确保严格递增。
• StarkNet：也是严格递增，但没有特定合约管理。

首次交易部署

• ERC-4337：通过userOp结构中的initcode字段在首个userOp中部署账户合约。
• StarkNet和zkSync：用户需将首笔交易发送给算子/排序器来部署账户合约。

L1与L2的4337实现差异

在EVM兼容链上实施ERC-4337时，主要存在两个关键差异：

1. 协议差异

Rollup设计中，L2需要将数据上传到L1以确保安全和结算。这涉及额外的费用（如L1安全费和blob费用），需要在预验证Gas中考虑，这是一个重大挑战。

2. 地址差异

不同链的地址计算方式存在差异：

• zkSync ERA的create函数中的地址编码方式与以太坊和OP汇总不同。
• StarkNet使用独特的哈希函数进行地址计算。

在EVM兼容链上实现ERC-4337时，通常假设地址计算在各链上是一致的。然而，硬分叉中添加新操作码可能导致字节码改变，进而影响地址计算结果。

结语

账户抽象技术正在快速发展，为区块链基础设施带来新的可能性。不同实现方式各有优劣，开发者需要深入理解这些差异，以便在不同场景下做出最优选择。随着技术的不断演进，我们期待看到更多创新应用和解决方案的出现，进一步推动区块链生态系统的发展。