Phân tích trừu tượng hóa tài khoản đa chuỗi: Khám phá tương lai của cơ sở hạ tầng mã hóa

Từ ngày 8 đến 11 tháng 7 năm 2024, sự kiện hàng năm lớn nhất về Ethereum ở châu Âu - Hội nghị cộng đồng Ethereum (EthCC) sẽ diễn ra tại Brussels, Bỉ. Hội nghị này (EthCC 7) quy tụ hơn 350 nhà lãnh đạo tư tưởng hàng đầu trong ngành blockchain. Một nhà phát triển blockchain đã được mời tham gia và phát biểu với tiêu đề "Khám phá tương lai: Phân tích trừu tượng hóa tài khoản đa chuỗi".

Điểm chính của bài phát biểu

• Trừu tượng hóa tài khoản (AA) bao gồm trừu tượng hóa chữ ký và trừu tượng hóa thanh toán. Phần trước cho phép người dùng chọn bất kỳ cơ chế xác thực nào, phần sau hỗ trợ nhiều tùy chọn thanh toán giao dịch, nâng cao tính bảo mật và trải nghiệm người dùng.

• Hàm điểm vào trong giai đoạn xác thực của ERC-4337 và AA gốc đều cố định, nhưng trong giai đoạn thực thi chỉ có điểm vào của AA gốc là cố định. Các triển khai khác nhau có những đặc điểm riêng trong việc hạn chế giao dịch xác thực và các bước thực thi giao dịch.

• Khi triển khai ERC-4337 trên chuỗi tương thích EVM, sự khác biệt về giao thức trong thiết kế Rollup và cách tính toán địa chỉ là hai điểm khác biệt chính, điều này dẫn đến một số chi tiết phát triển tinh vi khi thực hiện giữa L1 và L2.

Trừu tượng hóa tài khoản tổng quan

Trừu tượng hóa tài khoản cốt lõi

trừu tượng hóa tài khoản (AA) chủ yếu bao gồm hai điểm chính:

1. Trừu tượng hóa chữ ký: Cho phép người dùng chọn bất kỳ cơ chế xác thực nào, không giới hạn ở các thuật toán chữ ký số cụ thể.
2. Trừu tượng hóa thanh toán: Hỗ trợ nhiều tùy chọn thanh toán giao dịch, chẳng hạn như sử dụng tài sản ERC-20 để thay thế cho thanh toán bằng tài sản gốc, hoặc cho phép bên thứ ba tài trợ giao dịch.

Sự linh hoạt này đã nâng cao đáng kể tính bảo mật và trải nghiệm người dùng.

Giới thiệu về ERC-4337

ERC-4337 nhằm giải quyết một số hạn chế của tài khoản sở hữu bên ngoài (EOA) trong giao thức Ethereum:

• Người dùng gửi cấu trúc userOp cho Bundler, người này thu thập nhiều userOp và gửi chúng đến hợp đồng EntryPoint thông qua việc gọi hàm handleOps.
• Hợp đồng EntryPoint chịu trách nhiệm xử lý giao dịch, các chức năng chính của nó bao gồm:
  1. Gọi hàm validate của hợp đồng tài khoản, đảm bảo userOp được ủy quyền.
  2. Thu phí.

3. Gọi hàm execute của hợp đồng tài khoản, thực hiện thao tác mục tiêu của userOp.

Tổng quan về AA gốc

Trong AA nguyên bản, mỗi tài khoản đều là một hợp đồng, cơ chế xử lý giao dịch được nhúng trực tiếp vào giao thức blockchain. Thiết kế AA của các mạng blockchain khác nhau có những đặc điểm riêng:

• Trừu tượng hóa tài khoản ERC-4337: nhiều mạng như Ethereum, Arbitrum, Optimism
• Tuân theo trừu tượng hóa tài khoản gốc ERC-4337: Thời đại StarkNet và zkSync
• Tài khoản trừu tượng hóa nguyên bản với thiết kế riêng tư: Aztec

So sánh ERC-4337 và AA gốc

vai trò hệ điều hành

Các vấn đề chính mà hệ điều hành AA cần giải quyết bao gồm: xác định giá Gas, xác định thứ tự giao dịch, kích hoạt hàm điểm vào và quy trình xử lý giao dịch.

• ERC-4337: Hoàn thành thông qua Bundler và Hợp đồng EntryPoint.
• AA gốc: Người dùng gửi userOps đến máy chủ chính thức của người vận hành/ bộ sắp xếp.
• StarkNet: Sequencer chịu trách nhiệm xử lý tất cả các nhiệm vụ.
• zkSync Era：Operator cần phối hợp làm việc với bootloader (hợp đồng hệ thống).

giao diện hợp đồng

Các giao diện hợp đồng tài khoản trong các triển khai khác nhau đều tương tự, đều bao gồm các hàm điểm vào cho giai đoạn xác minh và thực thi.

giới hạn bước xác minh

Để ngăn chặn các cuộc tấn công DoS, mỗi thực hiện đã đặt ra các giới hạn khác nhau cho việc xác thực giao dịch:

• ERC-4337: định nghĩa các mã thao tác bị cấm và hạn chế truy cập bộ nhớ.
• zkSync Era: đã nới lỏng việc sử dụng một số OpCode, nhưng hạn chế truy cập lưu trữ và truy cập biến toàn cục.
• StarkNet: không cho phép hợp đồng bên ngoài gọi.

giới hạn của bước thực hiện

• zkSync: Cần xác nhận cờ hệ thống để thực hiện gọi hệ thống.
• ERC-4337 và StarkNet: Giai đoạn thực hiện không có hạn chế đặc biệt.

xử lý số ngẫu nhiên

Các thực thể có cách quản lý số ngẫu nhiên khác nhau:

• ERC-4337: Phân biệt giá trị khóa 192 bit và giá trị ngẫu nhiên 64 bit.
• zkSync: Sử dụng hợp đồng hệ thống NonceHolder để quản lý, đảm bảo tăng dần một cách nghiêm ngặt.
• StarkNet: cũng là tăng dần một cách nghiêm ngặt, nhưng không có hợp đồng quản lý cụ thể.

lần giao dịch đầu tiên triển khai

• ERC-4337：Thông qua trường initcode trong cấu trúc userOp, triển khai hợp đồng tài khoản trong userOp đầu tiên.
• StarkNet và zkSync: Người dùng cần gửi giao dịch đầu tiên cho toán tử/ bộ sắp xếp để triển khai hợp đồng tài khoản.

Sự khác biệt trong việc triển khai 4337 giữa L1 và L2

Khi triển khai ERC-4337 trên chuỗi tương thích EVM, có hai sự khác biệt chính:

1. Sự khác biệt của giao thức

Trong thiết kế Rollup, L2 cần phải tải dữ liệu lên L1 để đảm bảo an toàn và thanh toán. Điều này liên quan đến chi phí bổ sung (như phí an toàn L1 và phí blob), cần được xem xét trong Gas xác thực trước, đây là một thách thức lớn.

2. Sự khác biệt địa chỉ

Cách tính toán địa chỉ trên các chuỗi khác nhau có sự khác biệt:

• Cách mã hóa địa chỉ trong hàm create của zkSync ERA khác với Ethereum và OP tổng hợp.
• StarkNet sử dụng hàm băm độc đáo để tính toán địa chỉ.

Khi triển khai ERC-4337 trên chuỗi tương thích EVM, thường giả định rằng việc tính toán địa chỉ là nhất quán trên các chuỗi. Tuy nhiên, việc thêm mã lệnh mới trong phân nhánh cứng có thể dẫn đến sự thay đổi mã byte, từ đó ảnh hưởng đến kết quả tính toán địa chỉ.

Kết luận

Công nghệ trừu tượng hóa tài khoản đang phát triển nhanh chóng, mang lại những khả năng mới cho cơ sở hạ tầng blockchain. Các phương thức triển khai khác nhau có ưu và nhược điểm riêng, các nhà phát triển cần hiểu sâu những khác biệt này để đưa ra lựa chọn tối ưu trong các tình huống khác nhau. Khi công nghệ tiếp tục tiến hóa, chúng tôi mong đợi thấy nhiều ứng dụng và giải pháp đổi mới xuất hiện, thúc đẩy sự phát triển của hệ sinh thái blockchain.