深入解讀以太坊帳戶抽象的演進之路

前言

本文分爲兩大部分:

第一部分從2015年的首個AA提案開始,系統梳理了迄今爲止的主要EIP提案內容,旨在通過歷史視角探索AA提案的發展歷程,並對各方案進行綜合評價。

第二部分重點對比了EIP4337提出後面臨的市場反應,並深入分析即將納入以太坊下一版本升級的EIP7702。這一提案一旦合並,將全面改變鏈上應用形態。

EIP-7702具有劃時代意義,讓我們詳細了解一下。

1. 帳戶抽象的背景

1.1 帳戶抽象的定位

以太坊創始人Vitalik在2023年底更新ETH路線圖時,關於帳戶抽象的設定沒有改變。目前主流模式正從EIP-4337進入下一階段的自願EOA轉換。

在EIP4337推出一年多後,它獲得了用戶廣泛認可但未被廣泛使用。在這種矛盾的市場環境下,EIP-7702的進度大幅提前,並已確認將在下次升級中合並。

1.2 帳戶抽象的市場現狀

經過一年半發展,EIP4337在主流鏈上僅有1200萬地址,其中以太坊主網上活躍地址只有6,764個,遠低於EOA和CA地址數。以太坊主網上EIP4337基本沒有實質性發展。

不過,這並不影響AA的本質價值。EIP4337設計之初就決定了它難以解決主網向前兼容性問題。隨着各L2鏈嵌入原生AA,EIP4337地址數在L2上獲得爆發,其中Base和Polygon鏈7月活躍用戶分別達到100萬和300萬。

因此,EIP4337設計並無錯誤,它有很多優點。當前狀況源於主網與L2之間的差異,它們需要各自適合的方案。

2. 什麼是帳戶抽象?

帳戶抽象本質上解決的是產權分離問題。

EVM架構中有兩種帳戶:外部帳戶(EOA)和合約帳戶(CA)。外部帳戶的所有權和籤名權實際上由同一實體持有。持有私鑰的人不僅擁有帳戶"所有權",還有權"籤名轉移所有資產"。

這是由以太坊帳戶交易結構決定的。標準交易中沒有From字段,資金轉帳實際是通過VRS參數(用戶籤名)反解析出From地址。這造成了當前EOA地址產權合並的困境。

EIP4337的核心效果是在交易字段中增加Sender Address,從而將私鑰與被操作地址分離。

產權分離很重要,因爲外部帳戶(EOA)設計會衍生出更多問題:

1. 私鑰難保護:丟失私鑰意味着失去所有資產。

2. 籤名算法單一:原生協議只能使用ECDSA籤名驗證。

3. 籤名權限過高:無原生多籤,單籤即可執行任意操作。

4. 交易手續費只能用ETH支付,不支持批量交易。

5. 交易隱私泄露:一對一交易易分析帳戶持有者隱私信息。

這些限制讓普通用戶難以使用以太坊:

首先,使用以太坊應用需持有ETH並承擔價格波動風險。

其次,用戶需處理復雜的Gas price、Gas limit、Nonce等概念。

最後,雖然許多錢包試圖優化體驗,但效果有限。

突破這些限制的關鍵在於實現帳戶抽象,將所有權和籤名權解耦,從而逐一解決上述問題。

歷史上有多種方案,最終歸結爲兩條路線。

3. AA歷史提案脈絡梳理

問題的解法看似有很多EIP提案,但歸根結底就是兩種核心思路。每個未通過的EIP考慮的問題都融入了現有方案中。

3.1 第一種路線:將EOA地址轉爲CA地址

2015年11月,Vitalik在EIP-101中提出以合約作爲帳戶的新結構。將地址改爲只有代碼和存儲空間,支持ERC20支付手續費,通過預編譯合約將原生代幣改爲類ERC20存餘額,將交易字段精簡爲to、startgas、data和code。

這是大躍進式變革,會大幅改動底層設計,讓每個帳戶地址都有自己的"代碼"邏輯(也是EIP-7702的目標)。

它還能衍生其他功能:

1. 交易使用更多加密算法,由地址內部Code指定驗籤方法

2. 具備抗量子攻擊特性,因爲代碼可升級

3. 讓ETH具備與ERC20一致的功能,如代扣授權

4. 提升帳戶自定義空間,兼容社交恢復、SBT支持、密鑰找回等

未繼續推進的原因很簡單:步伐太大,對交易哈希衝突和安全性考慮不周。但每個優點理念都成爲後續EIP4337和EIP7702的核心功能。

後續一系列EIP試圖完善這種邏輯:

EIP-859(2018-01-30):主鏈帳戶抽象

解決Code部署問題,提出新的PAYGAS操作碼。

EIP-7702(2024-05-07):設置EOA帳戶代碼

作爲EIP-3074替代方案,將納入即將到來的ETH Prague/Electra硬分叉。

3.2 第二種路線:讓EOA地址驅動CA地址

EIP-3074(2020-10-15):增加AUTH和AUTHCALL操作碼

在EVM中加入兩個新操作碼,讓EOA授權合約代替EOA身分調用其他合約。

EIP-4337(2021-09-29):用交易內存池實現帳戶抽象

受MEV啓發設計,完全避免共識層協議更改。提出UserOperation對象,用戶將其發送到內存池,由bundlers批量打包執行交易。

EIP-5189(2022-06-29):通過背書人操作抽象帳戶

優化EIP4337,通過背書機制防止DoS攻擊。

3.3 其他支持AA的提案

EIP-2718(2020-06-13):新交易類型的包裝信封

定義新交易類型,作爲未來交易類型的信封。

EIP-3607(2021-06-10):禁止EOA地址部署合約

防止合約部署地址與EOA地址衝突。

3.4 如何理解帳戶抽象發展歷程?

首先要理解轉爲CA後的價值,基本就是EIP-4337的實際效果。

但EIP-4337的核心缺點是違背人性動機原則。它陷入市場發展死循環:Dapp不兼容,用戶不願使用CA地址,CA使用成本更高,太依賴Dapp兼容性。

因此在以太坊主網上一直未普及。

成本是用戶最重要的衡量標準,必須降低成本。

要真正降低Gas,就必須以太坊本身做軟分叉升級。既然要軟分叉,不如直接考慮EIP-7702。

4. 全面解析EIP-7702

4.1 EIP-7702是什麼

它通過新交易類型允許EOA在單筆交易中臨時具備智能合約功能,支持批量交易、無Gas交易和自定義權限管理等,且無需引入新EVM opCode。

用戶無需部署智能合約就可獲得大部分AA能力,甚至可由第三方代發交易,只需籤名授權信息。

4.2 數據結構

定義新交易類型0x04,TransactionPayload是以下內容的RLP編碼序列化結果:

[chain_id, nonce, max_priority_fee_per_gas, max_fee_per_gas, gas_limit, destination, value, data, access_list, authorization_list, signature_y_parity, signature_r, signature_s]

新增authorization_list對象,存儲籤名者希望在EOA中執行的代碼。

4.3 交易生命週期

4.3.1 驗證階段

1. 恢復籤名者地址
2. 驗證鏈ID
3. 驗證籤名者代碼
4. 驗證籤名者nonce
5. 設置籤名者代碼
6. 增加籤名者nonce
7. 將籤名者帳戶添加到已訪問地址列表

4.3.2 執行操作階段

從authorization_list的address字段指定地址加載代碼,在籤名者帳戶上下文中執行。

4.4 EIP-7702的價值

它將改變Web3錢包全鏈路,大幅提升用戶體驗。EOA發起的普通交易可執行多種邏輯,如批量transfer。

打破了多個既有定勢:

1. 帳戶餘額可因非源自該帳戶交易減少
2. 交易執行後EOA nonce可能增加多個
3. tx.origin和msg.sender比對防護邏輯失效
4. EOA可發出事件
5. EOA接收ERC20等資產可能失敗

4.5 EIP-7702與EIP-4337對比

EIP-7702優勢:

• Gas更低
• 用戶遷移成本更低
• 支持完全委托和受保護委托

EIP-7702缺點:

• 軟分叉升級,需共識推動
• 改動巨大,影響廣泛
• 難以審計
• 多數基建難以直接適配
• EOA存儲空間無法留存
• 單獨交易成本略高
• 可能導致資產發送DoS
• 鏈上充提邏輯可能不一致
• EOA發出事件可能有問題

5. 總結

帳戶抽象只能放在"修復一切"模塊最後推行。加快EIP7702進度主要帶來系統安全性挑戰。它最終會實現,因爲用戶成本更低了。

EIP7702打破了多個鏈上規則和大多數Dapp邏輯,但核心優勢是用戶成本更低。用戶仍是EOA地址,按需使用CA邏輯,持有和使用成本都降低了。

盡管EIP7702改變很多,但由於成本優勢,值得所有Dapp研究適配。這次用戶必然站在EIP7702一邊。