layout: post title: “[译]ERC 4337:不改变Ethereum协议的账户抽象” date: 2023-05-13 21:27:24+08:00 categories: work tech ——-

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前言

账户抽象长期以来一直是Ethereum开发社区的梦想。抽象账户可以为个人用户钱包实现__验证逻辑__(nonces, 签名等)，而不再使用EVM代码去实现__应用程序逻辑__。这会为钱包设计的创意打开大门，提供一些重要的特性：

  • 多签和社交恢复
  • 更加高效和简单的签名算法(eg. Schnorr,BLS)
  • 后量子安全签名算法(eg.Lamport,Winternize)
  • 可升级性

如今使用一个智能合约钱包可以完成所有这些事情，但以太坊协议本身要求将所有内容打包在源自ECDSA安全保护的外部拥有账户 (EOA) 的交易中,这一事实使得这变得非常困难。每个来自EOA账户的用户操作都将被交易包裹，增加21000的额外gas负担。用户要么需要有另外一个单独的有ETH余额的EOA账户去付gas,或者依赖一个中继系统，而中继系统通常是集中式的。

EIP 2938是修复该问题的一种方式，通过介绍修改一些以太坊协议能够允许从合约地址而不是EOA地址发送顶层的以太坊交易。合约本身将有验证和付gas的逻辑，这些逻辑矿工将检查。然而这需要对协议进行一次重大的修改，而目前协议开发人员正在重点关注the merge和可扩展性。在我们新的提案(ERC 4337)中，我们提供了一个不修改共识协议层但是有同样收益的方式。

ERC 4337如何工作

取代修改共识协议本身的逻辑，我们在更高逻辑层级上复制交易池功能。用户发送UserOperation对象，包含了用户的意图，签名以及为了验证的其他数据。矿工或使用Flashbots的Bundler打包一组UserOperation对象到一个单独的”bundle transaction”,这个”bundle transaction”被包含到Ethereum区块中。

UserOperation mempool

bundler用ETH为bundler交易支付gas费，并通过作为所有单个UserOperation执行的一部分支付的费用获得补偿。Bundlers根据现有矿工mempool中打包原则，将相似fee-prioritization逻辑的UserOperation包含在一起。一个UserOperation看起来像一个交易；他是一个ABI编码的结构，包含以下字段：

  • sender:发起操作的wallet
  • nonce和signature:传递到wallet验证函数的参数，因此wallet可以验证一个操作
  • initCode:如果wallet还不存在，用于创建钱包的初始化代码
  • callData:实际执行步骤用什么数据调用钱包

其余的字段用来做gas和fee的管理；完整字段可以在ERC 4337中查看。

wallet是一个智能合约，要求有两个函数：

  • validateUserOp,使用UserOperation作为输入。这个函数应该验证UserOperation的签名和nonce，支付fee，如果验证成功nonce增加，如果验证失败抛出异常。
  • 一个op执行函数，解析calldata为指令，使钱包做出相应的动作。该函数如何解释calldata以及结果是什么是完全开放式的；但是我们期望最常见的操作应该是解释calldata为指令，让钱包进行一次或多次调用。

为了简化钱包逻辑，许多复杂的智能合约确保安全所需要的trickery不在wallet本身，但在一个叫做entry point的全局合约。validateUserOp和执行函数将限制为require(msg.sender == ENTRY_POINT)，因此仅受信任的entry point可以发起wallet执行任何操作或只支付gas。entry point仅在带有调用数据calldata的UserOperation完成validateUserOp后才对钱包进行任意调用，所以这足够保护钱包免受攻击。当wallet不存在时，entery point同样负责使用initCode去创建钱包。

Entry ponit control flow when running handleops

Entry ponit control flow when running handleOps

mempool节点和bundlers在关于validateUserOp可以做什么的时候有一些限制：特别是，validateUserOp执行不能读写其他合约的存储，不能使用环境相关opcodes，比如TIMESTAMP，不能调用其他合约，除非这些被调用的合约可证明不会自毁。需要保证bundlers和UserOperation mempool节点的对validateUserOp的__模拟执行__针对指定的UserOperation是ok的，可以包含或转发，且和之后实际包含在以后区块中有相同的效果。

如果UserOperation的验证模拟成功，UserOperation可以保证被包含直到sender账户有其他内部状态变化（由于相同sender的另外一个UserOperation或者另外的合约调用到sender；在任一情况下，该账户触发此条件需要在链上花费7500+gas）。另外，一个UserOperation为validateUserOp阶段指定gas limit，mempool节点和bundlers将拒绝他，除非这个gas limit非常小（比如，低于200000）。这些限制复制于现行的Ethereum交易的关键属性，以防止DoS攻击。Bundlers和mempool节点可以使用当前Ethereum交易的相似逻辑，以决定是否包含或转发一个UserOperation。

和常规以太坊mempool相比，这种设计增加/保持/牺牲了哪种属性

保持属性：

  • 无中心化角色；所有的事情都是通过端对端的mempool完成
  • DoS安全（通过模拟检查的UserOperation保证是可包含的，直到sender有另一个状态变化，这将要求攻击者为每个sender支付7500+gas)
  • 没用用户端钱包设置的复杂性: 用户不用关心他们的钱包合约是否已经发布；钱包存在于特定的CREATE2地址中，如果钱包在第一个UserOperation前不存在，则自动创建一个
  • 完全EIP 1559支持,