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EIP-7702: 以太坊帳戶抽象的突破性進展
深入解讀以太坊帳戶抽象賽道的過去與未來
本文分爲兩大部分:
上半部分從2015年的首個AA提案出發,系統梳理了目前爲止的EIP提案主要內容,探討AA歷史提案的發展歷程,並對各方案進行綜合評價。
下半部分重點對比EIP4337提出後面臨的市場反應,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 帳戶抽象的意義定位
以太坊創始人Vitalik在2023年底再次更新ETH發展路線圖,但對帳戶抽象的設定並未改變。目前主流模式正從EIP-4337過渡到下一階段"自願轉換EOA帳戶"。
在EIP4337推出一年多後(2023年3月1日在丹佛WalletCon上正式發布),它得到了用戶的廣泛認可,但並未被廣泛使用。在這種矛盾的市場環境下,EIP-7702的進度大幅提前,已確定將在下次升級中合並。
1.2 帳戶抽象的市場現狀
經過一年半的發展,EIP4337在主流鏈上的帳戶總數僅1200萬,其中以太坊主網上的活躍地址只有6,764個,與EOA和CA的地址數相差甚遠。以太坊主網上獨立地址數已達2.7億。
可以說EIP4337在主網上幾乎沒有實質性發展。
然而,這並不影響AA的本質價值。EIP4337的設計注定了它難以很好地解決主網的向前兼容性問題。隨着各類L2鏈普遍嵌入原生AA,EIP4337的地址數在L2上獲得爆發,其中Base和Polygon鏈7月月活躍用戶分別達到100萬和300萬,表現不俗。
因此,EIP4337的設計並非錯誤,它有許多優點。目前的現狀源於主網與L2之間的差異,它們需要採用各自適合的方案。
2. 什麼是帳戶抽象?
帳戶抽象本質上解決的是產權分離的問題。
以太坊虛擬機(EVM)架構中有兩種帳戶:外部帳戶(EOA)和合約帳戶(Contract Account)。外部帳戶的所有權和籤名權實際上由同一主體持有。持有私鑰的人不僅擁有帳戶的"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。標準以太坊交易沒有From字段,實際是通過VRS參數(即用戶籤名)反解析出From地址。這涉及ECDSA等非對稱加密和單向門限函數等概念。密碼學保障了安全性,但也造成了當前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字段,從而實現私鑰與被操作地址的分離。
產權分離如此重要的原因在於,外部帳戶(EOA)設計會衍生出更多問題:
私鑰難以保護:丟失私鑰意味着失去所有資產。
籤名算法單一:原生協議在驗證交易時只能使用ECDSA籤名和驗籤算法。
籤名權限過高:無原生多重籤名(多籤只能通過智能合約實現),單個籤名即可執行任意操作。
交易手續費只能用ETH支付,不支持批量交易。
交易隱私泄露:一對一交易容易分析帳戶持有者的隱私信息。
這些限制使普通用戶難以使用以太坊:
首先,使用以太坊上的任何應用,用戶都必須持有以太幣(並承擔價格波動風險)。
其次,用戶需要處理復雜的費用邏輯,Gas price、Gas limit、交易阻塞(Nonce順序)等概念對用戶來說過於復雜。
最後,雖然許多區塊鏈錢包或應用試圖通過產品優化提升用戶體驗,但效果有限。
因此,突破的關鍵在於實現帳戶抽象,將所有權(Owner)和籤名權(Signer)解耦,從而逐步解決上述問題。
歷史上有許多方案,最終歸納爲兩種路線。
3. AA歷史提案脈絡梳理
問題的解決方案看似有很多EIP提案,但歸根結底只有兩種核心思路。每個未通過的EIP考慮的問題都匯聚成了現在方案的突破點。
3.1 第一種路線:將EOA地址轉變爲CA地址
早在2015年11月15日,Vitalik就在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,改變手續費支持由ERC20代幣支付,通過預編譯合約將原生代幣改爲類ERC20來存儲餘額(可具備代扣授權等功能),將交易字段精簡爲to、startgas、data和code。
這種變革看似激進,會大幅改動底層設計,讓每個帳戶地址都擁有自己的"代碼"邏輯(這正是EIP-7702要實現的效果)。
它還能衍生出其他功能,如:
讓交易使用更多加密算法,由各地址內部Code指定驗籤鑑權方法。
具備抗量子攻擊特性,因爲代碼可升級。
讓以太幣具備與ERC20合約一致的功能特性,核心效果是實現代扣授權,無需消耗原生幣。
提升帳戶的自定義空間,兼容社交恢復、SBT支持、密鑰找回等。
未能繼續推進的原因很簡單,顯然步伐太大,對當前交易哈希衝突問題、安全性隱患考慮不周,所以一直擱置。但每個優點的理念都成爲後續EIP4337和EIP7702的核心功能之一。
後來還有一系列EIP試圖完善這種邏輯:
EIP-859: 主鏈帳戶抽象 (2018-01-30)
試圖解決Code的部署問題。核心作用是,如果交易方合約未部署,則使用交易附帶code參數執行合約錢包部署。其次還提出新的PAYGAS操作碼,除了支付gas外,也成爲交易參數中驗證部分與執行部分的分隔符。
雖然當時未能實現,但這也成了EIP7702的核心邏輯之一。EIP7702的每筆交易結合特殊的交易結構,可以附帶一定的代碼,從而在本次交易中讓EOA地址擁有合約能力。
EIP-7702: 設置EOA帳戶代碼 (2024-05-07)
這也是本文後續討論機制的核心EIP,由Vitalik發表作爲EIP-3074的替代方案。因此EIP-3074被棄用,EIP-7702被確定將在即將到來的ETH Prague/Electra(Pectra)硬分叉中納入,具體內容將在下文展開。
3.2 第二種路線:讓EOA地址驅動CA地址
EIP-3074: 增加AUTH和AUTHCALL操作碼 (2020-10-15)
在EVM中加入兩個新的OpCodes AUTH和AUTHCALL,讓EOA能通過這兩個opcode授權合約代替EOA的身分調用其他合約。
概括來說,一個EOA能將一則已籤名的消息(交易)發送至自己信任的合約(稱作Invoker)上,此Invoker合約可以利用AUTH和AUTHCALL操作碼來代替這個EOA發出這筆交易。
EIP-4337: 用交易內存池實現帳戶抽象 (2021-09-29)
受到MEV的啓發進行設計,其核心價值是可以完全避免共識層協議更改。
EIP4337提出新的事務對象UserOperation,用戶將此對象發送到內存池中,由bundlers從礦工維度批量打包交付合約執行交易事務,本質上是把底層的交易與帳戶運作拉到合約層面執行。
EIP-5189: 通過背書人來操作抽象帳戶 (2022-06-29)
這算是優化了EIP4337的邏輯,是面對惡意的Bundler通過建立資金罰款背書endorser的機制來防止DoS阻塞攻擊。
3.3 其他用於支持AA的提案
EIP-2718: 新交易類型的包裝信封 (2020-06-13)
這是一個已經Final的提案,它定義了一個新的交易類型,作爲未來新增交易類型的信封。
最終效果是,當引入新的交易類型時,通過特定編碼來區分這是哪一種交易,讓其只需有向後兼容性,而無需往前兼容。最常見的例子就是EIP1559,它區分了交易的手續費,使用了新的交易類型編碼,又不影響最初的legacy交易類型。
EIP-3607: 讓EOA地址不可部署合約 (2021-06-10)
這是AA路徑上的補充方案,用於防止合約部署地址與EOA地址衝突的問題。它會控制合約生成方法,讓系統不允許將代碼部署到已經是EOA地址的地址上。這個風險其實很小,畢竟以太坊地址有160位長,雖然存在用私鑰碰撞出指定合約地址私鑰的方法,但以比特幣全算力投入估計,也還需要一年的時間。
3.4 如何理解帳號抽象發展歷程?
首先需要理解轉爲CA後的價值。
基本上也就是EIP-4337的實際效果,它可以實現:
但是,EIP-4337的核心缺點是違背人性動機原則。
它看起來更好了,但陷入了一種市場發展的死循環,很多Dapp還不兼容,用戶就不願意使用CA地址,甚至使用CA有更高的交易成本(普通轉帳場景,交易費用也會翻倍),太依賴於Dapp本身的兼容性。
所以在以太坊主網上迄今爲止始終沒有得到普及。
成本是用戶最重要的衡量標準,必須降低成本。
但要真正降低Gas,就必須以太坊本身做軟分叉升級,修改Gas計算或者修改操作碼的Gas消耗等模塊。然而既然要軟分叉,爲何不直接考慮EIP-7702呢?
4. 全面解析EIP-7702
4.1 EIP-7702是什麼
它通過新的交易類型來區分,允許EOA在單筆交易中臨時具備智能合約的功能,進而支持業務上進行批量交易、無Gas交易和自定義權限管理等,且無需引入新的EVM opCode(影響往前兼容性)。
它可以讓用戶在不部署智能合約的情況下,就可以獲得大部分AA的能力,甚至可以提供第三方代用戶發起交易的能力,且不需要用戶提供私鑰,只需籤名授權的信息。
4.2 數據結構
它定義了新的交易類型0x04,該交易類型的TransactionPayload是以下內容的RLP編碼序列化結果:
rlp([ 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 ])
重要的是其中新增了authorization_list對象,存儲籤名者希望在其EOA中執行的代碼。用戶簽署交易的同時也簽署要執行的合約代碼,它作爲二維列表存在,說明可以批量存放多個操作信息,執行批量操作。
authorization_