以太坊账户抽象（AA）是什么？未来钱包无需助记词

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以太坊账户抽象提案 EIP-4337 近期发布了新版本。账户抽象（Account Abstraction）通过省略以太坊账户体系中不必要的细节，来降低复杂性并有效消除对外部账户（EOA）和智能合约钱包的需求。

以太坊的主要缺点之一是用户体验复杂，而 EIP-4337 尝试通过账户抽象来解决这一问题。

一、账户抽象（AA）的定义

账户抽象可以为用户提供简化使用账户的能力，从而降低对底层流程的了解要求。

就像我们使用 Gmail 账户而不需要知道它是如何工作的一样。有了账户抽象，我们就有机会远离可怕的助记词世界。

我们可以启用不同的签名选项，Gas 费用可以由 Dapp 赞助或通过法定货币支付等等。

二、如何为以太坊实现账户抽象

目前以太坊上有两种类型的账户：

外部拥有账户（EOA）由用户的密钥对（公钥和私钥）控制，这是大多数用户用来与以太坊交互的方式，Metamask 等钱包服务充当与这些账户交互的接口。

智能合约账户则不受任何私钥控制，而是由其代码控制。例如，所有的 DeFi 协议都由智能合约账户控制。

以太坊的问题在于，外部拥有账户（EOA）获得了智能合约账户所没有的特权。最显著的例子是发起交易的能力。目前，只有外部拥有账户（EOA）可以做到这一点。

这是一个问题，因为 EOA 功能被硬编码到以太坊协议中，并且没有定制空间。

例如：Gmail 为你提供了在账户上启用双重验证（2FA）的选项。而今天在以太坊上无法实现类似的可定制性。

以太坊上的 EOA 有以下限制：

  1. 用户不能使用自定义签名方案。ECDSA 是以太坊用来生成公私密钥对的典型签名方案。
  2. Gas 费必须以原生加密货币（ETH）支付。
  3. 因为你的私钥就是你的账户，丢失你的密钥就意味着丢失你的账户。

所有这些问题都可以通过智能合约钱包轻松解决，因为它们允许使用自定义逻辑。

但如前所述，以太坊上的交易只能通过 ECDSA 保护的外部拥有账户（EOA）发起，而不能通过智能合约钱包发起。

EIP-2938 是解决此问题的一种途径。它引入了以太坊协议更改，允许交易从智能合约而不是 EOA 发起。但问题在于，它需要对协议进行重大更改。

因此，Nethermind 以及 OpenGSN 的研究人员在 Vitalik Buterin 的帮助下提出了 EIP-4337。

该提案提出了一种解决方法，无需更改任何共识层协议，就能为以太坊带来“账户抽象”。它没有修改共识层本身的逻辑，而是将当前交易存储池的功能复制到更高层次的系统中。

流程中的关键概念

流程有很多活动部分，其中包括：

  1. 用户操作（User operations）
  2. 捆绑者（Bundler）
  3. 付款人（Paymaster，可选）

该提案引入了“用户操作”的概念，这些操作允许我们将自定义功能编码到智能合约钱包中。用户操作将用户的意图、签名以及其他数据打包以进行验证。

以下是通过智能合约钱包发起一笔交易的一般流程：

  1. 用户发起一个“用户操作”并包含它想要执行的交易；
  2. 将该操作发送到一个高层次的“用户操作存储池”；
  3. 该操作被部分验证，并广播到 P2P 存储池节点网络；
  4. 操作由“Bundler”选择执行，任何人都可以成为 Bundler，例如 MEV 搜索者、验证者等；
  5. Bundler 将所有操作捆绑到一笔大的交易中；
  6. Bundler 将区块与其他交易一起包含在以太坊区块中。

Bundler 的功能

现在让我们尝试分解 Bundler 的功能，以了解如何执行和验证交易。

  1. Bundler 将交易路由到一个全局“入口点”智能合约；
  2. 全局合约通过每个用户操作并调用智能合约钱包中的“验证函数”；
  3. 钱包运行此函数来验证用户操作的签名并补偿 Bundler 捆绑这些交易；
  4. 钱包运行一个执行操作以执行操作中指定的交易；
  5. 然后在执行操作后将剩余的 Gas 退还给钱包。

付款人（Paymaster）的作用

该 EIP 还提出了“付款人”（Paymaster）的概念。用户现在可以不再依赖他们的钱包，而是可以让付款人赞助他们的交易费用。

赞助交易功能有很多用例，最常被引用的用例是：

  1. 允许应用开发人员代表其用户支付费用；
  2. 允许用户以 ERC-20 代币支付费用，合约充当收取 ERC-20 的中介

三、账户抽象对我们意味着什么

所有这一切都非常令人兴奋，但我们为什么要关心呢？有以下多种原因。

  1. 提案允许我们使用自定义签名方案。用户现在可以使用 iOS 和 Android 设备的内置方案，将每部手机变成硬件钱包。
  2. 它允许在以太坊上为多个签名者提供原生支持。两个或更多用户现在可以批准单笔交易，从而提高安全性。
  3. 可以启用社交恢复。如果用户不知何故丢失了他的密钥，那么他可通过简单让他的朋友和家人为他恢复账户。

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常见问题

Q1: 账户抽象（AA）的主要优势是什么？

A: 账户抽象可以显著提升用户体验，例如无需助记词、支持多种签名方案、允许第三方支付 Gas 费用，以及提供社交恢复功能，让账户管理更便捷安全。

Q2: EIP-4337 与 EIP-2938 有何不同？

A: EIP-2938 需要更改以太坊底层协议，而 EIP-4337 无需修改共识层，通过更高层次的系统实现账户抽象，降低了实施难度和风险。

Q3: 普通用户如何受益于账户抽象？

A: 用户将拥有更简单的钱包设置流程（无需记录助记词），更灵活的支付方式（如用法币或ERC-20代币支付Gas费），以及更强大的账户恢复选项，大大降低了使用门槛和风险。

Q4: Bundler 在系统中扮演什么角色？

A: Bundler 负责将多个用户操作捆绑成一笔大交易并提交到以太坊网络，类似于矿工或验证者的角色，但专注于处理账户抽象相关的操作，任何人都可以成为Bundler。

Q5: Paymaster 如何赞助交易费用？

A: Paymaster 是一个智能合约，可以代表用户支付Gas费用，费用来源可以是DApp开发者、用户支付的代币或其他机制，从而为用户提供更灵活的支付选择。

Q6: 账户抽象是否会影响以太坊的安全性？

A: 账户抽象通过支持多签名和社交恢复等功能，可以增强账户安全性。同时，由于它是在不改变共识层的情况下实现的，因此不会引入新的底层安全风险。