マルチチェーンアカウントの抽象化:暗号化インフラの新しい方向性

2024年7月8日至11日、ヨーロッパ最大のイーサリアム年度イベント——イーサリアムコミュニティ会議(EthCC)がベルギーのブリュッセルで開催されます。本会議(EthCC 7)には、350人以上のブロックチェーン業界の第一線の意見リーダーが集結します。あるブロックチェーン開発者は、"未来を明らかにする: マルチチェーンアカウントの抽象化解析"というタイトルで講演を行います。

講演の要点は次のとおりです:

• アカウントの抽象化(AA)の二つのコア: サインの抽象化と支払いの抽象化。前者はユーザーが任意の検証メカニズムを選択できるようにし、後者は多様な取引支払いオプションを許可し、より安全で便利なユーザー体験を提供します。

• ERC-4337とネイティブAAは、検証と実行段階のエントリーポイント関数の設計に違いがあります。各実装方案は、取引制限の検証と実行ステップにおいてもそれぞれの特徴を持っています。

• EVM互換チェーン上でERC-4337を実施する際には、Rollup設計によるプロトコルの違いやアドレス計算方法の違いに注意する必要があります。これらの詳細はL1とL2間の実装に影響を与える可能性があります。

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アカウントの抽象化の概要

アカウントの抽象化(AA)は主に二つの重要な点を含みます:

1. サインの抽象化: ユーザーは特定のデジタル署名アルゴリズムに限らず、任意の検証メカニズムを選択できます。

2. 支払いの抽象化: ユーザーはERC-20トークンでの支払い、または第三者による取引のスポンサーシップなど、さまざまな取引支払いオプションを使用できます。

この柔軟性は、より安全で最適化されたユーザー体験を提供します。AAは、これら2つのコア目標をさまざまな方法で達成することを目的としています。

ERC-4337 の紹介

現在、イーサリアムプロトコルの外部所有アカウント(EOA)には、固定された署名方法や支払い設計などのいくつかの制限があります。ERC-4337は、より柔軟なアカウント管理と取引処理方法を導入することで、これらの問題を解決します。

主な機能:

• userOp 構造体: ユーザーが userOp 構造体を Bundler に送信すると、Bundler は複数の userOps を収集し、EntryPoint コントラクトの handleOps 関数を呼び出します。

• EntryPointコントラクト:オペレーティングシステムが取引を処理するのに似ており、主な機能は以下の通りです:

1. アカウント契約のvalidate関数を呼び出し、userOpが認可されていることを確認します。
2. 手数料を受け取る
3. アカウント契約のexecute関数を呼び出し、userOpのターゲット操作を実行する

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ネイティブAAの紹介

ネイティブAAでは、各アカウントは契約であり、取引処理メカニズムはブロックチェーンプロトコルに直接組み込まれています。

異なるブロックチェーンネットワークのAA設計:

• ERC-4337 アカウントの抽象化: Ethereum、Arbitrum、Optimism、Base、Linea、Scroll、Polygon PoS
• ERC-4337に基づくネイティブアカウントの抽象化: StarkNetとzkSync Era
• プライバシーデザインを持つネイティブアカウントの抽象化:Aztec

ERC-4337とネイティブAAの違い

1. オペレーティングシステムの役割

AAオペレーティングシステムが解決する必要がある問題:ガス価格、トランザクションの順序、エントリポイント関数のトリガー、トランザクション処理の流れなど。

ERC-4337は、BundlerとEntryPoint Contractの協力によってこれらのタスクを完了します。ネイティブAAでは、ユーザーはuserOpsを公式サーバーのオペレーター/ソートナーに送信します。

2. コントラクトインターフェース

異なる実装のアカウント契約インターフェースは似ており、検証、支払い、実行の3つのステップが含まれています。ERC-4337とネイティブAAでは、"検証"段階のエントリポイント関数は固定されていますが、"実行"段階の固定されたエントリポイントはネイティブAAのものだけです。

3. 検証ステップの制限

DoS攻撃を防ぐために、各実装は検証取引に異なる制限を設けています。例えば、EIP-4337は無効なオペコードとストレージアクセスの制限を定義していますが、zkSync Eraは一部のOpCodeの使用を緩和しています。

4. 実行ステップの制限

zkSyncは、システムコールを実行するために確認システムのフラグを要求します。ERC-4337とStarkNetの実行段階には特別な制限はありません。

5. ランダム数

ERC-4337は192ビットのキー値と64ビットのランダム値を区別します。zkSyncとStarkNetは厳密に増加するnonceを採用しています。

6. 初回取引のデプロイ

ERC-4337はuserOp構造にinitcodeフィールドを含み、初めてuserOpを使用してアカウント契約を展開するために使用されます。StarkNetとzkSyncは、ユーザーが最初の取引をオペレーター/ソートスに送信してアカウント契約を展開することを要求します。

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L1とL2のERC-4337の違い

EVM互換チェーン上でERC-4337を実施するには、2つの重要な違いがあります:

1. プロトコルの違い

Rollupの設計では、L2は安全性と決済を確保するためにデータをL1にアップロードする必要があります。関連する費用(としてL1の安全費やblob費用)は事前検証Gasに含めるべきですが、適切なアップロード費用を決定することは大きな課題です。

2. アドレスの違い

異なるチェーンのアドレス計算方法には違いがあります。例えば、zkSync ERAのcreate関数におけるアドレスエンコーディング方式は、イーサリアムやOPの集約とは異なり、StarkNetは独自のハッシュ関数を使用してアドレスを計算します。

注目すべきは、ハードフォークで新たに追加されたオペコードがバイトコードの変化を引き起こし、アカウント契約アドレスの一貫性に影響を与える可能性があることです。例えば、L2チェーンが上海ハードフォークをサポートしておらず、コンパイル時にEVMバージョンが指定されていない場合、push0の導入がバイトコードを変更し、Solidityコードが同じであっても異なる結果になります。

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