Phân tích sâu về lịch sử và tương lai của trừu tượng hóa tài khoản Ethereum

Bài viết này sẽ khám phá trừu tượng hóa tài khoản Ethereum từ hai khía cạnh:

Trước hết, hãy xem lại quá trình lịch sử bắt đầu từ đề xuất AA đầu tiên vào năm 2015, hệ thống tóm tắt nội dung các đề xuất EIP chính cho đến nay, tóm tắt ưu nhược điểm của từng phương án.

Thứ hai, phân tích trọng tâm về vấn đề phản hồi thị trường không tốt mà EIP4337 phải đối mặt, cũng như EIP7702 sẽ được đưa vào trong phiên bản nâng cấp Ethereum tiếp theo, đề xuất này sẽ thay đổi hoàn toàn hình thái ứng dụng trên chuỗi.

1. Bối cảnh trừu tượng hóa tài khoản

1.1 Vị trí của trừu tượng hóa tài khoản

Người sáng lập Ethereum Vitalik trong bản cập nhật lộ trình ETH vào cuối năm 2023, không thay đổi thiết lập trừu tượng hóa tài khoản. Hiện tại, mô hình chính đang chuyển từ EIP-4337 sang giai đoạn chuyển đổi tự nguyện tài khoản EOA.

1.2 Thị trường hiện trạng của trừu tượng hóa tài khoản

Sau một năm rưỡi phát triển, số lượng địa chỉ EIP4337 trên các chuỗi chính chỉ có 12 triệu, trong đó số địa chỉ hoạt động trên mạng chính Ethereum chỉ có 6,764, thấp hơn nhiều so với số lượng địa chỉ EOA và CA. Trên mạng chính, EIP4337 gần như không có sự phát triển đáng kể.

Tuy nhiên, điều này không ảnh hưởng đến giá trị cốt lõi của AA. EIP4337 ngay từ khi thiết kế đã đối mặt với vấn đề tương thích ngược của mạng chính, nhưng đã được áp dụng rộng rãi trên nhiều chuỗi L2. Ví dụ như chuỗi base và polygon có số người dùng hoạt động hàng tháng lần lượt đạt 1 triệu và 3 triệu vào tháng 7.

2. Tài khoản trừu tượng là gì?

Trừu tượng hóa tài khoản về bản chất giải quyết vấn đề tách quyền sở hữu.

Ethereum có hai loại tài khoản: tài khoản bên ngoài ( EOA ) và tài khoản hợp đồng ( CA ). Trong EOA, quyền sở hữu và quyền ký được nắm giữ bởi cùng một chủ thể. Người nắm giữ khóa riêng không chỉ sở hữu "quyền sở hữu tài khoản", mà còn có thể "ký chuyển nhượng tất cả tài sản".

Điều này bắt nguồn từ cấu trúc giao dịch tài khoản Ethereum. Giao dịch tiêu chuẩn không có trường From, mà thay vào đó thông qua các tham số VRS ( chữ ký của người dùng ) suy diễn địa chỉ From. Độ an toàn được đảm bảo bởi mật mã này cũng dẫn đến khó khăn trong việc hợp nhất quyền sở hữu địa chỉ EOA hiện tại.

Cốt lõi của EIP4337 là thêm Địa chỉ Người gửi vào trường giao dịch, từ đó tách biệt khóa riêng với địa chỉ bị thao tác.

Việc tách quyền sở hữu rất quan trọng, vì thiết kế EOA đã phát sinh nhiều vấn đề:

1. Khó bảo vệ khóa riêng: Mất khóa riêng có nghĩa là mất tất cả tài sản.

2. Thuật toán ký tên đơn giản: chỉ có thể sử dụng thuật toán ký và xác minh ECDSA.

3. Quyền ký quá cao: không có đa ký gốc, ký đơn có thể thực hiện bất kỳ thao tác nào.

4. Phí giao dịch chỉ có thể thanh toán bằng ETH, không hỗ trợ giao dịch hàng loạt.

5. Rò rỉ quyền riêng tư giao dịch: Giao dịch một đối một dễ phân tích thông tin riêng tư của người nắm giữ tài khoản.

Những hạn chế này khiến người dùng bình thường khó sử dụng Ethereum:

• Sử dụng bất kỳ ứng dụng nào cũng cần nắm giữ Ether và chịu rủi ro biến động giá.
• Cần xử lý logic phí phức tạp ( Giá gas, Giới hạn gas, Thứ tự Nonce và các thứ )
• Hiệu quả tối ưu hóa sản phẩm của ví hoặc ứng dụng là hạn chế

Chìa khóa để vượt qua những hạn chế này nằm ở việc thực hiện trừu tượng hóa tài khoản, tách rời quyền sở hữu (Owner) và quyền ký (Signer). Lịch sử đã có nhiều giải pháp, cuối cùng hội tụ về hai hướng.

3. Sắp xếp bối cảnh đề xuất AA

Giải pháp cho vấn đề dường như có nhiều đề xuất EIP, nhưng cuối cùng chỉ có hai ý tưởng cốt lõi. Mỗi EIP chưa được thông qua đều đã tích hợp các vấn đề vào giải pháp hiện tại.

3.1 Tuyến đường đầu tiên: Chuyển đổi địa chỉ EOA thành địa chỉ CA

Vào ngày 15 tháng 11 năm 2015, Vitalik đã đề xuất một cấu trúc mới cho tài khoản dưới dạng hợp đồng trong EIP-101. Các thay đổi chính bao gồm:

• Địa chỉ chỉ có mã và không gian lưu trữ
• Thay đổi phí giao dịch hỗ trợ thanh toán bằng ERC20
• Thông qua hợp đồng biên soạn trước để chuyển đổi token gốc thành dạng ERC20 để lưu giữ số dư
• Trường giao dịch được tinh giản thành to, startgas, data và code

Đây là một cuộc cách mạng, sẽ thay đổi thiết kế cơ bản một cách đáng kể, khiến mỗi địa chỉ tài khoản đều sở hữu "logic" riêng của mình.

Chức năng phái sinh bao gồm:

1. Giao dịch có thể sử dụng nhiều thuật toán mã hóa hơn
2. Có tính chống tấn công lượng tử
3. Làm cho Ether có tính năng hợp đồng ERC20
4. Nâng cao không gian tùy chỉnh tài khoản, hỗ trợ phục hồi xã hội, SBT, khôi phục khóa, v.v.

Nguyên nhân không tiếp tục tiến hành là bước đi quá lớn, không xem xét kỹ lưỡng vấn đề xung đột hash giao dịch và các nguy cơ bảo mật. Nhưng từng ý tưởng ưu điểm đã trở thành chức năng cốt lõi của EIP4337 và EIP7702 tiếp theo.

Sau đó còn một loạt EIP cố gắng hoàn thiện logic này:

EIP-859: trừu tượng hóa tài khoản chuỗi chính (2018-01-30)

• Giải quyết vấn đề triển khai Code
• Đề xuất mã thao tác PAYGAS mới

EIP-7702: thiết lập mã tài khoản EOA (2024-05-07)

• Được đề xuất bởi Vitalik, như một giải pháp thay thế cho EIP-3074
• sẽ được đưa vào phân tách cứng ETH Prague/Electra sắp tới

3.2 Lộ trình thứ hai: Để địa chỉ EOA điều khiển địa chỉ CA

EIP-3074: thêm mã lệnh AUTH và AUTHCALL (2020-10-15)

• Thêm hai mã lệnh mới vào EVM
• Cho phép EOA ủy quyền cho hợp đồng thay mặt cho danh tính của nó gọi các hợp đồng khác

EIP-4337: Thực hiện trừu tượng hóa tài khoản bằng bộ nhớ giao dịch (2021-09-29)

• Được thiết kế dựa trên cảm hứng từ MEV, tránh thay đổi giao thức lớp đồng thuận
• Đề xuất đối tượng giao dịch mới UserOperation
• Người dùng gửi UserOperation đến pool bộ nhớ
• Bundlers từ góc độ thợ mỏ đóng gói hàng loạt và giao hàng thực hiện hợp đồng

EIP-5189: Thông qua việc điều hành tài khoản trừu tượng bởi người bảo lãnh (2022-06-29)

• Tối ưu hóa logic EIP4337
• Ngăn chặn các cuộc tấn công DoS thông qua cơ chế đảm bảo phạt tiền.

3.3 Hỗ trợ các đề xuất khác cho AA

EIP-2718: bao bì loại giao dịch mới (2020-06-13)

• Định nghĩa loại giao dịch mới như là phong bì cho các loại giao dịch trong tương lai
• Khi giới thiệu loại giao dịch mới, chỉ cần tương thích ngược.

EIP-3607: Cấm địa chỉ EOA triển khai hợp đồng (2021-06-10)

• Ngăn chặn xung đột giữa địa chỉ triển khai hợp đồng và địa chỉ EOA
• Kiểm soát phương pháp sinh hợp đồng, cấm triển khai mã đến địa chỉ EOA

3.4 Hiểu về lịch sử phát triển trừu tượng hóa tài khoản

Giá trị sau khi chuyển đổi sang CA cơ bản tương đương với hiệu ứng thực tế của EIP-4337.

Nhưng nhược điểm chính của EIP-4337 là vi phạm nguyên tắc động cơ con người:

• Tính tương thích Dapp không đủ, người dùng không muốn sử dụng địa chỉ CA
• Chi phí giao dịch địa chỉ CA cao hơn
• Lệ thuộc quá nhiều vào tính tương thích của Dapp

Do đó, nó chưa bao giờ được phổ biến trên mạng chính của Ethereum.

Để thực sự giảm Gas, cần phải thông qua việc nâng cấp phân nhánh mềm của Ethereum. Nếu đã phải phân nhánh mềm, thì chẳng thà xem xét EIP-7702.

4. Phân tích toàn diện EIP-7702

4.1 Giới thiệu EIP-7702

• Cho phép EOA tạm thời có chức năng hợp đồng thông minh trong một giao dịch.
• Hỗ trợ giao dịch hàng loạt, giao dịch không Gas và quản lý quyền tùy chỉnh
• Không cần giới thiệu opCode EVM mới
• Người dùng không cần triển khai hợp đồng thông minh để có được hầu hết các khả năng AA
• Hỗ trợ bên thứ ba khởi xướng giao dịch thay cho người dùng, chỉ cần ký thông tin ủy quyền

4.2 cấu trúc dữ liệu

Định nghĩa loại giao dịch mới 0x04, TransactionPayload là kết quả tuần tự hóa RLP của nội dung sau:

[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]

Thêm đối tượng authorization_list, lưu trữ mã mà người ký muốn thực hiện trong EOA.

4.3 vòng đời giao dịch

4.3.1 Giai đoạn xác thực

1. Khôi phục địa chỉ người ký
2. Xác minh ID chuỗi
3. Xác minh mã người ký
4. Xác minh nonce của người ký
5. Thiết lập mã người ký
6. Tăng nonce của người ký
7. Thêm tài khoản người ký vào danh sách địa chỉ đã truy cập

4.3.2 Giai đoạn thực hiện thao tác

• Tải mã từ trường address của authorization_list
• Thực thi trong ngữ cảnh tài khoản của người ký
• Lệnh thao tác và tham số được lưu trữ trong trường data của tải giao dịch

4.4 Giá trị của EIP-7702

• Thay đổi toàn bộ chuỗi Web3 ví, nâng cao trải nghiệm người dùng
• EOA có thể thực hiện nhiều loại logic khi khởi động giao dịch thông thường
• Ảnh hưởng đến việc xác định giao dịch và tập hợp rút tiền trong các kịch bản CeFi

Đánh bại nhiều định kiến:

1. Số dư tài khoản có thể giảm do giao dịch không xuất phát từ tài khoản đó
2. Nonce EOA có thể tăng đồng thời nhiều
3. Logic so sánh tx.origin và msg.sender bị vô hiệu hóa
4. EOA có thể phát ra sự kiện
5. EOA nhận tài sản không nhất định thành công

4.5 So sánh EIP-7702 và EIP-4337

1. Ưu điểm của EIP-7702:

• Gas thấp hơn
• Chi phí chuyển đổi người dùng thấp hơn
• Hỗ trợ ủy thác hoàn toàn và ủy thác được bảo vệ

2. Nhược điểm của EIP-7702:

• Cần nâng cấp phân nhánh mềm, thay đổi lớn
• Tự do cao, khó kiểm toán
• Thay đổi lớn trong cấu trúc ban đầu, khó khăn trong việc thích ứng với hạ tầng
• EOA có được khả năng hợp đồng, nhưng không thể lưu trữ không gian.
• Chi phí giao dịch riêng lẻ hơi cao
• Có thể đối mặt với rủi ro DoS
• Logic rút tiền trên chuỗi có thể không nhất quán
• Sự kiện EOA có thể gây ra vấn đề

5. Tóm tắt

Trừu tượng hóa tài khoản được triển khai cuối cùng như một mô-đun "sửa chữa mọi thứ" trong lộ trình của Ethereum. Việc thúc đẩy nhanh chóng EIP7702 chủ yếu gặp thách thức về tính bảo mật của hệ thống, nhưng cuối cùng rất có thể sẽ đạt được.

Mặc dù EIP7702 mang lại nhiều cải cách, nhưng lợi thế cốt lõi của nó là giảm chi phí cho người dùng. So với EIP4337, EIP7702:

• Giữ lại địa chỉ EOA, sử dụng logic CA theo nhu cầu, chi phí nắm giữ thấp
• Không cần chuyển đổi danh tính CA trên chuỗi
• Hỗ trợ EOA nhiều giao dịch song song, như ủy quyền trừ tiền và thực hiện trừ tiền kết hợp
• Hữu ích cho quản lý doanh nghiệp trên chuỗi, như tập hợp số lượng lớn của các sàn giao dịch.

Mặc dù có sự thay đổi lớn, nhưng EIP7702 đáng để tất cả các Dapp nghiên cứu và thích ứng về lợi thế chi phí, vì người dùng rất có thể sẽ ủng hộ đề xuất này.