Phân tích công nghệ trừu tượng hóa tài khoản đa chuỗi: Hướng phát triển tương lai của cơ sở hạ tầng mã hóa

Từ ngày 8 đến 11 tháng 7 năm 2024, hội nghị thường niên của cộng đồng Ethereum EthCC sẽ được tổ chức tại Brussels, Bỉ. Là sự kiện giao lưu công nghệ và cộng đồng Ethereum lớn nhất châu Âu, EthCC năm nay đã mời hơn 350 chuyên gia hàng đầu trong ngành công nghiệp blockchain phát biểu. Trong số đó, một nhà phát triển blockchain đã có một bài thuyết trình sâu sắc về chủ đề "trừu tượng hóa tài khoản đa chuỗi".

Các điểm chính của bài phát biểu được tóm tắt như sau:

• Trừu tượng hóa tài khoản (AA) cốt lõi nằm ở trừu tượng hóa chữ ký và trừu tượng hóa thanh toán. Cái trước cho phép người dùng linh hoạt lựa chọn cơ chế xác thực, cái sau cung cấp nhiều tùy chọn thanh toán giao dịch, từ đó mang lại trải nghiệm người dùng an toàn và thuận tiện hơn.

• ERC-4337 và AA gốc có sự khác biệt trong thiết kế hàm đầu vào trong giai đoạn xác thực và thực thi. Cách triển khai của mỗi loại có những hạn chế khác nhau đối với việc xác thực giao dịch và thực hiện các bước.

• Khi triển khai ERC-4337 trên chuỗi tương thích EVM, cần đặc biệt chú ý đến sự khác biệt của các giao thức Rollup và cách tính toán địa chỉ, hai điểm quan trọng này có thể dẫn đến sự khác biệt trong chi tiết thực hiện giữa L1 và L2.

Dưới đây là nội dung chi tiết của bài phát biểu:

Trừu tượng hóa tài khoản kỹ thuật giới thiệu

1. Định nghĩa trừu tượng hóa tài khoản

trừu tượng hóa tài khoản(AA) chủ yếu bao gồm hai khái niệm cốt lõi: trừu tượng ký và trừu tượng thanh toán.

Trừu tượng hóa chữ ký cho phép người dùng tự do chọn cơ chế xác thực, không còn bị giới hạn bởi các thuật toán chữ ký số cụ thể. Điều này có nghĩa là người dùng có thể sử dụng nhiều cách khác nhau để xác thực danh tính và giao dịch của mình, chẳng hạn như sinh trắc học, chữ ký đa chữ ký, v.v. Trừu tượng hóa thanh toán cung cấp nhiều phương thức thanh toán giao dịch khác nhau, chẳng hạn như thanh toán bằng mã thông báo ERC-20 hoặc được bên thứ ba tài trợ phí giao dịch. Mã thông báo ERC-20 là chuẩn mã thông báo phổ biến nhất trên Ethereum, cho phép tạo ra tài sản kỹ thuật số có thể hoán đổi cho nhau. Sự linh hoạt này có thể nâng cao đáng kể tính bảo mật và trải nghiệm người dùng.

2. Phân tích tiêu chuẩn ERC-4337

Hiện tại, tài khoản bên ngoài của Ethereum (EOA) có một số hạn chế trong phương pháp ký và thiết kế thanh toán. EOA là tài khoản người dùng thông thường được kiểm soát bởi khóa riêng, chỉ có thể sử dụng thuật toán ký và phương thức thanh toán cố định. ERC-4337 giải quyết những vấn đề này bằng cách giới thiệu quản lý tài khoản và cơ chế xử lý giao dịch linh hoạt hơn.

Các đặc điểm chính của ERC-4337:

• cấu trúc userOp: Người dùng gửi userOp cho Bundler, sau đó Bundler tổng hợp nhiều userOp và gọi hàm handleOps của hợp đồng EntryPoint để xử lý. userOp là viết tắt của các thao tác của người dùng, chứa thông tin giao dịch mà người dùng muốn thực hiện. Bundler là một dịch vụ trung gian, chịu trách nhiệm thu thập và đóng gói các thao tác của người dùng.

• Hợp đồng EntryPoint: như là "hệ điều hành" cho việc xử lý giao dịch, chức năng chính bao gồm:

  1. gọi hàm validate của hợp đồng tài khoản, xác thực ủy quyền của userOp
  2. nhận phí
  3. gọi hàm execute của hợp đồng tài khoản, thực hiện các thao tác mục tiêu của userOp

Hợp đồng EntryPoint là cốt lõi của ERC-4337, nó thống nhất tất cả các điểm truy cập cho các thao tác trừu tượng hóa tài khoản.

3. Giới thiệu về AA gốc

Trong AA gốc, mỗi tài khoản đều là một hợp đồng, cơ chế xử lý giao dịch được nhúng trực tiếp vào giao thức blockchain. Điều này có nghĩa là chức năng trừu tượng hóa tài khoản được tích hợp vào thiết kế nền tảng của blockchain, thay vì được thực hiện như một lớp bổ sung.

Hiện tại cách thực hiện AA của các mạng blockchain:

• Mạng sử dụng ERC-4337: Ethereum, Arbitrum, Optimism, Base, Linea, Scroll, Polygon PoS
• Tuân theo AA gốc ERC-4337: StarkNet và zkSync Era
• AA gốc có thiết kế bảo mật: Aztec

Các mạng này, Arbitrum, Optimism, Base, Linea, Scroll đều là giải pháp mở rộng Layer 2 của Ethereum, nhằm nâng cao tốc độ xử lý giao dịch và giảm chi phí. Polygon PoS là một mạng sidechain, cung cấp hỗ trợ mở rộng cho Ethereum. StarkNet và zkSync Era là giải pháp Layer 2 sử dụng công nghệ chứng minh không biết (zero-knowledge proof), trong khi Aztec tập trung vào việc cung cấp tính năng bảo vệ quyền riêng tư.

Phân tích so sánh giữa ERC-4337 và AA gốc

1. Thiết kế vai trò hệ thống

Hệ thống AA cần giải quyết những vấn đề quan trọng sau:

• Cơ chế xác định giá Gas
• Quản lý thứ tự giao dịch và bộ nhớ
• Cách kích hoạt hàm điểm vào
• Định nghĩa quy trình xử lý giao dịch

Gas là đơn vị tính toán trong mạng Ethereum, được sử dụng để đo lường tài nguyên tính toán cần thiết cho việc thực hiện các thao tác. Pool bộ nhớ là khu vực tạm thời để lưu trữ các giao dịch đang chờ xử lý.

ERC-4337 hoàn thành các chức năng này thông qua các hợp đồng Bundler và EntryPoint. Trong AA gốc, người dùng gửi userOps trực tiếp cho các nhà điều hành/xếp hạng của máy chủ chính thức.

Lấy StarkNet làm ví dụ, Sequencer chịu trách nhiệm xử lý tất cả những nhiệm vụ này. zkSync Era thì được thực hiện bởi Operator và hợp đồng thông minh bootloader( phối hợp hoàn thành công việc liên quan. Sequencer và Operator đều là những nút chịu trách nhiệm sắp xếp và thực hiện giao dịch.

) 2. Thiết kế giao diện hợp đồng

Trong các triển khai khác nhau, giao diện hợp đồng tài khoản có những điểm tương đồng, đều bao gồm các hàm đầu vào cho các bước sau:

• ERC-4337: xác thực thao tác của người dùng
• zkSync: xác minh giao dịch, thanh toán giao dịch, thực hiện giao dịch
• StarkNet:thực hiện, xác thực, xác thực tuyên bố, xác thực triển khai

Hàm đầu vào của ERC-4337 và AA gốc ở giai đoạn "xác minh" là cố định, trong khi chỉ có điểm vào của AA gốc là cố định ở giai đoạn "thực thi".

3. Giới hạn trong giai đoạn xác thực

Do việc xác minh giao dịch không có giới hạn về chi phí, có thể dẫn đến việc bộ nhớ tạm thời bị tấn công DoS. Tấn công DoS là việc tiêu tốn tài nguyên hệ thống thông qua một lượng lớn yêu cầu không hợp lệ, khiến các yêu cầu hợp lệ không thể được xử lý. Do đó, mỗi cách triển khai đều đặt ra một số giới hạn cho giai đoạn xác minh.

ERC-4337 định nghĩa các mã thao tác bị vô hiệu hóa và hạn chế truy cập bộ nhớ. Mã thao tác là các lệnh trong máy ảo blockchain, được sử dụng để thực hiện các hoạt động cụ thể. zkSync Era đã nới lỏng việc sử dụng một số OpCode, nhưng vẫn hạn chế logic hợp đồng chỉ có thể truy cập vào các khe lưu trữ của chính nó và không thể truy cập biến toàn cục. StarkNet cũng không cho phép gọi hợp đồng bên ngoài.

4. Các hạn chế trong giai đoạn thực hiện

zkSync yêu cầu xác nhận cờ hệ thống khi thực hiện các cuộc gọi hệ thống, để đảm bảo rằng các nhà phát triển tài khoản có ý thức tương tác với hợp đồng hệ thống. Cuộc gọi hệ thống là quá trình yêu cầu các dịch vụ cốt lõi của hệ điều hành. ERC-4337 và StarkNet không có hạn chế đặc biệt trong giai đoạn thực hiện.

5. Xử lý số ngẫu nhiên

Các thực thể cũng có sự khác biệt trong thiết kế số ngẫu nhiên:

• ERC-4337 phân biệt giá trị khóa 192 bit và giá trị ngẫu nhiên 64 bit
• zkSync được quản lý nonce bởi hợp đồng hệ thống NonceHolder, đảm bảo tăng dần một cách nghiêm ngặt
• Nonce của StarkNet cũng được tăng dần một cách nghiêm ngặt, nhưng không có hợp đồng quản lý chuyên biệt.

Số ngẫu nhiên ### nonce ( được sử dụng trong blockchain để ngăn chặn các cuộc tấn công lặp lại giao dịch, mỗi giao dịch sẽ sử dụng một giá trị nonce mới.

) 6. Triển khai giao dịch lần đầu

• ERC-4337 trong cấu trúc userOp bao gồm trường initcode, có thể triển khai hợp đồng tài khoản trong userOp đầu tiên
• StarkNet và zkSync yêu cầu người dùng gửi giao dịch đầu tiên cho nhà điều hành/ bộ sắp xếp để triển khai hợp đồng tài khoản.

Triển khai hợp đồng tài khoản có nghĩa là tạo một phiên bản hợp đồng thông minh mới trên blockchain, như là tài khoản của người dùng.

7. thiết kế đặc biệt của zkSync

zkSync cho phép người dùng trực tiếp chuyển ETH từ EOA Ethereum sang zkSync mà không cần triển khai hợp đồng tài khoản tùy chỉnh để có được một tài khoản mặc định. Tài khoản này có cùng địa chỉ với EOA Ethereum, có thể hoạt động như EOA và được điều khiển bởi khóa riêng EOA Ethereum tương ứng.

![M tương lai của cơ sở hạ tầng mã hóa? Phân tích trừu tượng hóa tài khoản đa chuỗi]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-f354ad716da09da261319761d128a6f0.webp(

Sự khác biệt trong việc triển khai ERC-4337 trên L1 và L2

Khi thực hiện ERC-4337 trên chuỗi tương thích EVM, chủ yếu có hai điểm khác biệt chính:

) 1. Sự khác biệt trong giao thức

Trong thiết kế Rollup, L2 cần tải dữ liệu lên L1 để đảm bảo tính bảo mật và thanh toán. L1 chỉ chuỗi chính ### như mạng chính Ethereum (, L2 là lớp mở rộng được xây dựng trên L1. Trong ERC-4337, các chi phí liên quan ) như phí bảo mật L1 và phí blob ( nên được bao gồm trong Gas tiền xác thực. blob là viết tắt của đối tượng lớn nhị phân, được sử dụng để lưu trữ một lượng lớn dữ liệu. Cách tính chính xác các chi phí tải lên này trong Gas tiền xác thực là một thách thức lớn.

) 2. Sự khác biệt địa chỉ

Cách mã hóa địa chỉ trong hàm create của zkSync ERA khác với Ethereum và OP tổng hợp. StarkNet thì sử dụng hàm băm độc đáo để tính toán địa chỉ.

Trên chuỗi tương thích EVM, ERC-4337 thường giả định rằng việc tính toán địa chỉ là nhất quán trên các chuỗi. Tuy nhiên, các mã thao tác mới được thêm vào trong hard fork có thể dẫn đến sự thay đổi bytecode, từ đó gây ra sự không nhất quán về địa chỉ hợp đồng tài khoản ERC-4337 được thực hiện trên Ethereum và L2. Hard fork là một cập nhật lớn của giao thức blockchain, có thể dẫn đến những thay đổi không tương thích. Ví dụ, nếu chuỗi L2 không hỗ trợ hard fork Thượng Hải, và không chỉ định phiên bản EVM khi biên dịch, việc giới thiệu push0 sẽ thay đổi bytecode. Bytecode là mã máy cấp độ hợp đồng thông minh, được thực thi trực tiếp bởi máy ảo blockchain.

![Tương lai của cơ sở hạ tầng mã hóa? Phân tích trừu tượng hóa tài khoản đa chuỗi]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-52ccc7ebff94f6c548dd55bc61aad309.webp(

![Tương lai của cơ sở hạ tầng mã hóa? Phân tích trừu tượng hóa tài khoản đa chuỗi])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-180475deec41c605ac65be9b2b494048.webp(