マルチチェーンアカウントの抽象化技術デプス解析

2024年7月8日至11日、ヨーロッパ最大規模のイーサリアム年次イベント——イーサリアムコミュニティカンファレンス（EthCC）がベルギーのブリュッセルで開催され、技術とコミュニティの発展に焦点を当てます。今回の会議では、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講演を行い、その中には「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」というテーマの講演も含まれています。

スピーチの要点概要

• アカウントの抽象化（AA）の二つのコアコンセプト：署名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ことを許可し、後者は多様な取引支払いオプションをサポートし、ユーザーエクスペリエンスと安全性を共に向上させます。

• ERC-4337とネイティブAAの検証および実行段階のエントリーポイント関数設計には違いがあります。取引の検証制限と取引の実行手順は、異なる実装においてそれぞれの特徴があります。

• EVM互換チェーン上でERC-4337を実装する際、Rollup設計におけるプロトコルの違いとアドレス計算方法の違いは2つの重要な違いであり、L1とL2の間での実装時に注意すべき微細な開発の詳細が必要となります。

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アカウントの抽象化技術詳解

アカウントの抽象化の核心概念

アカウントの抽象化は主に二つの重要なポイントを含んでいます：

1. サインの抽象化：ユーザーが好みの検証メカニズムを選択できるようにし、特定のデジタル署名アルゴリズムに制限されなくなります。

2. 支払いの抽象化：ERC-20トークンを使用した支払いまたは第三者による取引手数料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サポートします。

この柔軟性はユーザー体験と安全性を大幅に向上させ、アカウントの抽象化技術の核心目標です。

ERC-4337 標準解析

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、イーサリアムの外部所有アカウント（EOA）のいくつかの固有の制限を解決しました。そのコアコンポーネントには、

• userOp 構造体: ユーザーが構造体を 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：取引処理の中心として機能し、主な機能にはuserOpの承認の検証、手数料の徴収、ターゲット操作の実行が含まれます。

原生アカウントの抽象化

ネイティブAAでは、各アカウントがコントラクトであり、取引処理メカニズムが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。現在、主要なブロックチェーンネットワークはAAの実装方法が異なります：

• ERC-4337に従ったアカウントの抽象化：イーサリアム、Arbitrum、Optimismなど
• 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備えたネイティブアカウントの抽象化：Aztec

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ERC-4337とネイティブAAの比較分析

オペレーティングシステムの役割

ERC-4337はBundlerとEntryPoint Contractの協力によって取引処理を完了し、ネイティブAAではユーザーが直接userOpsを公式サーバーのオペレーター/ソーターに送信します。

• StarkNet：シーケンサーはすべての取引処理タスクを担当します
• zkSync Era：オペレーターはブートローダー（システムコントラクト）と連携して作業する必要があります

コントラクトインターフェース設計

アカウント契約インターフェースは異なる実装で類似しており、主に検証と実行の2つの段階が含まれます。ERC-4337とネイティブAAの検証段階のエントリーポイント関数は固定されていますが、実行段階ではネイティブAAのエントリーポイントのみが固定されています。

検証ステップ制限

DoS攻撃を防ぐために、各実装は検証トランザクションに異なる制限を設定しました：

• ERC-4337は禁止されているオペコードとストレージアクセス制限を定義しています
• zkSync Eraは特定のストレージスロットへのアクセスを許可しますが、グローバル変数へのアクセスは禁止されています。
• StarkNetは外部コントラクトの呼び出しを許可しません

実行ステップ制限

• zkSync：システムコールを実行するには、システムフラグが存在することを確認する必要があります
• ERC-4337とStarkNet：実行フェーズに特別な制限はありません

ランダム数管理

• ERC-4337：192ビットのキー値と64ビットのランダム値の区別
• zkSync：NonceHolderシステムコントラクトによって管理され、厳密な増加を保証します。
• StarkNet：厳密に増加しますが、専用の契約管理はありません

初回取引デプロイ

• ERC-4337：userOp構造体のinitcodeフィールドを使用してアカウント契約を展開する
• StarkNetとzkSync：アカウント契約をデプロイするためにオペレーター/ソートラーに最初のトランザクションを送信する必要があります

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L1とL2のERC-4337の実装の違い

EVM互換チェーン上でERC-4337を実装する際、主に2つの重要な違いが存在します：

1. プロトコルの違い：L2は、セキュリティ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（L1のセキュリティ費用やblob費用など）は、プレ検証Gasに含めるべきであり、これにより費用見積もりの複雑さが増します。

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違いがあり、これによりアカウントのコントラクトアドレスがイーサリアムとL2で一致しない可能性があります。特にハードフォークが新しいオペコードを導入する際、L2がそのハードフォークをサポートしていない場合、Solidityコードが同じでも、コンパイルされたバイトコードが異なる可能性があります。

以上の分析は、マルチチェーン環境におけるアカウントの抽象化技術の複雑性と多様性を明らかにしました。技術の進展に伴い、これらの違いはさらに拡大または収束する可能性があり、引き続き注目と研究が必要です。

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