深入解讀以太坊帳號抽象賽道的過去與未來

作者：十四君

前言

本文整體分兩大模組：

上半段，將從2015年起的首個AA提案出發，系統性地整理目前為止的Eip提案主要內容，期望由史出發挖掘AA歷史提案的歷程，並綜合性評估各方案優缺點。

下半段，著重在比較EIP4337提出之後面臨的市場低迷回饋，再深入分析如今即將被納入下個版本以太坊升級的EIP7702，此提案一旦合併，將全方位改變鏈上應用形態。

EIP-7702 具有劃時代的改變，且聽十四君細細講來

1、帳號抽象的背景

1.1 帳號抽象的意義定位

以太坊創辦人vitalik在2023年底再次更新ETH 發展路線圖，但其中針對帳號抽象的設定，並未改過。如今的主流模式也正是從EIP-4337，踏入到下一個階段VoluntaryEOA Conversion（自願轉換EOA帳號）。

https://x.com/VitalikButerin/status/1741190491578810445

在EIP4337推出一年多以來（在2023.3.1號丹佛的WalletCon 上，官員宣由以太坊基金會開發人員設計實現的ERC-4337 的核心合約已經通過了OpenZeppelin 的審計，被認為是正式推出的歷史節點）。

始終是只得到用戶的廣泛認可，但並不被廣泛使用，如此矛盾的市場環境下，讓EIP-7702的進度被大幅提前，甚至已經被確認將在下一次升級被合併其中。

1.2 帳號抽象的市場現狀

無需多言，直接看數據吧。

經過一年半的發展，EIP4337在主流鏈帳號的集合下，僅有1200W的地址數，其中最為讓人驚訝的是在以太坊主網上，活躍地址僅6,764個，或許統計維度有所問題，但至少與EOA與CA的地址數相差甚廣，要知道以太坊主網上獨立地址數已經達到2億7千萬（數據源自：https://etherscan.io/chart/address）。

可以說在主網上EIP4337是毫無實質發展。

 （圖表資料來源：https://dune.com/niftytable/account-abstraction）

不過，這並不磨滅AA的本質價值，因為他從一開始的EIP4337的設計就注定了，他面對主網嚴重的往前兼容性問題上無法做好，所以伴隨著各類L2層鏈的一般嵌入原生AA，EIP4337的位址數在L2上獲得爆發，其中base和polygon鏈的7月月度活躍用戶分別是100W和300W，反而相當可觀。

所以，並不是EIP4337設計錯了，他有很多優點，我們一會系統的總結，如今的現狀是源自於主網與L2之間的差異，他們需要用各自適合的方案。

2、帳號抽像是什麼？

帳戶抽象，聽著很費解，但其實本質解決的是產權分離的問題。

EVM架構（即以太坊虛擬機器）中有兩種帳戶，外部帳戶（EOA）和合約帳戶（Contract Account），外部帳戶的所有權和簽名權其實上是同一個體單位持有的。持有私鑰的人不僅擁有這個帳戶的「所有權」，同時還有權利「簽名轉移所有資產」。

這是由以太坊帳號交易結構決定的

從下圖的架構可以發現，其實以太坊的標準交易是沒有From方的，那麼我做了一次資金轉賬，具體消費的是什麼地址上的資金？實際上是透過其VRS參數（即用戶簽章）反解析出From位址的。

這裡涉及到ECDSA等非對稱加密，單向門限函數等概念，咱們不做展開，總之這裡是由密碼學來保障安全性，當然這也就造成瞭如今的產權合併的EOA地址窘境。

而EIP4337的核心效果，就是在交易字段裡增加了Sender Address字段，從而能讓私鑰與被操作的地址分離開。

那為什麼產權分離這麼重要呢？

因為外部帳戶（EOA）設計會衍伸出更多的問題：

1. 私鑰難保護：使用者失去私鑰（遺失、駭客攻擊、密碼學上的被破解）意味著地失去所有資產。

2. 簽章演算法少：原生協定在驗證交易上只能使用ECDSA 簽章和驗簽演算法。

3. 簽章權限高：無原生多簽（多簽只能透過智慧合約實現協作），單簽即可執行任意操作。

4. 交易手續費只能透過ETH 支付，並不支援大量交易。

5. 交易隱私外洩：一對一交易容易分析帳戶持有者的隱私資訊。

上訴的約束讓一般使用者很難使用以太坊：

首先，使用以太坊上的任何應用，使用者都必須持有以太（並承擔以太價格波動的風險）。

其次，使用者需要處理複雜的費用邏輯，Gas price、Gas limit、事務阻塞（Nonce順序）這些概念對使用者來說過於複雜。

最後，雖然許多區塊鏈錢包或應用程式試圖透過產品優化來提高用戶體驗，但它們的實際效果甚微。

所以破局之道在於實現帳戶抽象，將所有權（Owner）和簽章權（Signer）解耦（Decoupling），以便逐一解決上述問題。

其實歷史的方案很多，最後都會匯集到兩種路線

3、AA歷史提案脈絡梳理

問題的解法看似有很多的EIP提案，但歸根結底，就是兩種核心思路，所以過往每一個沒有被通過的EIP，其考慮的問題也就匯聚成了現在方案的破局之道。

3.1 第一條路線是讓EOA地址變成CA地址

早在2015年11月15日，圍繞EIP-101，Vitalik 就提出以合約作為帳戶的新結構。將地址改為只有程式碼和儲存空間，改變手續費支援由ERC20支付，透過預編譯合約將原生代幣改為類ERC20來存餘額（可具備代扣授權等功能），將交易欄位精簡到只有to、 startgas、data和code。

現在看來，簡直是大躍進式變革，會大幅改動底層設計，讓每個帳戶位址都擁有自己的「代碼」邏輯（其實也正是現在EIP-7702要做到的效果）。

還能衍生出其他的功能，例如

1. 讓交易使用更多加密演算法，可以由各位址內部Code來指定驗簽鑑權方法

2. 具備抗量子攻擊特性，因為程式碼具備升級特性。

3. 讓以太幣具備與ERC20合約一致的功能特性，核心效果有了代扣授權，因此無需原生幣的損耗

4. 提升帳號的自訂空間，相容於社交恢復、sbt支援、金鑰找回等

沒有繼續推進的原因也很簡單，顯然是步伐太大，對於當前交易哈希衝突問題，安全性隱患考慮不周所以一直擱置，但每個優點的理念都成為後續EIP4337以及EIP7702的核心功能之一。

後來還有一系列EIP試圖完善這個邏輯

EIP-859：主鏈帳戶抽象化--2018-01-30

試圖解決Code的部署問題，核心作用是，如果出現了若交易方合約未部署，則使用交易附帶code參數執行合約錢包部署，其次還提出新的PAYGAS 操作碼，除了支付gas外，也成為一筆交易的參數中驗證部分與執行部分的分隔符號。

雖然當時無疾而終，但這也成了現在EIP7702的核心邏輯之一，EIP7702的每一筆交易結合特殊的交易結構，可以附帶一定的代碼，從而在本次交易中讓EOA地址擁有合約能力。

EIP-7702：設定EOA 帳號代碼2024-05-07

這也是本文後續討論機制的核心EIP，由Vitalik 發表了EIP-7702作為EIP-3074 的替代方案（2024-05-07）。因此EIP-3074 被棄用，EIP-7702 被確定在即將到來的ETH Prague/Electra（Pectra）硬分叉中納入，具體內容咱們在下文展開。

3.2 第二種路線是讓EOA地址驅動CA地址

EIP-3074：增加AUTH和AUTHCALL操作碼--2020-10-15

在EVM 中加入兩個新的OpCodesAUTH和AUTHCALL，讓EOA 能透過這兩個opcode 授權合約取代EOA 的身份去呼叫其他合約。

結合下圖，概括來說一個EOA 能將一則已簽的訊息（交易）送至自己信任的合約（稱作Invoker）上，此Invoker合約可以利用AUTH和AUTHCALL操作碼來代替這個EOA 送出這筆交易。

EIP-4337：用交易記憶體池實現帳戶抽象--2021-09-29

總之，他受到MEV的啟發進行設計，其核心價值是可以完全避免共識層協議更改。

eip4337提出新的事務物件UserOperation，使用者將此物件傳送到記憶體池中，由bundlers從礦工維度批量打包交付合約執行交易事務，本質上是把底層的交易與帳戶運作拉到合約層級執行。

EIP-5189：透過背書人來操作抽象帳戶—2022-06-29

這算是優化了EIP4337的邏輯，是面對惡意的Bundler透過建立資金罰款背書endorser的機制來防止Dos阻塞攻擊。

3.3 其他用於支持AA的提案

EIP-2718：新交易類型的包裝信封--2020-06-13

這倒是一個已經Final的提案，他定義一個新的交易類型，作為未來新增的交易類型的信封。

最終效果是，當引入新的交易類型時， 透過特定編碼來區分這是哪一種交易，讓其只需有向後相容性，而無需往前相容。最常見的例子就是EIP1559了，他​​區分了交易的手續費，使用了新的交易類型編碼，又不影響最初的legacy的交易類型。

EIP-3607：讓EOA位址不可部署合約--2021-06-10

這是AA路徑上的補充方案，用來防止合約部署位址與EOA位址衝突的問題。他會控制合約產生方法，讓系統不允許將程式碼部署到已經是EOA 位址的位址上。這個風險其實很小，畢竟以太坊地址有160 位長，雖然有用私鑰碰撞出指定合約地址私鑰的方法，但以比特幣全算力投入估計，也還需要一年的時間。

3.4 如何理解帳號抽象發展歷程？

首先要先理解轉為CA後的價值

基本上也就是EIP-4337的實際效果，他可以實現

但是，EIP-4337的核心缺點是違反人性動機原則。

他看起來是更好了，但是陷入了一種市場發展的死循環，Dapp很多還不兼容，那用戶就不樂意使用CA地址，甚至使用CA有更高的交易成本（普通轉賬場景，也會交易費用翻倍），也太依賴Dapp本身的相容性。

所以在以太坊主網上迄今為止始終沒有普及。

成本就是使用者最重要衡量的標準，必須降低成本。

但要真正降低GAS，就必須以太坊本身做軟分叉升級，修改GAS計算或修改操作碼的GAS消耗等模組，然而既然要軟分叉，那何不直接考慮EIP-7702呢？

4.全面解析EIP-7702

4.1 EIP-7702是什麼

它透過新的交易類型來區分，可以允許EOA在單筆交易中臨時具備智能合約的功能，進而支援業務上進行批量交易、無Gas交易和自訂權限管理等，且無需引入新的EVM opCode（影響往前相容性）。

他可以讓使用者在不部署智能合約的情況下，就可以獲得大部分AA的能力，甚至可以提供第三方代用戶發起交易的能力，且不需要用戶提供私鑰，只需簽署授權的資訊。

4.2 資料結構

他定義了新的交易類型0x04，該交易類型的TransactionPayload 是下列內容的RLP編碼序列化結果

• rlp([

  chain_id, //鏈ID，用於防止重播攻擊。

  nonce, // 交易計數器，確保交易唯一性。

  max_priority_fee_per_gas, //1559交易費用

  max_fee_per_gas, //1559交易費用

  gas_limit,

  destination, //交易目標位址

  value,

  data,

  access_list, //存取列表，用於EIP-2929中的Gas最佳化。

  authorization_list,

  signature_y_parity, // 3個簽章參數，用來驗證交易簽章。

  signature_r,

  signature_s

  ])

重要的是其中新增了authorization_list對象，存儲簽名者希望在其EOA中執行的代碼，用戶簽署交易的同時也簽署要執行的合約代碼，他作為二維列表存在，說明可以批量存放多個操作信息，執行批次操作。

• authorization_list = [[chain_id, address, nonce, y_parity, r, s], ...]

4.3 交易生命週期

4.3.1 驗證階段

在執行交易的開始階段，對於每個authorization_list的[chain_id, address, nonce, y_parity, r, s]元組：

1. 從簽章r、s中採用ecrecover恢復出簽章者位址（注意這是以太坊本身的機制，所以該EIP並沒有改變簽章演算法）。 authority = ecrecover(keccak(MAGIC || rlp([chain_id, address, nonce])), y_parity, r, s]（與之前解簽名得出from地址類似，這裡得出的是針對這個list的局部簽名地址）

2. 驗證鏈ID（防分叉鏈重播）。

3. 驗證authority簽署者的代碼是否為空或已委託（驗證交易是否屬於有效7702交易，後續會透過delegation機制去代理執行交易）。

4. 驗證authority簽署者的nonce（防authority的簽名重播）。

5. 設定authority簽署者的程式碼為0xef0100 || address（用來繞過EIP3607防碰撞策略的）

6. 增加authority簽署者的nonce（防局部簽名重播）。

7. 將authority簽署者帳戶新增至已存取位址清單（轉熱位址，降低查詢儲存的gas費用）

4.3.2 執行操作階段

要執行的合約程式碼以及操作指令在哪裡？

「新」版本僅更改了程式碼部署方面的行為。

它不再將帳戶代碼設為contract_code，而是從authorization_list中檢索代碼address並將該代碼設定為帳戶代碼。

所以，當需要執行授權程式碼時，從authorization_list的address欄位指定的位址載入程式碼，並在簽署者帳號的上下文中執行。

這意味著用戶的合約代碼實際上是儲存在鏈上的某個特定地址，而不是直接包含在交易中。

而操作指令和相關參數則儲存在交易負載的data欄位中。

4.4 EIP-7702有什麼價值？

他對於Web3錢包的全鏈路都會有變化，用戶體驗也因此巨變，因為EOA發起的普通交易也可以類似合約執行多種邏輯，例如批量transfer。對於CeFi場景會影響交易鑑別，也影響衝提歸集手續費

由於其出現，打破了許多曾經的定勢，例如：

1. 打破了帳戶餘額只能因源自該帳戶的交易而減少的不變量。

2. 打破了交易執行開始後EOA nonce 增加1的不變量（可能同時增加多個​​）。

3. 打破了tx.origin和msg.sender兩個比對的防護邏輯，很多過往的合約有風險了。

4. 打破了EOA本身無法發出事件的現狀，對部分鏈上事件識別監聽可能需要注意。

5. 打破了EOA地址接受ERC20、721、1155等資產必然成功的現狀（因為回調機制，可能失敗）

4.5 對比EIP-7702和EIP-4337

1. EIP-7702的優勢

• gas更低，因為無需經過entrypoint模組，減少鏈上操作。

• 用戶遷移成本更低，無需提前部署鏈上合約做為主體

• 與Eip4337相比，同樣會有代碼委託執行，也同樣會有兩種方式：

完全委託（Full Delegation）

• 完全委託是指將某個操作的全部權限委託給一個特定位址。例如，用戶可以將所有ERC-20代幣的管理權限委託給一個智慧合約地址，這使得這個智能合約可以代表用戶執行所有相關操作。

受保護的委託（Protected Delegation）

• 受保護的委託是指在委託的過程中增加一些限制和保護措施，確保委託操作的安全性和可控制性。

• 例如，用戶可以只將部分ERC-20代幣的管理權限委託給一個智慧合約，或設定一些限制條件（如每天最多花費總餘額的1%）。

2. EIP-7702的缺點

他的核心缺點是屬於軟分叉升級，需要大家共識推動，並且改動巨大，對鏈上生態影響太廣，十四君初步評估下來，就有以下挑戰，但是挑戰也就是市場的機會：

1. 自由度極高，難以審計，用戶會更需求可靠的皮夾承擔安全防護的保護。

2. 對原架構變化過大，雖然用不同交易類型區分，但是許多基礎建設尤其鏈上不可改合約都無法直接適配。

3. 對EOA地址提供了合約能力，但對應的儲存空間無法留存。

4. 單獨交易的成本稍微提高，因為會大量增加Calldata的部分，估算調用的總成本將是16（gas） * 15（位元組） = 240（gas）calldata 成本，加上EIP-3860的成本2 * 15 = 30，再加上大約的運行時成本150。因此，光是準備帳戶哪怕什麼都不做，就要增加500的Gas了。

5. 「如果接收者簽署了沒有接收功能的程式碼，發送者在嘗試發送資產時可能會面臨DoS。」請參閱案例。這個問題其實是EOA A 簽署了它不應該簽署的東西——一個設定了錯誤實現（沒有receive()）的可重播檔案。

6. 鏈上沖提邏輯可能不一致，例如當轉移ERC-20 代幣時，如果接收方帳戶有代碼，則代幣合約將調用onERC20Received接收方帳戶。如果onERC20Received還原或傳回錯誤的值，則代幣傳輸將還原。

7. 另外如果EOA 可以發出事件，會不會有什麼問題？一些基礎設施可能需要注意。

這些還只是十四君基於目前EIP7702提案內容，以及對應的官方論壇討論總結出的一些缺點，最終還需要基於最終的實現代碼才能分析完全。

參考如下：

• https://eips.ethereum.org/EIPS/eip-7702

  https://ethereum-magicians.org/t/eip-set-eoa-account-code-for-one-transaction/19923

  https://github.com/ethereum/EIPs/pull/8527

5、 全文總結

本文看似篇幅宏大，其實文字內容只有6k餘字，中間涉及的很多往期EIP解讀，都在文中連結可以拓展，我就不進而追溯了。

目前看，帳號抽象，確實只能放在第六模組，即修復一切，也即最後在推行，如今大幅加快EIP7702的進度，更多帶來的還是對系統安全性的挑戰，可以預料到，最終他會實現，畢竟以太坊合併，修改共識演算法這樣的顛覆事件都可以發生，又談何區區新的交易類型。

但這一次顛覆的內容太多了，打破多個鏈上不可能的潛規則，也打破了大多數Dapp的應用邏輯，但是他死死的佔住了最核心的一點，就是用戶的成本更低了！對比EIP4337近乎翻倍的交易成本而言。

使用者本身還是EOA位址，只是在需要的時候才去驅動和使用CA邏輯，所以持有成本低了。無需先轉換出鏈上CA身份再做操作，等於用戶無需註冊了。

使用者可以輕鬆用EOA做到多交易並行，例如授權代扣和執行代扣兩種合一，這樣對用戶交易成本本身就低了，而對於Dapp而言，尤其是需要做鏈上企業級管理的專案方，如交易所等更是顛覆性的最佳化，批量歸集一旦原生態實現，基本交易所成本可以瞬間減少一半以上，最終也可以惠及用戶。

所以，雖然他改變了很多，但佔據成本這個維度，就值得全部Dapp去研究和適配，因為這一次，用戶必然站在了EIP7702的一邊。