作者：Mustafa Bedawala、Mert Ozbay 和 Catherine Gu ；Visa
尽管不断取得进步，但区块链现在难以供给与干流数字付出生态系统相同水平的灵活性和用户体会。可是，新式技能能够增强运用数字钱银进行买卖时的付出体会。在“自保管钱包的自动付出”中，咱们经过运用公共区块链上的账户笼统 (AA) 概念，深入研究了尖端技能在自动付出方面的运用。¹咱们对 AA 和改进的加密付出体会的探究持续看看当时以太坊上的 AA 范式怎么供给创造性的解决方案来处理买卖费用：用户能够运用稳定币、其他 ERC-20 代币付出以太坊买卖费用，仍是根本不付出？在数字钱银获得干流选用之前，寻找立异解决方案以完成无摩擦的加密入职和买卖体会至关重要。
ERC-4337 的技能概述是以太坊上 AA 施行的当时规范，旨在更好地了解 ERC-4337。咱们讨论了 Visa 对两组 Paymaster 合约的试验性布置，以展现怎么重新规划区块链上的Gas费以进步用户便利性。
账户笼统和 ERC-4337
为了更好地理解账户笼统的价值建议，让咱们简要回顾一下以太坊上现在存在的两种类型的账户：外部具有账户（EOAs）和合约账户（CAs），通常分别称为用户账户和智能合约。由私钥操控的 EOA 答应用户发送买卖。可是，它们缺少智能合约的可编程性，使它们更加死板。相反，CA 具有可履行代码，但无法独立建议买卖。买卖有必要一直来自用户的账户并包括用户的签名，无论是简单的代币搬运仍是经过许多智能合约履行的复杂操作。
帐户笼统 (AA) 的概念旨在运用 CA 的可编程性来造福最终用户。在编写智能合约时，通常的做法是界说一个具有者来操控合约的行为。作为智能合约构建的自保管钱包可认为用户供给比基于 EOA 的钱包更多的功能。这是经过引进称为 ERC-4337 的新以太坊规范来完成的，该规范由以太坊社区成员（包括以太坊创始人 Vitalik Buterin）提出。² ERC-4337 使一切者能够直接具有智能合约账户，而无需EOA 签名。尽管一切者或许不会运用传统意义上的 EOA 签名，但他们对智能合约的一切权依然需求一个安全的身份验证过程，以保证他们正确地操控和办理智能合约账户。反过来，这个智能合约帐户能够处理比如多要素身份验证、定期付款以及最终用户界说的自界说规矩和战略等任务。
ERC-4337 是 AA 的最新进展，开始于 2021 年作为以太坊改进提案 (EIP)-4337 提出。它阅历了以太坊征求意见 (ERC) 流程，该流程为以太坊网络上的运用程序树立了规范。 EIP 和 ERC 之间的区别在于它们的规模和选用要求。 ERC 界说智能合约应如安在运用程序等级运行和相互交互。它们不需求像中心 EIP（以太坊改进提案）这样的一切参与者都选用，这些 EIP 在协议等级布置而且需求在社区内达到更广泛的共识。从 EIP-4337 到 ERC-4337 的过渡标志着该提案现已满意以太坊运用所需的规范，现已正式成为以太坊生态系统的一部分。截至2023年3月，ERC-4337的中心组件现已布置在以太坊主网上。与之前的账户笼统 EIP 不同，ERC-4337 无需对区块链协议的共识层进行修改即可在以太坊网络上启用账户笼统。² 这种开发答应区块链网络参与者立即探究和试验新的用户体会，而无需等待重大网络升级。值得注意的是，ERC-4337 的优势之一是它与任何运用以太坊虚拟机的区块链兼容，为 AA 供给了一个超越以太坊自身的规范。
遍历 ERC-4337 买卖
在典型的 EOA 买卖中，用户与他们的自保管钱包交互以创立、签署买卖并将买卖提交到公共内存池。生成并运用用户私钥签名的买卖有用负载随后经过节点传达到点对点 (P2P) 内存池。验证者或专门实体（称为构建者）从公共内存池中挑选适宜且有利可图的买卖来履行并将其合并到区块链中。
图 1：典型的以太坊买卖流程
ERC-4337 引进了一种不同于传统 EOA 办法的代替买卖流程，它在买卖到达署理 EOA 地址之前添加了新步骤。用户将他们的意图作为 UserOperations 发送，然后经过专用的 UserOperations 内存池传达。这个独特的内存池由绑缚器监控，绑缚器充任署理 EOA，以网络能够处理的典型 EOA 买卖的形式将 UserOperations 发送到公共内存池。然后，这些买卖遵循与惯例买卖相同的流程，要么参加公共内存池，要么直接进入建设者。
咱们逐渐介绍了 ERC-4337 买卖的端到端流程，从 UserOperation 生成到履行。在深入研究之前，有必要界说出纳员的概念，它在这个过程中起着至关重要的效果，而且是咱们自己探究的中心。 Paymaster 是一个可选的智能合约账户，能够资助合约账户（以用户为中心的智能合约）的买卖费用。 Paymasters 评价是否在验证阶段接受 UserOperation，并在履行阶段施行任何所需的费用逻辑。经过这样做，他们可认为用户资助买卖费用，并运用户能够运用 ERC-20 代币（如美元稳定币）付出燃料费。
图 2：ERC-4337 买卖流程
1.用户经过契合 ERC-4337 规范的智能合约钱包生成 UserOperations。 UserOperations 封装了用户与区块链交互的意图，用户对其进行签名以进行身份验证。一旦生成，UserOperation 将被提交到专用的 UserOperation Mempool，这是一个专门用于 UserOperations 的存储，与规范的 Ethereum 买卖 mempool 分开。
2.Bundlers 是一类专门的参与者，它监控 UserOperation Mempool，运行模仿并将一系列 UserOperations 组装成一个单一的买卖包。 Bundlers 负责收集 UserOperations 并将它们提交给 EntryPoint 合约，优化 gas 运用并经过运用费用优先逻辑来最大化利润。
3.EntryPoint 合约接纳绑缚的一批 UserOperations。它充任中心协调员，用于办理 ERC-4337 买卖流程中的 UserOperations。
4.假如 UserOperation 指定，EntryPoint 合约将与 Paymaster 合约交互。如前所述，Paymasters 能够资助合约账户的买卖费用。 EntryPoint 验证付款人是否有满足的存款，或许合约账户是否有满足的资金来付出汽油费。在履行过程中，假如触及到 Paymaster，它能够完成自界说费用逻辑，咱们将在下一节中进行演示。
5.然后 EntryPoint 合约调用合约账户，必要时调用出纳员，以验证 UserOperation 中的签名。合约账户是与 EntryPoint 合约无缝交互以促进买卖履行的用户账户。验证成功后，EntryPoint 将每个 UserOperation 的相关数据传输到 Contract Account，发动履行过程。
帐户笼统和实际运用
随着区块链技能不断探究实际世界的运用，自保管钱包正成为用户持有和运用其数字钱银进行买卖的抢手挑选。自以太坊成立以来，现已有大约 1.8 亿个唯一地址进行了买卖，包括一切类型的账户和属于同一个人或一组个人的多个账户。³可是，每月，咱们只看到建议了数百万次链上交互由真人进行，以太坊主网每天的链上活动约为每天 100 万笔买卖。⁴ 相比之下，Visa 在 2022 年处理了 2580 亿笔买卖，平均每天处理 7.07 亿笔买卖，现在有 41 亿张 Visa 关联卡在流转全球规模内。⁵ 假如区块链支持平等广度的付出体会并具有相同的易用性，它们能否享有可比的选用水平？朝这个方向或许采纳的步骤包括为用户提取汽油费或答应他们用 ERC-20 代币付出买卖费。
运用 ERC-4337 Paymaster 运用 ERC-20 代币付出
图 3：Paymaster 促进运用 ERC-20 代币付出买卖费用
今天要在以太坊区块链上进行买卖，用户需求获取 ETH 来付出 gas 费用；相同，要在 Polygon 区块链上进行买卖，用户需求获取原生代币 MATIC。是否有一种解决方案能够消除仅出于付出 gas 的意图而堆集不同规模的本地区块链代币的需求？这种状况类似于 Visa 的跨境付出中心网络的价值，旅行者能够在其间以当地钱银消费，而无需先获取当地钱银。在这个版本的 Paymaster 合约中，合约能够充任中介钱银转化服务。该服务能够从用户那里收取数字钱银，然后依据当时汇率将其转化为原生代币，以代表用户付出汽油费。此外，这能够经过即时融资来完成，这意味着用户只需求在买卖时为天然气本钱供给资金，而无需任何预先融资要求，以优化他们的现金流办理。
运用 ERC-4337 Paymaster 为用户资助买卖费用
图 4：Paymaster 为用户资助买卖费用
当今 Web 2.0 中的 P2P 买卖在许多国家对顾客都是免费的，这就提出了一个直接的问题：为什么顾客要为区块链上的 P2P 买卖付费？ Account Abstraction 供给了一种解决方案，假如第三方（例如金融科技钱包供给商）愿意承担这些费用，则答应用户绕过这些费用。在这种状况下，钱包供给商或 dApp 能够充任出纳员，为用户付出汽油费并显着削减摩擦。 ERC-4337 Paymaster 概念能够经过让用户免费经过他们的钱包渠道进行买卖来激励用户选用。
除此之外，智能合约账户能够简化钱包办理并供给签名验证的代替办法，然后完成多要素身份验证，以进步自我保管钱包的安全性和资金收回。此外，它们经过答应具有可自界说约束的特定任务的暂时权限来简化 dApps 的运用，例如授权 dApps 处理来自用户帐户的重复拉取付款，最高可达必定金额。这些示例仅仅阐明智能合约怎么协助非加密本机用户更轻松地与区块链技能交互，同时保证其帐户安全。
咱们对 ERC-4337 Paymaster 施行的试验
运用 ERC-4337 Paymaster 运用 ERC-20 代币付出
图 5：Paymaster 促进运用 ERC-20 代币付出买卖费用（代码片段）
经过咱们的第一个 Visa Paymaster 合约，咱们正在探究用户是否能够运用代代替币付出买卖费用，例如美元稳定币，甚至在未来甚至是中心银行数字钱银。在这种状况下，Paymaster 经过接纳用户付出的等值通用 ERC-20 代币来付出 ETH 买卖费用。关于施行，咱们运用了以太坊基金会和 ERC-4337 中心团队供给的开始代码 ⁶。此示例合约包括 Paymaster 及其自界说 ERC-20 令牌的办理逻辑。关于这个合约，咱们引进了一个白名单和一个更新代币到 ETH 转化率的函数。这使咱们能够更好地模仿 ETH 和代币之间的汇率是动态的实际生活条件。咱们的测验设置触及布置智能合约钱包和发送用户操作。现在，兼容 ERC-4337 的钱包选项有限，咱们决议运用以太坊基金会和 ERC-4337 中心团队打造的 Trampoline 钱包。⁷ 为了将咱们的用户操作发送到 Goerli Testnet，咱们运用了 Blocknative 的公共 Bundler。⁸ 关于一个成功的 UserOperation，Visa Paymaster 合约首先需求查看用户在 ERC-20 中是否有满足的资金来付出汽油费。承认后，用户运用此通用 ERC-20 令牌付出买卖费用。您能够在此处找到咱们已布置的合约，⁹ 以及已处理的 UserOperation。
运用 ERC-4337 Paymaster 为用户资助买卖费用
图 6：Paymaster 为用户资助买卖费用（代码片段）
依据咱们说到的第二个用例，咱们的另一个 Visa Paymaster 合约彻底资助买卖费用。相同，咱们的施行基于以太坊基金会和 ERC-4337 中心团队供给的开始代码¹¹。开始代码无偿资助每笔买卖。咱们添加了一个白名单，只答应授权用户与 Visa Paymaster 合约进行交互。您能够在此处找到咱们已布置的合同。 ¹² 咱们的测验施行能够成功资助白名单用户的用户操作买卖费用。您能够在此处查看成功的 UserOperation。¹³
Paymaster 用例远远超出了咱们在本文中强调的规模。经过笼统出根本的区块链处理逻辑，能够有许多立异的用户体会。关于现在正在进行的 ERC-4337 开发，咱们看到了几种或许的办法，能够在咱们上述试验的基础上进行构建。例如，与其要求在 Paymaster 智能合约中内置自界说的新 ERC-20 代币，不如轻松地将 Paymaster 与现有的 ERC-20 代币（例如 USDC）集成。这种办法需求运用外部来历来确认代币价格，并查看 Paymaster 合约是否已批准向用户收取指定代币的费用。一种办法是布置一个链下预言机服务，该服务能够供给代币价格等必要信息，以及 Paymaster 合约能够验证的签名。
或许，整个流程能够在必要数据的预言机合约的协助下在链上处理。尽管这种办法能够更好地保证出纳员得到恰当的补偿，但施行起来也更具挑战性。一些 ERC-4337 约束使得 Paymaster 很难在 Paymaster 验证期间查询链上预言机，而且 Bundlers 通常会回绝需求这样做的 UserOperations。为了启用此流程，有必要运用受信赖的 Paymaster 列表树立代替内存池，Bundler 能够挑选参加。这些受信赖的 Paymaster 能够调用 oracle 合约，而运用这些 Paymaster 的 UserOperations 将从备用内存池。
展望未来
运用数字钱包与区块链交互或许是一种具有挑战性的体会，许多人认为保证易用性是推进更广泛选用的关键步骤。 ERC-4337 为经过自我保管的智能合约钱包改进链上用户付出体会奠定了有趣的未来或许性，这反过来又能够改变用户运用数字钱银和数字财物的方式。
当谈到 ERC-4337 时，以太坊社区正处于这一新旅程的开始。有许多计划供给能够构建 AA 驱动流的基础设施，其间一些咱们在测验中运用并在本文中说到，但仍有相当大的增加空间。与任何开放范畴相同，存在相互竞争的办法和权衡，例如公共 Bundler 供给的去中心化选项与私有 Bundler 的可定制性；彻底在链上的 Paymaster 的无需信赖的安全性与在链下布置某些组件的本钱效益相比；以及钱包或许运用的众多代替签名方案，等等。这些不同的规划挑选能够产生一组丰厚的选项，然后更好地为用户供给未来的数字付出体会。
无处不在的每个人的付出立异
作为付出解决方案的全球领导者，Visa 一直致力于探究满意实际世界需求的立异。咱们将持续研究智能合约的潜力以及可编程钱银和可编程付出或许带来的未来。在本文中，咱们深入研究了由 ERC-4337 履行的以太坊上的 AA 怎么支持区块链上有趣的新用例。咱们供给了 ERC-4337 买卖的端到端演练，并解说了它与规范以太坊买卖的区别，以突出底层机制。
咱们对 ERC-4337 的试验经过布置 Paymaster 合约来学习和评价它们在解决实际世界问题和经过链上交互显着增强客户体会方面的潜在功效，然后侧重于两个不同的用例。关于在这一前沿作业的公司，咱们的产品、研究和工程团队将很愿意讨论可编程付出方面的主意。
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