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一文详解以太坊2.0流动性质押方案异同
自从以太坊 2.0 信标链上线仅一个多月，以太坊 2.0 抵押地址余额突破 240 万枚以太坊。同时已经有大量的第三方质押平台上线，包括中心化交易平台和去中心化的 DeFi 项目，这些不同的质押解决方案在很多方面存在差异。
概述账户抽象 [[Account Abstraction]] 是以太坊上的一种待实现的手艺方案，按现阶段设计，在实现账户抽象之后，一个智能合约账户也可以自动提议买卖，而无需依赖 “元买卖” 的机制。
以太坊的账户有两种类型，一种是外部账户，另一种是合约账户。外部地址是由用户的公钥经由哈希运算后取的后 20 个字节，形为 0x76D836358E7A2BB0F26c32Ce61Dc8DD540b02F7D 。现在的以太坊的事务类型只有一种，必须由外部地址提议，合约地址无法自动提议事务。因此，任何合约自身状态的改变，必须依赖于一个外部地址提议的事务，无论是一个多重署名账户，照样混币器，或是任何智能合约的设置调换，都需要由至少一个外部账户触发。这样的设计让以下两件事情无法完成。
1. 无需以太的自动事务由于事务必须由外部账户发送并支付用度，而该用度是用以太（ETH）为单元结算的，因此该外部地址必须持有以太。固然，这种说法并不严谨，当 gasprice 为 0 时，事务无需支付手续费。可这种情形异常极端（见 [1]） ，对于普通用户来说，这样的事务可能永远无法入块。
2. 非secp256k1的原生验证方式由于事务必须由外部账户提议，因此每笔事务的正当性检查就是在验证事务是否提供了该账户对应的正当的 secp256k1 署名。而若是要在验证中引入庞大逻辑（例如多重署名或社交恢复）或是接纳差别的验证算法（例如 Eddsa、BLS、secp256r1 署名算法，使用这些署名算法是由于它们有稀奇的特征，或是对零知识证实友好，或是利便署名聚合削减带宽开销，或是与现有的硬件验证器兼容），则必须在智能合约层面实现。这也同时意味着，这种验证仍要由至少一个外部账户提议，并通过以太坊的 secp256k1 署名验证。
上述两条约束让普通用户很难使用以太坊。首先，无论使用以太坊上的什么应用，用户都必须持有以太（并负担以太价钱颠簸的风险）。其次，用户需要处置庞大的用度逻辑，gas price、gas limit、事务壅闭，这些观点对用户来说过于庞大。许多区块链钱包或应用试图通过产物优化提高用户体验，但效果甚微。
若何解决上述两个问题呢？
焦点思绪在于将 “验证所有权” 的操作由共识层下放到合约层，即不去检查事务的发送者是否与资产所有人一致，而是检查其是否提供了正当的凭证。详细的做法为：用户对事务内容举行署名，并将署名交由一个第三方操作上链，这个第三方我们在接下来的文章中用 “运营商（operator）” 来指代。这种事务被称为 “元买卖”。凭据设计理念的差别，元买卖方案大致分为两类：
1. 以账户为中央——智能钱包以账户为中央的方案的目的是为用户确立一个基于智能合约治理的账户，用户可以使用该账户与区块链上的随便合约交互。智能钱包的理念由来已久，但在近一年来有了长足的希望。凭据「智能钱包趋势」的统计（注：作者为本人，特此声明），现在「智能钱包」的运营商跨越 10 家，总用户数跨越 14 万。其中大部门智能钱包接纳了为用户代付链上手续费的运营计谋，再通过其它方式向用户收取用度。
以账户为中央的方案本质上是一套区块链账户系统，通用性强，且可以提供包罗账户恢复、大额审批、转账白名单等附加特征。智能钱包的运营者协助用户确立、治理区块链上的可编程身份，并提供事务上链服务。一般来说，智能钱包会为用户支付链上的 gas 费，同时通过中央化计费系统向用户收取用度。这套模式和传统天下里的账户服务很像，例如运营商支付基站、光纤等用度，而用户只要充值话费就可以使用通讯服务，而无需体贴底层庞大的逻辑。
智能钱包也有其掣肘。一是平安问题，二是用度问题。
平安：若是账户合约存在破绽，那么所有用户的资产都市遭受风险。专业的代码编写、平安审计和形式化验证，都只能削减风险发生的可能，而不能保证它不会发生 —— Argent 已经发生过。
用度：智能钱包的账户确立需要用度，而转账和任何挪用任何合约都市比外部地址破费更多用度。这导致智能钱包的用户需要支付更高的事务用度，这影响了他们的使用体验
2. 以资产为中央 —— 无气通证无气通证也存在其问题。从现在的使用情形来看，少少有人使用这种特征(需要数据支持)。在「智能钱包，不止元买卖」一文中，我剖析了可能的缘故原由，其中之一在于没有办法确立有用的计费系统。
以资产为中央的方案提高了资产的可用性。差别于智能钱包需要确立智能合约账户，无气通证可以支持外部账户在不使用以太的情形下举行转账，反而是智能合约账户需要兼容更多规范（例如 EIP-2126，让合约可以识别差别类型的署名花样），否则无法让无气通证的合约验证所有权
以资产为中央的方案的目的是确立允许由第三方支付用度的资产，实现 “无需 gas 的通证”。例如，DAI、USDC 都可以允许随便外部地址使用元买卖的方式发送资产。这些通证协议都使用 EIP-712 协议验证拥有者的正当性。
账户抽象的生长史凭据 Matt Garnett 整理的账户抽象生长历史 [2]，从以太坊 2015 年上线起，账户抽象的讨论没有住手。本文将根据时间顺序，对账户抽象相关的EIP举行简要先容。需要说明的是，该历史漏掉了 EIP-208，我做了响应弥补。
EIP-101：钱币与密码学抽象[[November 15th, 2015]]
在这个 EIP [3] 中，Vitalik 讨论了对 Serenity 中的账户系统的设计。这个方案的主要头脑是，每个账户都拥有自己的 “代码”，也即逻辑部门。由于该方案改动过大，与当前事务的兼容性欠好，会造成许多平安隐患，该方案被弃捐到分片之后。
EIP-86：事务泉源和署名抽象[[February 10th, 2017]]
经由漫长的讨论，Vitalik 提出了 EIP-86。EIP-86 是为账户抽象做手艺准备，它界说了一种新的账户类型，允许用户确立基于智能合约的账户，该账户是一个署理合约（forwarding contract），存储 Ether，在入口点检查事务的署名，并将验证正当的事务转发到指定的地址，并支付响应的用度。这种机制对多签钱包、环署名混币、自界说的密码算法（例如 ed25519）等场景的实现有更多辅助。
对 EIP-86 的讨论展开了良久，值得说明的是，Vitalik 厚实了协议细节，提出了 EIP-208。EIP-86/208 设计于 Metropolis 阶段升级，但在第 19 次焦点开发者集会 [4] 上，开发者提出了许多问题，并决议在 Metropolis 中暂缓引入，主要理由如下。
账户抽象带来新类型的事务，与传统事务必须有一个 EOA 作为发送者相比，这些事务没有发送者。这种事务损坏了事务哈希的唯一性，只管这不会对 EVM 的执行造成影响，然则所有基于 “唯一性” 假设的外部操作都市收到影响。例如，所有通过事务哈希来定位事务的 RPC 接口。
此外，账户抽象的 “无气支付” 是一个优化，然则必要性不足。由于其功效可以通过 “署理合约” 实现，唯一的问题是其开销会比原生实现要大一些。
矿工的挖矿计谋会受到极大影响，在被普遍接纳前，这些新类型的事务可能无法被很快广播。
这种新类型的事务仍然保留了 nonce、gasprice、value 字段，且被设为 0。这异常不优雅，希望未来用新的事务类型解决，而不是引入手艺债。
EIP-859：主网上的账户抽象[[January 30th, 2018]]
与前两个 EIP 差别，EIP-859 并没有形成确定性的草案，而是始终在讨论过程中，没有定稿。该提案希望账户合约有一个相对规范的实现，即（1）检查署名（2）支付手续费（3）挪用目的账户。
若是 EIP-859 实现，可以抽象（1）署名算法（2）更庞大的逻辑，而且不会损坏 “事务哈希唯一” 的特征，但仍然不能允许使用 ERC-20 支付用度。
这个提案在第 34 次和第 40 次焦点开发者集会的条记中被提及。凭据集会条记，第 33 次焦点开发者集会上决议弃捐该提案，而是聚焦于 Casper。而 Vitalik 在第 34 次集会 [5] 上认可该提案仍不成熟，但 “不管怎样在分片时会实现”。Hudson 指出，君士坦丁堡升级包罗的内容太多了，因此不再思量该提案。第 40 次焦点开发者集会上，人人决议永远弃捐该提案，无人否决。
EIP-2938：账户抽象[[September 4th, 2020]]
时间又过了两年，ETH 2.0 的 Phase 0 已经启动，而账户抽象也被重新提上议程。出乎意料的是，该提案建议在 ETH 1.x 上首先实现。
简朴来说，账户抽象的目的是让智能合约成为顶级的账户类型，而非受限制的必须由外部账户挪用的账户，这样智能合约账户就可以自动提议事务并支付手续费。这个目的与 EIP-86 已经有了很大区别，那时的提案希望彻底祛除外部账户，或者说将所有的外部账户都酿成合约账户，而此提案仍然保留了外部账户的存在。
以太坊当前的事务正当性只通过三个参数判断：ECDSA 署名、自增 nonce 和账户余额，因此节点异常容易判断一笔事务的正当性。然而，这势必造成了许多限制。EIP-2938 实现后，以下场景可以自动实现：
(1) 智能钱包使用 ECDSA 之外的算法验证署名；
(2) 智能钱包的其它特征，包罗多重署名和社交恢复；
(3) 珍爱隐私的系统，例如 Tornado.cash；
(4) 提高 defi 协议 gas 效率；
(5) 用户使用其它 token，而不是 ETH 支付手续费。
现在，以上用户场景也可以通过间接的方式实现。该提案以为这种方式在手艺和经济上都不高效。
EIP-2938 分为单租户和多租户两个阶段，顾名思义，其区别在于账户的拥有者是单个用户照样多个（不特定的）用户。在单租户阶段能知足 (1)、(2) 和 (5) 场景的需求，而只有在多租户阶段 (3) 和 (4) 才气实现。多租户阶段的手艺方案仍未成型。有关 EIP-2938 的更多内容，可以参考 Status 揭晓，以太坊爱好者翻译的文章[6]。
价值是什么？—— 硬币的两面毫无疑问，假设账户抽象乐成部署，可以带来新的功效特征，但也一定有取舍，不可能获得美妙的器械，但不支出什么价值。已往五年的讨论给了我们足够的履历，其负面影响甚至由于其庞大性而难以剖析。只管如此，本文将试图系统讨论其潜在收获和价值，以便读者公允地判断。「账户抽象的收获」参考了焦点开发者 Peep an EIP 文档[7]。
1. 账户抽象的收获（1）自动发送事务的智能合约账户。
智能合约账户可以无需 EOA 触发而自动发送事务，削减了对运营商的依赖，且 gas 消耗更少。
（2）提高混币器的隐私性。
现阶段，用户从类似 Tornado.cash 的混币器中提款仍需要依赖一个 EOA 账户发送事务，这个 EOA 账户是露出隐私的懦弱环节。实现多租户的账户抽象后，任何人提取代币时，均无需分外支付用度，而直接从提款金额中扣除。
（3）使用其它代币支付手续费。
现阶段，用户必须使用 ETH 支付网络的手续费，在账户抽象实现之后，用户可以使用其它 token 支付手续费。但这不意味着在协议层矿工会接受非 ETH 作为手续费，而是通过和 DEX 交互换取 ETH 支付手续费。
（4）削减链上无效套利买卖，提高可扩展性。
现阶段，在链上发现套利机遇时，可能存在多个套利者同时提议套利买卖，而首笔乐成的套利事务会让其余事务的套利行为失效，但这些事务仍然会被打包在以太坊中（若是 gasprice 足够，且没有使用相同 nonce 替换该事务），这导致以太坊上存在大量的 “垃圾” 事务。而实现账户抽象之后，由于可以在账户权限验证阶段举行价钱判断，那么套利者无需为失败的套利行为付费，链上也不会包罗失败的套利事务，可以有用提高链的可扩展性。
2. 账户抽象的价值（1）加大内存池验证事务有用性的开销
在现阶段，节点收到一笔事务时，很容易判断其有用性，并将其载入内存池。节点只需要判断三件事：署名的有用性、nonce 的合理性（账户当前 nonce 加 1 或合理的数值）、账户的余额，若是其中随便一条不知足，节点可以选择抛弃该事务。非法事务并不会支付手续费，节点是免费 “验证”，由于验证 ECDSA 的署名异常简朴，开销极低，现在网络的平安性不会受到挑战。
当引入账户抽象后，判断一笔事务的有用性的难度大了许多，节点需要为无效事务的验证破费更多盘算资源，而不能从中收取任何用度。有关 DOS 攻击，参见[8]
（2）加大内存池确保事务有用性的开销
现阶段，一旦节点验证某笔事务的有用性，除非该账户使用相同 nonce 发送新的事务并被打包，否则这笔载入内存池的事务将永远有用，直到被打包进某个区块（也可能由于 gasprice 太低而一直没有打包）。而账户抽象之后，判断事务的有用性的难度提高了，内存池中的多笔事务在被打包前可以同时有用，但由于其有用性可能依赖全局状态，存在其中某一笔事务执行后剩余事务所有失效的可能性。因此，需要确立新的内存池规则，以制止这种情形的泛起。
（3）引入新的事务类型、计费方式、挖矿和广播计谋
首先，引入了新的事务类型。在 EIP-86/208 的讨论过程中，一度有一种倾向是 “祛除” EOA 账户，或者说把 EOA 账户包裹在一个智能合约账户内，这样链上的基本账户类型和事务类型都只有一种。而在本提案中，EOA 账户得以保留，即存在两种类型的账户——EOA 和 AA，也有两种事务类型。同时，AA 事务挪用其它合约时必须加上前缀，以防止 EOA 账户提议对 AA 账户状态的修改，影响事务有用性的判断，这可能会带来兼容性的问题。
其次，计费方式发生了转变。现阶段，矿工无需体贴事务的内容，只需要确认事务的提议方的ETH余额大于 gaslimit*gasprice，就可以保证收到手续费。而在账户抽象之后，若何保证矿工可以收到手续费呢？本提案将一笔事务分拆成两个部门——验证阶段和执行阶段，用一个新的操作符 PAYGAS 距离。在验证阶段，完成对账户权限的验证，在此阶段不允许挪用外部数据或操作账户余额。与现阶段的方式一致，验证通过则支付手续费并最先执行事务，纵然事务在执行阶段回滚，也仍然会被包罗在区块中且支付用度，但验证不通过则抛弃该非法事务。
再者，挖矿和广播计谋变得加倍庞大。为了珍爱内存池和矿工的平安，推荐的挖矿计谋加倍守旧。每个账户的待处置事务只保留一个，不再保留更高 nonce 的事务；对验证阶段设置 gas 的容量上限；在 AA 账户提议的事务被打包进入区块之后，需要抛弃掉内存池所有对此账户举行操作的事务。
为了制止前 2 条价值造成的潜在影响，以太坊协议层需要做响应的手艺改动。
重新评估「收获」？要评估账户抽象的必要性，首先不妨来回首其 “收获”。“收获” 无非分为两种类型——原来不能做的，现在可以做了；比原来做得更好了。
（1）自动发送事务的智能合约账户。
智能钱包可以做到这件事情，此收获属于一种改善。由于事务的有用性依赖于及格的署名（或其它凭证），而非发送事务的 EOA 账户，因此任何 EOA 账户都可以提交事务，不存在信托或可靠性风险。由于无需转发事务，更少的 gas 消耗是一个合理的 “收获”，但能到达整体的最优吗？换句话说，在引入了如此庞大的手艺改动之后，针对相同的事务内容，盘算机在相同时间内可以处置更多的 AA 事务照样 EOA 事务？
结论：一种需要手艺验证的改善。
（2）提高混币器的隐私性。
现在 Tornado.cash 使用运营商的模式，替换用户提交取款的收条。与智能钱包的运营商差别，隐私运营商可能不够稳固和 ，任何人可以替换提交事务，但隐私场景下的运营商可靠性会低于通用场景，可能造成服务不可用。不外，这需要在多租户阶段才气实现，而现在多租户模式的方案的可行性、平安性仍然需要验证。
结论：一种提高服务可用性的改善。但不知道能否上线，何时可以上线。
（3）使用其它代币支付手续费。
现在智能钱包在做类似的事情，例如 Argent、MYKEY 都允许用户使用 DAI 支付手续费，但这一操作并非原子的。使用稳固币等资产通过 DEX 兑换 ETH 支付手续费，乍看解决了原来不能解决的问题，但我想表达的是，真实需求并非是手艺完整性，而是使用稳固的钱币来匹敌不稳固的手续费（ETH 价钱颠簸、gasprice 价钱颠簸、gas 消耗不确定）。使用链上事务直接置换手续费，有一种每次使用手机联网前，先买充值卡充话费的感受，似乎回到了投币电话的时代。况且这笔事务另有伟大的失败风险，由于链上状态的改变可能影响价钱。固然，这并不是说投币电话没有用处。
结论：一种可以实现原子化使用非 ETH 资产支付手续费的改善。但不解决价钱颠簸问题，真实需求存疑，且计费方式效率低下。
（4）削减链上无效套利买卖，提高可扩展性。
在研究过程中，关于 “削减链上无效事务可以提高链扩展性”的叙述甚至让我嫌疑整个账户抽象的念头。在现有的模子下，套利者追求套利机遇，但由于计谋公然，可能导致差别的套利者竞争，抬高网络费率并引入大量失败的套利事务。然而，套利者更明了这个原理，因此也会评估套利失败的结果，否则就要支出手续费的价值，恰恰是这个成本让系统处在动态博弈中。若是竞争套利的行为不需要支出成本，那么只管不会泛起无效的链上事务，但整个系统却会容纳更多的套利行为，让节点蒙受更多的无法收费的盘算义务，何谈增添系统的可扩展性？
结论：不是改善，更像是为了链上 “清洁” 的一种顽强。
综上所述，这些声称的改善大多只是对现有实现的 “优化”，且缺少足够的验证，部门 “优化” 甚至经不起推敲。
本文总结了以太坊 “账户抽象” 的靠山，“账户抽象” 主要为了解决两个问题，一是无需 Ether 发送事务，二是实现自界说的验证逻辑和算法。为了解决这些问题，以太坊历史上提出了多个提案，本文剖析了这些提案的贪图和最终未采取的缘故原由。本文的重点是针对 EIP-2938 这个最新的关于账户抽象的剖析，讨论了其 “收获” 和 “价值”。“账户抽象” 可以将一些现阶段需要引入“信托” 才气实现的功效变得加倍可靠，例如为混币器提供更好的隐私，或是使用例如稳固币在内的资产支付手续费，但也不可制止地带来手艺架构的大改动，其平安性也需要更完整的验证。引用阿剑的一段话“而若是某些手艺，既没有增添人们可选的器械，又牺牲了人们实际上选择了的器械，那就没有理由对这些手艺怀有信心。”
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