EIP-4337: アカウント抽象化がイーサリアムの取引をどのように再形成しているか

次世代のイーサリアムアカウント管理を理解するための研究インサイト

アカウント抽象化 (AA) は、私たちが Ethereum と相互作用する方法において根本的な変化を表しています。トランザクションの検証を実行から切り離し、ウォレットのアーキテクチャを再考することで、この提案は歴史的に主流の採用を妨げてきた重要な摩擦点に対処します。EIP-4337 の導入により、このビジョンはイーサリアムのコアプロトコルに変更を加えることなく実現可能になります。

基礎：イーサリアムのアカウントモデルの理解

アカウント抽象化が重要な理由を理解するためには、まずイーサリアムに現在存在する2種類のアカウントを調べる必要があります。外部所有アカウント(EOAs)は、プライベートキーとシードフレーズを通じて制御されており、これはほとんどのユーザーが採用する従来のアプローチです。契約アカウント(CAs)は、対照的にスマートコントラクトによって定義されたルールの下で運用されます。

このバイナリーシステムは固有の制限を生み出します。EOAは自動的に洗練されたトランザクションロジックを実行することができず、スマートコントラクトウォレットはガス料金とデプロイメントコストを必要とします。アカウント抽象化は、スマートコントラクトロジックがEOAを管理できるようにすることでこのギャップを埋め、プログラム可能なウォレットと呼ばれるものを作り出します。これにより、バッチトランザクション、カスタム署名スキーム、スポンサー付きトランザクションといった可能性が開かれます—これらは従来の金融では標準のように感じられますが、暗号通貨では未だに手の届かないものです。

なぜイーサリアムコミュニティはこのソリューションを受け入れたのか

AAが対処する痛点は具体的で広範囲にわたります。ユーザーが直面する摩擦を考えてみてください：シードフレーズの管理、基本操作に対するガス代の支払い、紛失したアカウントの回復、一度に1つのトランザクションを承認するバッチアクションの承認。アカウント抽象化は、カスタマイズ可能なアカウントセキュリティモデルと柔軟なガス支払いメカニズムを導入することで、これらの体験を簡素化します。

ユーザー体験を超えて、開発者は同様に貴重なものを得ます：プログラム可能なフレームワークです。厳格なオンチェーンの制約に対して構築するのではなく、特定のユースケースに合わせたトランザクションの検証と実行ロジックを設計できるようになりました。この柔軟性は、イーサリアム上で可能なことの基本的な拡張を表しています。

進化: EIP-2938 から EIP-4337 へ

アカウント抽象化への道は簡単ではありませんでした。2020年に、2つの競合する提案が出現しました:

EIP-2938は、契約アカウントを「トップレベル」の地位に引き上げ、手数料を支払い、トランザクションを直接実行できるようにすることを提案しました。これは、プロトコル層の変更を必要とし、技術的には野心的ですが、運用上のリスクを伴います。

EIP-3074 は、EOAがスマートコントラクトに取引の権限を委譲できるようにするための2つの新しいオペコード—AUTHとAUTHCALL—を導入しました。このアプローチは革新的ですが、コアプロトコルの変更を必要とし、実装の複雑さについてコミュニティの懸念にも直面しました。

両方の提案は、イーサリアムのコンセンサス層から要求される重労働のために一時停止されました。このレベルで導入されたバグは解決のためにハードフォークを必要とし、許容できないリスクを提示します。

画期的な進展はEIP-4337によってもたらされました。これはイーサリアムのベースレイヤーを変更することなくアカウントの抽象化を実現します。その代わりに、トランザクション処理のための並行インフラを導入し、エコシステムがこの問題にアプローチする方法を根本的に変えます。

EIP-4337: 機能するアーキテクチャ

EIP-4337の素晴らしさは、そのアプリケーション層での実装にあります。コアプロトコルのルールを変更するのではなく、従来の取引処理と共存する新しいアクターやプロセスを導入します。

UserOperationオブジェクトは、アカウント保有者からの取引意図を表します。標準的な取引とは異なり、署名される前に作成されるため、システムは署名の検証と実行方法に柔軟性を持たせることができます。

バンドラーは、複数のユーザーオペレーションを収集し、それらを単一のバンドルトランザクションに集約する専門的なノードとして機能します。効率のためにオペレーションをバッチ処理するトランザクション集約者と考えてください。

エントリポイントコントラクトは実行のハブとして機能します。これはバンドルされたUserOperationsを受け取り、アカウント固有のロジックを使用してその署名を検証し、ExecuteUserOp関数を通じて実行をトリガーします。

スマートコントラクトウォレットは、従来のEOAに代わって主要なアカウントインターフェースとして機能します。これらは、プライベートキー暗号だけでなく、プログラム可能なロジックによって制御されます。

ペイマスター契約は、ガス料金の支払いにおいて革命的な柔軟性を導入します。ユーザーは、任意のトークンを使用して取引手数料を支払ったり、アプリケーションによって手数料をスポンサーされたり、まったくカスタムの手数料ロジックを使用したりすることができます。これにより、すべての相互作用においてETHが前提条件である必要がなくなります。

ウォレットファクトリーは、新しいスマートコントラクトウォレットの効率的な作成を可能にし、エコシステムに参加するユーザーのオーバーヘッドを削減します。

アグリゲーターは署名の束を検証し、オンチェーンの検証コストを削減する暗号化最適化を可能にします。

AA対応のイーサリアムにおけるトランザクションの流れ

EIP-4337の下でトランザクションがどのように機能するかの具体例を追跡してみましょう:

ステップ1: 意図の表明 ユーザーは、最大手数料(maxFeePerGas、最大優先手数料)、ターゲット契約とのインタラクション、及び署名データを含むトランザクションの詳細を指定するUserOperationを作成します。重要なことに、署名はまだ適用されていません—システムはウォレット契約のルールに基づいて、それをどのように解釈するかを決定します。

ステップ2: メモリプールのブロードキャスト ユーザー操作は、標準のイーサリアム取引とは別の専用メモリプールに入ります。この専門のメモリプールは、バンドラーが順序付けや選択のためのカスタムロジックを適用できるようにします。

ステップ3: バンドリング バンドラーはUserOperationメモリプールをスキャンし、操作を選択して集約します。それから、バンドルを持ってエントリーポイントコントラクトのhandleOps関数を呼び出します。バンドラーがブロックビルダーとしても機能する場合、次のブロックに直接これを含めることができます。そうでない場合は、MEV-Boostや提案者-ビルダー分離プロトコルのようなインフラを通じて、包含を確保します。

ステップ4: 検証 エントリーポイント契約は、ウォレット契約のルールに従って各操作の署名を検証するためにvalidateUserOpを使用します。検証後、バンドラーはエントリーポイント契約をホワイトリストに登録し、信頼関係を構築します。

ステップ5: 実行 ウォレットコントラクトの ExecuteUserOp 関数が発火し、実際のトランザクションロジックを実行します。バンドルはこれで完了し、イーサリアムブロックチェーンに含まれます。

ウォレットアーキテクチャの比較: EOA vs. MPC vs. AA

なぜEIP-3074が棚上げされたのか

EIP-4337が注目を集める前に、EIP-3074はアカウント抽象化の主要な代替手段を示していました。それは、前述したのと同じAUTHおよびAUTHCALL操作コードを導入しました。では、なぜ進展しなかったのか:

プロトコル変更の問題: EIP-3074はコンセンサスレイヤーの変更を必要とし、コアイーサリアムノードが新しい動作を採用する必要がありました。実装バグが発生した場合、唯一の対策はネットワーク全体に影響を及ぼす破壊的なハードフォークとなるでしょう。

制限された柔軟性: EIP-3074はEOAがスマートコントラクトのように動作することを可能にしましたが、ECDSAを固定された署名メカニズムとして保持しました。これにより、開発者は新しい暗号アプローチを試したり、より高度な検証ロジックを実装することができませんでした。

利点: EIP-3074の核心的な強みは優雅さでした—任意のEOAが契約を展開することなくスマートコントラクトのような機能を得ることができます。しかし、このシンプルさは限られたカスタマイズの代償を伴いました。

対照的に、EIP-4337はプロトコル層のリスクを回避するために、より複雑なオンチェーンプロセスを受け入れています。このトレードオフは、コミュニティによって価値があると見なされました。

ブリッジ: EIP-5003とウォレットの進化

EIP-3074は保留中ですが、議論は終わっていません。EIP-5003はAUTHUSURPオペコードを導入し、EIP-3074と連携して既存のEOAがスマートコントラクトアカウントに進化することを可能にします。

実際のシナリオを示します：アリスのEOAは、EIP-3074の下でボブのアドレスに代理権を与えます。AUTHUSURPを使用して、ボブのアドレスはアリスのアドレスにコードをデプロイでき、実質的に彼女のアカウントをEOAからCAにアップグレードします。この移行により、アリスは元のアドレスや秘密鍵を放棄することなく、カスタム署名スキームや強化されたセキュリティにアクセスできます。

このデザインパターンは、エコシステムに対して急激な移行ではなく、段階的な移行パスを提案しています。

実際の影響: より低い障壁、より強固なセキュリティ

イーサリアムが主流の採用を追求し続ける中、EIP-4337のアカウント抽象化は具体的な障害に対処しています。ユーザーはもはやガス料金の支払いのためにETHを蓄えたり、主要なセキュリティメカニズムとしてシードフレーズを暗記する必要がありません。開発者はリカバリーメカニズム、バッチ操作、カスタム認証ロジックを組み込んだウォレットを設計できます。アプリケーションはユーザーのトランザクションをスポンサーでき、オンボーディングの摩擦を軽減します。

セキュリティも向上します。スマートコントラクトウォレットは、マルチシグネチャバリデーション、タイムロック操作、支出制限、その他の基本的なプライベートキー暗号を超えた安全対策を実装できます。

Ethereumエコシステムのアカウント抽象化への進化は、小さな技術的アップグレードではなく、アカウントの機能を根本的に再構築することを示しています。これは、ユーザーが現代のアプリケーションから期待するシームレスな体験に暗号の相互作用を近づけるものです。