DigiFT 研报 | 合规交易所的钱包实践探索 - 智能合约钱包的应用
DigiFT
2024-03-13 09:36
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概述

2023 年 9 月,东南亚国民应用 Grab 发布 Web3 钱包,通过 Web3 钱包,用户可以使用 Polygon 区块链转账、获取积分、使用优惠券等。该钱包由 Circle 和 Grab 合作实现,采用 ERC4337 标准, 结合 Polygon 区块链高性能、低手续费的特性,从而实现接近互联网产品的用户体验,主要解决了 Web3 技术阻碍用户的两个重大问题:


• 私钥管理问题:Grab Web3 用户使用 Grab 账户 + Pin 密码即可创建钱包地址并登录,无需管理私钥;

• 手续费问题:发送交易采用 ERC4337 标准,通过 Paymaster 代付机制实现,由 Grab 管理 的地址通过 Paymaster 代付机制支付手续费,用户自身不需要持有 Matic 代币作为区块链网 络交易需要的 Gas 手续费。


在 Grab 的文档中提到: 目前,零售端用户并不熟悉如何使用加密钱包,这容易导致用户被恶意攻击。为了避免这类问题, 账户抽象(Account Abstraction),也就是广泛熟知的智能合约钱包,能够提升用户数字资产交 易的体验和安全性。这类技术能够实现账户恢复、交易限制、遗失账户冻结等功能,并让用户对底层技术无感。


根据 We Are Social 发布了“2023 年全球数字报告”,全球互联网用户超过 51.6%,而最大的钱包 Metamask 在 2022 年用户量才超过 3000 万,其中还有两个数量级的差距。钱包门槛还是对 Web2 用户的最大阻碍。


什么是智能合约钱包?基本原理是什么?


尽管钱包的用户体验问题在加密社区已经讨论良久,但由于以太坊自身的设计问题,目前主流用户 使用的钱包仍然是以 Metamask 为代表的 EOA (External Owned Account,外部拥有账户)钱 包,私钥和助记词管理的高门槛,以及需要代币支付 Gas 作为网络手续费是主要困扰用户大规模采纳的阻碍。


在以太坊的最初设计理念中,分别采用 EOA 代表用户、CA(Contract Account,合约账户)代表 Dapp,即应用。合约账户(CA)用于执行相关代码逻辑,实现一些应用场景,外部拥有账户 2 (EOA)则由用户控制私钥,用 ETH 代币作为手续费,发送交易到以太坊网络,转账或触发合约账 户来执行应用。在以太坊的设计中,交易只能由外部拥有账户(EOA)发起,合约账户(CA)不能 自己发起交易。而外部拥有账户则必须由用户管理私钥,在 MPC(Multi-party computation,多方计算)等技术应用于钱包之前,用户管理私钥有较高的技术门槛,需要对密码学、网络安全等知 识都有所涉猎。 



图 1:外部拥有账户使用流程图


每个外部拥有账户(EOA)都需要用户持有并管理私钥,在执行每一笔交易的时候使用该私钥进行签名并发送到以太坊区块链上执行。交易签名和私钥管理的部分需要用户对密码学知识有一定理解,同时会有诸多攻击方式来盗取用户钱包从而导致资产损失。


智能合约钱包,顾名思义,以合约账户来模拟钱包账户,解决一些阻碍用户使用的基础问题,如私钥管理,账户找回 / 恢复,支付手续费问题,并能够在合约中设计更丰富的使用场景。


图 2:智能合约钱包能够实现的功能


以太坊社区密切讨论的账户抽象(Account abstraction)就是一种实现智能合约钱包的方式,让用户直接使用智能合约作为自己的钱包账户。这需要区块链能够支持通过智能合约直接发起的交易。


以太坊社区讨论过多种实现方式,如对外部拥有账户的逻辑进行升级,来支持更多的功能,或是直接允许合约账户来发送交易,但是这些升级都会需要对以太坊本身进行修改,需要漫长的时间并经过硬分叉实现。


以太坊社区也在探索在对以太坊本身不采取过多改动来实现账户抽象的方案,ERC4337 就是其中的一个,实现了一种去中心化的、无需改动以太坊来支持智能合约钱包的方式。


用户会发送一类新的交易,被称为“UserOperation”,这类交易会被发送到以太坊验证者的一个特定交易内存池,这类交易会统一在以太坊上的一个端点合约(Entry Point Contract)上执行。


ERC4337 的方案仅需要对验证者客户端进行一个升级增加对新类型交易的支持并部署一个端点合约即可。在 2023 年的 3 月 1 日端点合约就已经在以太坊主网被部署。其他区块链也有采用类似的方案实现账户抽象和智能合约钱包,或是如 ZkSync 这样的区块链网络直接原生支持账户抽象来实现智能合约钱包的功能。


智能合约钱包能够实现什么样的功能?


图 3:智能合约钱包使用流程(Paymaster 代付机制实现)


智能合约钱包能够实现丰富多样的功能,一些基础功能包括:


·      多重签名授权: 通过智能合约钱包实现跨多个受信任的人或设备共享授权凭证,如该智能合约钱包有 5 个受信任的设备,至少 3 个设备签名才能实现签名,实现 3/5 多重签名。目前主流的多重签名钱包 Gnosis Safe wallet 就是智能合约钱包的一种

·      生物识别:钱包利用生物识别创建和管理钱包,如指纹解锁、面部解锁等,用户无须任何区块链知识即可使用。

·      账户恢复(社交恢复): 设备丢失或忘记密码怎么办?通过智能合约钱包,用户可以设置一些预先批准的账户,如家人的账户等,这些账户可以授权新设备并重置访问权限。

·      设置交易限额和账户冻结: 指定每天 / 每周 / 每月从账户转移多少价值的每日阈值。这意味着如果攻击者确实获得对用户账户的访问权限,他们无法一次性提取所有资产,而用户有机会冻结和重置访问权限。

·      手续费代付:阻碍用户进入 Web3 的另一大门槛就是手续费问题,通过智能合约钱包设置手续费代付机制,引入代理者(Paymaster)来为钱包用户支付手续费,而钱包用户本身不需要承担手续费。


理论上智能合约钱包能够实现更多丰富多样的功能,比如对于交易用户来说,智能合约钱包还能够实现限价挂单、网格交易、批量转账等。


ERC 4337 采用情况

自 2023 年 3 月 ERC4337 的端点合约部署以来,接近一年的时间,已经有诸多应用的采用。从 Six Degree 提供的 Dune 数据面板中我们可以观察到目前主要的账户抽象技术 ERC4337 和相关应用场景使用情况。

https://dune.com/sixdegree/account-abstraction-overview


图 4:智能合约钱包用户每日 / 每月交易笔数


从目前账户抽象和智能合约钱包每日交易次数已经达到了十万的规模,月交易次数超过百万。


图 5:智能合约钱包日活 / 月活用户量


从钱包地址情况来看,日活钱包数超过 5 万,月活钱包数超过 50 万。


图 6:智能合约钱包用户交易量区块链平台分布


相关应用主要集中在 Layer2 或者 EVM 兼容的侧链上,Polygon、Arbitrum、Optimism 占据了主要市场份额。


图 7:智能合约钱包每日 / 每月新增用户


从钱包数新增的数据来看,有持续新钱包的部署,总钱包数超过 200 万。

从供应角度看,厂商比较集中在早期几个初创型企业,Zero-Dev 与 Biconomy 占据了主要市场份额,OKX、Circle 等大厂方案几乎看不到数据。


图 8:智能合约钱包供应商占比


从应用角度来看,主要集中在 Telegram bot(交易机器人)、Worldcoin 等创新产品,大部分为被动式交易。


所谓的意图为中心(Intent-centric,更优化 Web3 用户体验的应用架构) 类型的应用在数据在没有明显提现。


智能合约钱包的缺陷

智能合约钱包也一样有自己的特点和缺陷。主要有如下几类:

·      非 EVM 兼容的区块链需要额外定制: 若所在区块链进行升级,可能会影响到现有智能合约钱包的功能和安全性;

·      初始化成本:智能合约钱包的创建需要合约部署,需要有其他开发者提供手续费开销来创建钱包;

·      更高的 Gas 开销:相比于 EOA(外部拥有账户)钱包,智能合约钱包由合约运行,其交易有更高的复杂性,每笔交易消耗的手续费会更高;

·      可扩展性和风险:智能合约钱包每增加一个功能都是新合约的部署,并且会对新合约授权;若新功能所部署的合约受到攻击会影响相关钱包;


DigiFT 在智能合约钱包上的探索和应用

DigiFT 作为一家受新加坡金融管理局监管的金融资产交易平台,其目标是利用区块链的技术将 Web2 与 Web3 的金融世界进行连接,提高资产的发行、交易、结算、托管的效率与透明,同时兼顾合规性及安全性。DigiFT 近日推出的基于 Gnosis Safe 智能合约的账户抽象的加密钱包方案,将会在如下几个方面显著提高用户体验以及资产管理的安全性:


·      统一账户模型:DigiFT 平台通过账户抽象技术模糊了外部拥有账户 (EOA) 和合约账户之间的界限。使用平台的默认方式注册电子邮箱为用户创建智能合约账户,更简单的交互方式规避了传统私钥管理上的复杂性以及衍生的安全问题。

·      手续费代付:通过 ERC-4337 的 Paymaster 机制代付用户参与链上操作的 Gas 手续费,有效的降低了用户的进入⻔槛。

·      社交恢复功能:用户可以在紧急情况下通过信任的人员恢复他们的钱包,无需传统的助记词短语或私钥。

·      区块链应用的互操作性:使用 ERC-4337 标准创建的智能账户可以与各种区块链应用无缝交互。

·      先进的安全性和定制化:Gnosis Safe 智能合约钱包提供多重签名交易、紧急账户管理、交易限额和高级认证方法等安全功能。

·      定制化和灵活性:账户抽象技术提供了更多的定制化选项和灵活性,为将来基于智能合约定制化更多的功能以满足用户的多元化的资产管理需求。


账户抽象和智能合约钱包技术是安全、高效地提高 Web3 用户体验的技术之一,DigiFT 作为新加坡受监管的链上资产交易所,紧跟加密行业发展,积极采用代表业界发展方向与先进性质的钱包、交易等技术,推动数字资产领域的发展。


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