钱包开发者必读:详述EIP-4337工作流程

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开发者还需要自行实现wallet factory,需要创建钱包时,工厂会被SenderCreator合约调用。

原文作者:Ben Law

原文标题:EIP-4337详细工作流程

原文来源:medium

本文不会从头介绍EIP-4337,仅介绍4337的主要合约是如何实现的。适合对4337有一定了解的开发者,由其是钱包开发者,以及爱好者或研究员阅读。

主要内容位于流程图Figma

钱包开发需要配合4337源码阅读GitHub — eth-infinitism/account-abstraction at main

4337 Spec中有更多详细细节EIP-4337: Account Abstraction using alt mempool

请注意:

  • 本流程图只画出了普通类型的交易,未涉及Aggregator。掌握普通流程后才方便掌握聚合型的交易。
  • 流程图中箭头不代表程序的调用栈或输入输出,仅代表相关角色、函数、事件的发生的先后顺序。
  • 为方便读者对宏观架构的快速理解,流程图中省略了一部分函数调用和逻辑。被省略的部分有可能对你研究的问题或疑惑有很大意义,具体看你想了解什么内容,所以还是需要你必要时仔细阅读源码。

核心概念

研究4337需要掌握以下核心概念:

  • UserOperation的内容
  • EntryPoint实现
  • Wallet实现
  • Paymaster实现
  • 验证阶段、执行阶段的执行流程与错误处理
  • Gas的支付流程与计算

UserOperation

一种内容类似transaction的伪交易对象,通过新的RPC方法eth_sendUserOperation提交给节点。

UO中的字段含义大部分是显然的,仅挑选几个容易误解的进行分析:

  • sender,此处指的是要交互的wallet,而非msg.sender或tx.origin等其他任何概念
  • verificationGasLimit,验证交易时的gasLimit
  • callGasLimit,执行交易时的gasLimit
  • preVerificationGas,补偿bundler调用handleOps()时会一部分未计算在内的gas成本(如提交交易的calldata成本)。

Prefund

这个并非UO中的一个字段,而是由上面三个gas参数计算而出。代表了该UO在验证阶段预先支付给EntryPoint的总成本。Prefund虽然是在验证阶段支付的,但包含了preVerificationGas,验证和执行三部分的成本。之后不会再向EntryPoint进行支付gas。

prefund / gasPrice = callGasLimit + verificationGasLimit * mul + preVerificationGas

mul = mUserOp.paymaster != address(0) ? 3 : 1;

具体计算参见EntryPoint中的_getRequiredPrefund。

EntryPoint

EntryPoint是所有功能的核心入口。每个项目自行部署自己的EntryPoint。Bundler,Wallet和Paymaster都需要围绕EntryPoint工作。

Bundler在EntryPoint内实现两个功能

  • 链下验证UO,剔除不符合要求和有问题的UO。链下验证一是防止DoS,二是避免bundler在链上损失gas。
  • 打包合规的UO,提交上链。

Wallet与EntryPoint

  • 向EntryPoint支付gas费
  • 只响应来自EntryPoint的消息
  • 执行来自EntryPoint的具体交易内容
  • 注意,EntryPoint不是Wallet的factory。官方给出的图片容易给人造成这种误解,但官方实现并非如此。

Paymaster与EntryPoint

  • 向EntryPoint支付gas费
  • 只响应来自EntryPoint的消息
  • 向EntryPoint确认自己的为某UO服务的意愿
  • 在EntryPoint内质押才能成为paymaster

我们可以看到Wallet与Paymaster都有可能向EntryPoint支付gas。gas余额会存储在deposits这个mapping中。

注意,虽然deposits字面意思为充值,但并非必须一个需要预先手动完成的动作,也可以在每一笔UO发生时,计算缺少多少gas并自动充值。

最终,若所有操作的actualGasCost小于prefund, EntryPoint

会将多余额度退款至你的deposit。

actualGasCost / gasPrice = validationActualCost + callActualCost + preVerificationGas

注意, validationActualCost & callActualCost 仅仅是为了说明而作的标记,并非真实存在的变量。 它们是由 gasPrice() 累加的。

Wallet

代表用户最终使用的钱包。需要开发者至少实现以下两个自定义方法:

  • 签名验证:你可以使用任何密码学手段来实现签名验证,比如,为了配合使用苹果的Security Enclave而实现NIST P-256的ECDSA。如果没有特殊需求可直接使用以太坊的ECDSA。
  • 处理交易:EntryPoint通过address(sender).call(callData)来调用wallet中的具体的交易功能。那么call需要有至少一个可执行的函数,如transferEther(),callAnotherContrat()等。

开发者还需要自行实现wallet factory,需要创建钱包时,工厂会被SenderCreator合约调用。新建钱包应使用CREATE2方法以保障生成地址的确定性。

Paymaster

Paymaster可以为用户支付gas,因此可以实现:

  • 免费交易:用户激励,让用户免费使用钱包
  • gasless交易:不直接用ether支付gas,而使用其他token或nft等
  • 等等其他类似的赞助交易功能

Paymaster需要开发者实现:

  • validatePaymasterUserOp():由于paymaster的开放性,验证逻辑需要开发者完全自己定义。验证后有可能需要实现类似wallet中payPrefund()的功能。
  • _postOp:必须重写此方法,否则会被revert。此方法可以定义在paymaster赞助完交易后需要做什么,如在验证时为用户支付了ether,则此处要求用户支付等价的ERC-20。
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