アカウント抽象化とEIP-4337の迅速かつ簡潔なガイド

Account abstraction（AA）は、Ethereumエコシステムの根本的なイノベーションであり、ブロックチェーン上の個人アカウント管理の仕組みを刷新します。従来の課題を解決し、暗号資産未経験者の参入障壁を大幅に下げることで、利用者層の拡大に貢献します。主要な進化点は、トランザクションの発信元と署名の分離、およびEIP-4337などの実装によるアカウントセキュリティ管理の柔軟性向上です。

Account Abstractionとは

Account abstractionの理解には、Ethereumネットワークに存在する2種類のアカウントを知る必要があります。Externally Owned Account（EOA）は、秘密鍵やシードフレーズで管理される伝統的なユーザーアカウントです。一方、Contract Account（CA）はスマートコントラクトによって制御され、プログラム可能な機能を持ちます。

Account abstractionは、トランザクション発信元と署名の分離を実現し、EOAをCAの能力を持つアカウントへと拡張する構造改革です。この仕組みにより、スマートコントラクトがEOAを制御し、スマートコントラクトウォレットの構築が可能となります。ユーザーはアカウント管理の柔軟性を大幅に高め、新たなブロックチェーン活用の可能性を手にできます。

AAがもたらす利点

Ethereumコミュニティは、Account abstractionによるアカウント管理の画期的な簡素化を高く評価しています。従来のオンチェーン操作の固定化を解消し、トランザクション処理の柔軟性と適応性を大きく向上させます。セキュリティオプションも強化され、秘密鍵管理を超えたカスタマイズ可能な保護機能が提供されます。

こうした進化は、長年Ethereumユーザーが直面してきた不便や課題を解消します。複雑な手続きを簡略化し、直感的な管理を実現することで、AAはEthereumの利用体験全体を向上させ、ブロックチェーン技術の普及とユーザビリティ向上に寄与します。

EthereumにおけるAAの歴史

Account abstractionの発展には、複数の重要なEthereum Improvement Proposal（EIP）の知識が不可欠です。EIP-2938は、Contract Accountをトップレベルアカウントとして手数料支払い・独立トランザクション実行を可能にする提案です。EIP-3074は、AUTHおよびAUTHCALLという新OpCodeを導入し、EOAからコントラクトへのアクション委譲を可能にします。これにより、開発者は柔軟なトランザクション設計や検証フレームワークを構築できます。

EIP-4337は、Account abstraction実現の最新アプローチであり、ユーザーオペレーション（user ops）メモリプールの導入により、従来のトランザクションメモリプールを刷新します。Ethereumプロトコル自体の変更なしでAAを実装できる点が特長です。2020年のEIP-2938およびEIP-3074は、プロトコル大幅改修の負担から保留となりましたが、EIP-4337は非依存型アプローチによりエコシステムの進化を促進しています。

他のAccount Abstractionソリューションとの比較

EIP-4337は初心者には複雑に見えるものの、従来案に比べて大きな進化です。EIP-3074は新OpCode導入によりコンセンサスレイヤーの大幅な変更が必要でしたが、実装リスクと難易度が高く提案は一時停止されました。EIP-4337はプロトコルレベルの変更を必要とせずAccount abstractionを実現し、より現実的かつ実用的な選択肢となっています。

EIP-4337の詳細解説

EIP-4337は複数の主要コンポーネントでAccount abstractionを構成します。UserOperationは個人の代理でトランザクション送信を担うオブジェクトであり、必要なトランザクション情報を全て保持します。entry pointはユーザーオペレーションのバンドル処理を実行するコントラクトで、管理の中心役です。

Bundlerはノードとしてユーザーオペレーションをまとめてトランザクション化し、entry pointへの処理をブロックに追加します。Wallet Contractはユーザー自身が所有するスマートコントラクト型アカウントで、操作の実行を担います。Wallet Factoryは新規スマートコントラクトウォレットのオンデマンド作成を担うコントラクトです。

Aggregatorは署名集約の検証を担うヘルパーコントラクトで、Bundlerは対応Aggregatorのホワイトリストを管理します。Paymasterはカスタムロジックを実装するコントラクトで、ネットワークや通貨を問わずガス支払いの柔軟性を実現します。この構造によりAAのプロセスが簡素化され、セキュリティと分散性を両立したEIP-4337は、現代ブロックチェーンアプリケーションに最適なソリューションとなっています。

トランザクションフローの理解

EIP-4337では、Account abstraction機能を実現するため複数の段階が連携してトランザクションフローを構成します。実際の運用を正しく理解するためには、この流れの把握が不可欠です。

トランザクション処理開始

アカウントがトランザクションを開始する際、まずユーザーオペレーションオブジェクトを作成します。このオペレーションには送信者アドレスの詳細や「maxFeePerGas」「maxPriorityFee」など重要なパラメータが含まれます。signatureフィールドの利用方法はアカウント設計ごとに異なり、認証方式の柔軟性を確保します。生成されたユーザーオペレーションは専用メモリプールに送られ、従来のトランザクションプールとは分離されています。

トランザクション送信処理

Validatorは専用メモリプールからユーザーオペレーションをバンドルし処理します。Bundlerはブロックビルダーとしてオペレーションをブロックに追加し、entry pointトランザクションの有効性を維持します。Bundlerが直接ブロックを構築しない場合でも、mev-boostや提案者-ビルダー分離機構、eth_sendRawTransactionConditional APIなど既存インフラと連携してバンドルトランザクションの効率的な取り込みを可能にします。

トランザクションの識別

送信処理後、ユーザーオペレーションはentry pointコントラクトへ伝送され、バンドル処理が実行されます。BundlerはvalidateUserOp関数を通じて署名検証を行い、承認後はentry pointコントラクトをホワイトリスト化して信頼関係を確立し、以降のトランザクション処理を可能にします。

トランザクションの実行

トランザクション完了は、スマートコントラクトウォレットによるExecuteUserOp関数の実装で行われます。Bundlerはユーザーオペレーションオブジェクトのセットをトランザクションとしてまとめ、handleOps EntryPointコントラクトへの関数呼び出しを実施。ブロックに取り込まれることで最終的な処理が完了し、ユーザーの意図した操作がブロックチェーン上で確定します。

EOA、MPC、AA暗号資産ウォレットの比較

各ウォレットタイプは特性と機能が異なります。EOAウォレットは外部所有アカウント型で、作成コストとガス手数料が低く、単一通貨とECDSA署名のみ対応。秘密鍵管理が必須で、ウォレットリカバリーは非対応、単一障害点を排除できない一方、エコシステム互換性は高いです。

MPCウォレットはEOA型でコストは同等ですが、マルチパーティ計算による署名方式を採用。秘密鍵管理が必要なものの、信頼デバイスによるオフラインリカバリーが可能です。オフチェーン署名認証や透明性要件があり、エコシステム互換性はやや劣ります。

AAウォレットはEIP-4337に基づくContract Account型で、作成コスト・ガス手数料は高めですが、多通貨ガス支払いとサードパーティトークン対応が可能。バッチトランザクションや多様な署名方式、秘密鍵管理不要、ウォレットリカバリー対応、チェーンレベルセキュリティを実現。オンチェーンコントラクトやデマンドプールの監査が必須で、エコシステム互換性は中程度、単一障害点を排除します。

EIP-3074 AAとEIP-4337 AAの違い

EIP-3074はコンセンサスレイヤーの変更が求められるコアEIPであり、2つの新OpCode導入によってEOAアカウントがコントラクトを利用できるようになる一方、実装上の課題と可能性を伴います。

主な利点

EIP-3074の最大利点は、EOA制御をコントラクトに委譲できることで、多様なトランザクションスキーム（バッチトレード、パッケージトレード、柔軟なガス支払い）を開発者が設計可能です。インボーカーコントラクトはETH以外のトークン支払いを受け付け、スポンサーと被スポンサー間のトランザクションを信頼性担保で実行します。さらに、EOAがスマートコントラクトウォレットのように機能でき、コントラクト展開不要で実装が容易です。

主な欠点

Ethereumコミュニティの懸念はコンセンサスレイヤー変更の必要性です。この変更は大きなリスクを伴い、問題解決にはハードフォークが必要になる可能性もあります。また、EOAにCAの特性を持たせるものの、署名方式はECDSAに固定され、任意署名方式や認証方法の柔軟性に制約があります。

EIP-5003の導入

EIP-3074は延期されましたが、提案自体は継続中です。EIP-5003はAUTHUSURP OpCodeを導入し、EIP-3074認可アドレスにコードを展開、EIP-3607と連携してEOAの元署名鍵権限を撤回できます。たとえばEOA1がアドレス2に代理権限を与える場合、AUTHUSURP OpCodeでアドレス2がEOA1コードを設定可能となり、既存EOAのCA化と署名方式の効率化・高セキュリティ化が図れます。これによりEIP-3074の利点を維持しつつ制約を克服します。

まとめ

EIP-4337によるAccount abstractionは、Ethereum普及への重要なマイルストーンです。設計革新により主要課題を解消し、セキュリティ強化、柔軟なガス支払い、ユーザー体験向上など多くの利点をもたらします。これによりEthereumエコシステムへの参入障壁が減り、ブロックチェーン技術は一般利用者にとっても身近なものとなります。EIP-4337が主要プラットフォームやウォレットに統合されることで、Account abstractionはユーザーとブロックチェーンネットワークの関係を根本的に変革し、仮想通貨普及や高度な分散型アプリケーションへの道を切り拓きます。EIP-4337の実装はウォレットインフラの新たな標準を確立し、Account abstractionによるブロックチェーンの利便性革命をセキュリティ・分散性の両立で証明しています。

FAQ

EIP-4337とは？

EIP-4337はEthereumにAccount abstractionを導入し、外部所有なしでトランザクション管理用のコントラクトアカウントを作成可能とします。検証とトランザクション処理を分離し、UserOperationオブジェクトによる効率的かつ安全なインタラクションを実現します。

ERC-4337プロトコルとは？

ERC-4337はEthereumにおけるAccount abstractionプロトコルです。スマートアカウントの実現、ユーザビリティ向上、ERC-20トークンやサードパーティによるガス支払いを、コンセンサスレイヤーに変更を加えず可能にします。

EIPとERCは同じものですか？

いいえ、EIP（Ethereum Improvement Proposal）とERC（Ethereum Request for Comment）は別物です。EIPはプロトコル変更の提案、ERCはトークンやスマートコントラクトの標準仕様を定義します。

4337とは？

ERC-4337はEthereumにおけるAccount abstraction標準で、スマートコントラクトウォレット、ガスレストランザクション、ユーザー体験向上を実現します。