以太坊:Visa發布實驗性解決方案：通過 Visa卡支付鏈上Gas費用

近年來，區塊鏈技術得到了廣泛采用，雖然它有潛力塑造未來的資金流動，但區塊鏈交易卻也帶來了傳統支付方式所沒有的更高程度的復雜性。區塊鏈交易使用去中心化網絡，網絡中的多個參與者驗證并記錄每筆交易。區塊鏈交易涉及到自我托管錢包、私鑰、gas費——所有這些元素都不適用于傳統的支付方式。要使用像以太坊這樣的區塊鏈進行交易，消費者必須維持一定數量的區塊鏈原生代幣余額，以支付使用該網絡的費用，即“gas費”。如果使用自我托管錢包發送區塊鏈交易對用戶來說就像使用信用卡支付一杯咖啡一樣簡單會怎么樣？對于自我托管錢包來說，在區塊鏈上的用戶體驗還沒有達到同樣的易用性。例如，雖然以太坊支持push支付，但它本身并不支持pull支付，如自動支付。為了解決這個問題，在我們去年的文章“自我托管錢包的自動支付”中我們探索并演示了如何使用帳戶抽象為自我托管錢包設置pull支付。

Visa擅長為涉及不同貨幣的交易提供便利。例如，用戶可以去另一個國家旅行，而不必擔心需要提前準備外幣，因為同一張Visa卡讓你在國內外都可以購物。然而，這樣的簡便性在加密世界中并不存在。在以太坊進行交易的消費者發現自己需要不斷管理他們的ETH余額以支付gas費，這是一項繁重的工作，分散了他們對重要區塊鏈活動的注意力。將區塊鏈交易的復雜性與Visa網絡支持的法幣支付交易的簡單性進行比較后，很明顯，區塊鏈交易需要改進。剩下的問題就是：我們如何幫助縮小這一差距，讓區塊鏈交易更加簡單便利？

PeckShield：OpenSea 上四個 Invisible Friends NFT 被盜:7月4日消息，據 PeckShield 監測，四個 Invisible Friends NFT（分別為 #3966、#4432、#608、#609）在 OpenSea 上被釣魚地址Fake_Phishing182232竊取。[2023/7/4 22:17:44]

認識到這一挑戰，我們探索了一種選擇，即如何允許用戶通過銀行卡支付方式直接以法幣支付鏈上gas費以簡化區塊鏈交易。在這種情況下，用戶可能不再需要僅僅為了支付gas費而持有特定區塊鏈的原生代幣。這種潛在的解決方案將利用以太坊的ERC-4337標準和paymaster合約，使用戶能夠使用Visa卡直接支付gas費。我們相信這種創新和靈活的方法可以幫助簡化新加密用戶的入口點，并增強現有用戶的體驗。本文，我們將深入研究區塊鏈交易的現有挑戰，強調需要更靈活的方法，并向大家介紹我們的實驗。

1、問題

加密世界的主要障礙之一是支付區塊鏈交易或操作的復雜過程。每個操作，無論是簡單的代幣轉賬還是更復雜的與智能合約的交互，都會產生稱為“gas費”成本。Gas費代表執行操作所需的計算量。就以太坊的情況而言，gas費必須使用區塊鏈的原生代幣ETH支付。

盡管像USDC這樣的穩定幣可以用于交易，但用戶仍然需要單獨保持一定的ETH余額來支付以太坊的gas費。這通常會導致用戶采用復雜且時而昂貴的方法。一些人依靠入金服務將法幣轉換為像ETH這樣的原生代幣，而另一些人則在中心化加密交易所購買ETH，然后將其轉移到他們的錢包中。然而，這兩種策略都需要額外的步驟，并且缺乏用戶在傳統金融交易中所習慣的簡單性和即時性。此外，這些方法使用戶受加密貨幣匯率波動的影響，因為即使在支付交易中使用不同的加密貨幣或穩定幣，他們也需要持續購買ETH。

Visa提議使用StarkNet進行自動循環支付:金色財經報道，Visa表示，建立在以太坊之上的第2層區塊鏈StarkNet可能有助于彌合加密貨幣和現實世界之間的差距，讓使用自保管錢包的人更容易支付賬單。根據Visa的一份加密思想領導力提案，雖然自動循環支付在傳統的移動銀行應用程序中很常見，但在區塊鏈上是一項更難的任務。Visa使用StarkNet擴展平臺實現了加密錢包Argent的概念驗證，因為允許智能合約為用戶執行交易的帳戶抽象尚未在以太坊上上線。該提案概述了一種用戶使用自保管錢包自動付款的方法，而無需簽署每筆交易。（the block）[2022/12/20 21:55:35]

圖2：入金流程：為自我托管錢包獲取代幣）

例如，Alex是一個想要參與去中心化金融項目的用戶，該項目需要她鑄造新代幣。為了做到這一點，她決定使用入金服務將自己的法幣兌換為ETH。Alex根據當前的gas費和挖礦過程的預期成本，仔細規劃并購買了一定數量的ETH。然而，以太坊網絡上的gas費可能會迅速波動。如果在Alex鑄幣期間，費用大幅降低，她將支付過多gas費，最終她可能會保留原本不打算購買的ETH余額。相反，如果Alex在獲得ETH后gas費意外上漲，她可能沒有足夠的資金來支付增加的費用，從而導致支付不足。這種不可預測性以及估算并管理gas費的要求增加了像Alex這樣的用戶的復雜性和不便。圖2說明了用戶通過入金服務提供商購買加密貨幣的入金過程。

美國銀行：Solana可能成為“數字資產生態系統的Visa”:1月13日消息，美國銀行在一份研究報告中表示，Solana區塊鏈可能成為“數字資產生態系統的Visa”，因為它專注于可擴展性、低交易費用和易用性。

報告稱，自2020年推出以來，Solana得到廣泛的采用，它已處理超過500億筆交易（全球支付巨頭Visa在截至9月30日的一年中處理1647億筆交易），總鎖倉量（TVL）超過110億美元，鑄造超過570萬個NFT。Solana還針對小額支付和游戲等消費者用例進行了優化。

分析師認為，隨著時間的推移，通過用戶采用和吸引開發人員，Solana和其他區塊鏈可能會從以太坊搶占市場份額。（CoinDesk）[2022/1/13 8:45:42]

此外，對于像Alex這樣的用戶來說，獲得像ETH這樣的原生代幣通常需要從中心化交易所轉移資產。這需要將法幣存入交易所，購買必要的代幣，然后將其轉移到個人錢包中，以獲得足夠的ETH來支付gas費。然而，由于ETH價值和gas費的波動性，這種方法也存在支付過多或不足的風險。此外，對于那些不太精通技術并希望從事區塊鏈交易的個人來說，這可能是不可戰勝的挑戰。對于那些不熟悉加密貨幣交易所以及購買和橋接代幣的復雜性的人來說，這個過程是進入加密世界的障礙。這就好比在不同國家旅行時將現金兌換成不同貨幣那樣繁瑣和不友好。圖3說明了用戶通過加密貨幣交易所購買加密貨幣并將其轉移到錢包的橋接過程。

Willy Woo：比特幣的交易量遠超于Visa及萬事達卡:10月11日消息，分析師Willy Woo在推特上評論了比特幣近日結算價值的上升，他表示，比特幣區塊鏈上的交易量讓Visa及萬事達卡相形見絀，目前比特幣每秒執行19萬美元，而Visa和萬事達卡則分別為每秒13萬美元和5.5萬美元，這不包括閃電網絡。[2021/10/11 20:20:34]

2、解決方案

我們的加密協議、Visa創新中心和Visa研究團隊進行過一次內部黑客馬拉松，我們借此機會探索了ERC-4337標準下的paymaster。這一協同努力的結果就是一個解決方案流程提案，該流程演示了如何使用戶能夠通過卡片管理檔案系統以法幣支付鏈上gas費。這個解決方案提案利用了以太坊的ERC-4337標準和paymaster合約，允許Visa持卡人直接支付他們的gas費。我們相信，這種創新和適應性方法可以幫助簡化新加密用戶的進入流程，并改善當前用戶的體驗。

在這個解決方案提案中，我們再次將paymaster置于流程的核心。Paymaster是一種特殊類型的智能合約賬戶，可以贊助用戶合約賬戶的gas費。我們提議的解決方案將用戶從僅為支付gas費而持有本地區塊鏈代幣或不斷橋接代幣的需求中解放出來。從用戶的角度來看，該解決方案因其簡單性和易于采用而具有吸引力，如圖4所示。例如，讓我們再以Alex為例，她擁有一個自我托管錢包。根據我們提議的解決方案，Alex可以使用她的Visa卡支付gas費，并參與一個要求她鑄造新代幣的DeFi項目。這樣一來，Visa幫助處理了幕后的復雜過程，讓Alex可以毫不費力地選擇使用她的Visa卡來支付gas費。這個解決方案為像Alex這樣的用戶帶來了簡便性和更好的體驗，他們正在尋找一種更簡化、更易用的方式來進行區塊鏈交易。

Visa推出首個基于區塊鏈的B2B支付服務:全球信用卡巨頭Visa推出首個基于區塊鏈的B2B支付服務，目前已經處于試點階段。去年Visa首次宣布使用區塊鏈平臺，通過機構與機構之間的直接支付來緩解跨境交易時效性低的問題，切斷目前業界必須依賴的中間商。[2017/11/18]

3、我們的實驗

Paymaster的作用是抽離出gas費機制的復雜性，同時提供資費替代方案。我們的實驗通過接受用戶從Visa卡線下支付的gas費，并代表用戶支付等額的鏈上費用來實現這一點。用戶端的gas費體驗就像普通的信用卡支付一樣簡單。用戶可以在發送UserOperation時選擇使用這樣的paymaster。UserOperation似于常規的區塊鏈交互，它們指定用戶想要在區塊鏈上執行的操作。但與交易不同的是，UserOperation不需要由外部賬戶簽署，可以由智能合約賬戶直接驗證和執行。

我們為啟用鏈下gas費支付能力而部署的設置以VerifyingPaymaster為中心。VerifyingPaymaster是一個智能合約，它將所有必要的檢查和信息源委托給鏈下組件。然后，鏈上paymaster智能合約可以使用該鏈下組件提供的數據和批準來授權并支付gas費。將這些信息從鏈下服務可靠地傳輸到paymaster合約的方法是通過公鑰加密：鏈下web服務使用密鑰生成數字簽名并與信息一起發送。Paymaster智能合約可以反過來使用相應的公鑰來驗證簽名，從而驗證信息的真實性。在我們的實驗中，我們使用了ERC-4337核心團隊提供的VerifyingPaymaster智能合約樣本。

如圖5所示，在我們的實現過程中，當用戶打算發起區塊鏈操作時，錢包首先生成一個UserOperation請求，包含他們試圖執行的操作和操作的最大處理成本的信息。更具體地說，由指定gas限制的參數決定操作的最大計算量預算，由gas費決定各計算單位的成本。

錢包不會立即將UserOperation請求發送到區塊鏈，而是首先將UserOperation連同Visa卡憑據一起發送到paymasterweb服務。web服務將使用gas費信息計算以法幣向用戶收費的適當成本，并根據提供的Visa卡憑據，發卡機構可以選擇授權使用Visa卡支付。對于web服務的支付接收方案，我們使用了Visa自己的Cybersource。Cybersource為開發者提供必要的SDK和API，使商家能夠接收數字付款。

在我們的實驗中，在通過Cybersource處理付款后，web服務為UserOperation中的相關數據生成數字簽名，包括調用數據和gas費信息。它還確定該簽名的有效時間范圍。指定一個時間窗口很重要，因為ETH和其他原生代幣的價值在以太坊和其他EVM鏈上是波動的。如果沒有預防措施，用戶可以利用paymaster兩部分之間缺乏同步性，在ETH成本較低時用法幣進行鏈下支付，然后在ETH成本較高時使用簽名，并讓paymaster合約承擔成本差價。web服務將數字簽名發送回錢包。除這一點之外，錢包對UserOperation的相關參數所做的任何更改都將導致與數字簽名不匹配，VerifyingPaymaster智能合約將檢測到這種偏差。

錢包從web服務接收數字簽名和時間窗口，并附加此信息作為UserOperation的paymaster參數。現在，當UserOperation的所有部分都完成后，錢包將能夠對其進行簽名并將其發送到區塊鏈。在區塊鏈上，作為ERC-4337標準定義的UserOperation處理流程的一部分，paymaster合約將接收UserOperation數據，其中應包括來自paymasterweb服務的數字簽名。如果所提供的數據有任何錯誤的話，則paymaster合約將舉報錯誤，并且不會支付gas費。如果驗證簽名是正確的，這意味著web服務收到了Visa卡的付款，以啟用該UserOperation的處理成本。Paymaster合約將不會舉報錯誤，并將處理成本，UserOperation也將執行。

在我們構建實驗時，我們使用了Stackup的userop.js庫來構建、簽名和發送UserOperation。為了將這些UserOperation發布到區塊鏈上，以及為具有估算gas費等補充功能，我們使用了Stackup的Bundler作為我們的提供商。出于測試目的，我們在以太坊Goerli測試網上部署了我們的VerifyingPaymaster，并得以使用鏈下gas費支付方式成功發送UserOperation。

4、減少區塊鏈上的摩擦

區塊鏈交易的復雜性對許多用戶來說都是一個重大的絆腳石，它帶來了一個極具挑戰性的學習曲線，并增加了用戶摩擦。然而，我們的實驗旨在提供一種前景光明的方法來實質性地解決這些挑戰。通過利用paymaster這一創新概念，結合賬戶抽象和ERC-4337標準，我們探索了一個可以重新定義區塊鏈交易的過程的可能性。

帳戶抽象允許開發人員設計有助于減少各種價值交換摩擦的新流程。我們的實驗表明，開發人員可以使用現有的支付基礎設施實現此解決方案。商家或去中心化應用程序可以運行自己的paymaster解決方案，通過接受使用Visa卡支付gas費來幫助改善客戶體驗。或者，現有的錢包和paymaster服務提供商可以提供基于Visa卡的gas費支付作為通用選項，另外還會有其他支付服務選項。實現這種潛在解決方案有助于為數字交易提供更易于訪問且用戶友好的方法奠定基礎。

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