Neuer Ethereum-Token-Standard und was bedeutet das?

Es gibt eine riesige Vielfalt an verschiedenen Kryptowährungen, aber die meisten von ihnen basieren auf denselben Schemata. Diese Schemata werden Token-Standards genannt und definieren die Kernfunktionalität und Eigenschaften von Blockchain-Tokens.

Token-Standards sind Regel- und Vereinbarungssätze, die den Betrieb eines Kryptowährungs-Tokens regeln. Zu den beliebten Standards gehören ERC-20, BEP-20, ERC-721 und ERC-1155.

Warum Standards benötigt werden

Konsistenz: Wenn für jeden neuen Token auf einem Smart Contract ein eigener Mechanismus vorgeschrieben wäre, könnten bestehende Plattformen, Anwendungen und Wallets einfach nicht damit arbeiten. Token-Standards garantieren, dass die nach diesem Standard erstellten Produkte miteinander kompatibel sind. Beispielsweise sind ERC-20-Assets mit anderen Produkten und Diensten kompatibel, die unter Verwendung dieses Token-Standards entwickelt wurden. Dadurch kann ein ERC-20-Token auch gegen einen anderen Token dieses Standards getauscht werden.

Außerdem wäre es ohne Token-Standards wesentlich schwieriger, mehrere Kryptowährungen zu speichern und zu handeln. Statt eine Wallet für viele verschiedene Kryptowährungen zu verwenden, müssten Sie für jeden Token separate Wallets erstellen.

Konnektivität: Ein verbundenes System ermöglicht es Entwicklern, vorhandene Komponenten wiederzuverwenden, um neue Produkte zu erstellen. Dasselbe gilt für die Token-Erstellung: Die Verwendung von Standards beschleunigt die Entwicklung grundlegender Funktionen und lässt mehr Zeit für weitere Innovationen.

Effizienz: Token-Standards erleichtern auch die Interaktion zwischen Smart Contracts. Smart Contracts, die Token-Standards implementieren, und die Tokens selbst können verwendet werden, um erstellte Tokens nachzuverfolgen.

Token-Standards wie ERC-20 und BEP-20 enthalten wichtige Funktionen, darunter die Adresssuche und die Zuordnung von Token-Salden, wodurch Smart Contracts Tokens effizienter verfolgen können. Um beispielsweise die Transaktionshistorie und andere ERC-20-Token-Daten zu überprüfen, kann ein Entwickler die Application Binary Interface (ABI) des Vertrags verwenden.

Variation: Das Vorhandensein verschiedener Standards für Client-Software ermöglicht es jedem, seine eigene Version des Ethereum-Clients in einer beliebigen Programmiersprache zu schreiben, vorbehaltlich der Standards und Spezifikationen für Ethereum-Nodes und -Clients. So kann es auf dem Ethereum-Netzwerk beliebig viele Nodes und Clients geben, von denen einige Ethereum-Software ausführen, die in Golang, Rust, Java, C #, C++ oder Python geschrieben ist. Dies erhöht die „Kundendiversität“ und macht das Netzwerk stärker, indem die Abhängigkeit von einer einzigen Code-Implementierung verringert wird. Aber all diese Implementierungen, unabhängig von Sprache, Design oder Implementierungsdetails, haben eines gemeinsam – sie folgen alle einer einzigen Spezifikation für Clients.

So tragen Standards dazu bei, die Vielfalt der Implementierungen zu erhöhen. Das bedeutet, dass es unterschiedliche Ansätze in Bezug auf Sicherheit, Geschwindigkeit, Skalierbarkeit usw. geben kann, und diese Vielfalt bereichert das Gesamterlebnis.

Neuer Ethereum-Token-Standard

Das EIP-4337-Update wurde auf der mit ETHDenver verbundenen Konferenz WalletCon vorgestellt und am 1. März 2023 auf Ethereum bereitgestellt. Die wichtigste Innovation dieses EIP war die Implementierung der sogenannten Account Abstraction und das Entstehen eines neuen Wallet-Standards, der nach Angaben der Entwickler das Nutzererlebnis verbessern und die Interaktion mit der Blockchain komfortabler machen wird. Im Folgenden werden wir analysieren, um welche Art von Wallets es sich handelt, worin sie sich von gewöhnlichen unterscheiden und warum EIP-4337 überhaupt benötigt wird.

Was ist ein Contract Account und wie unterscheidet er sich vom üblichen?

Um besser zu verstehen, worauf EIP-4337 abzielt und welche Innovationen es bietet, machen wir einen Schritt zurück. Vor der Einführung des Updates im Ethereum-Netzwerk gab es zwei Arten von Konten:

• Externally Owned Accounts (EOA): Wallets, die einen Infrastruktur-Anbieter zur Erstellung verwenden. Dies ist der dominierende Wallet-Typ, der von MetaMask und 99 % der anderen Entwickler bereitgestellt wird.
• Contract Accounts (CA): Dies sind Wallets, die durch Code in EVM verwaltet werden, mit anderen Worten: Smart Contracts. Sie benötigen keinen Infrastruktur-Anbieter, um ausgeführt und verwaltet zu werden.

Die Dominanz von EOA erklärt sich aus der Architektur des Netzwerks selbst, die verlangt, dass der ECDSA-Standard zur Signierung der Transaktion verwendet wird. Smart Contracts haben nicht die Möglichkeit, Transaktionen mit ECDSA zu signieren, sodass CAs keine Transaktion in eigenem Namen initiieren können. Das heißt, sie sind als Wallets für einen normalen Nutzer nutzlos.

Gleichzeitig verwenden EOAs eine monolithische Transaktionsverarbeitungslogik mithilfe eines privaten und öffentlichen Schlüssels. Aufgrund dieser monolithischen Logik haben Entwickler nicht die Möglichkeit, ihre Komponenten wie etwa Identifizierungsanforderungen anzupassen. Deshalb benötigt jede Blockchain-Anwendung ein EOA-Wallet mit privatem Schlüssel und öffentlicher Adresse, um zu interagieren.

EIP-4337 soll den Vorteil von EOA beseitigen und CA komfortabler machen, indem ein neuer Wallet-Standard in Form eines Smart Contracts und eine neue Ebene im Ethereum-Netzwerk hinzugefügt werden, die es ermöglicht, Transaktionen ohne Verwendung eines privaten und öffentlichen Schlüssels durchzuführen und zu verifizieren. Dazu haben die Entwickler die sogenannte Account Abstraction implementiert. Lassen Sie uns diesen Begriff genauer analysieren.

Was ist Account Abstraction

Das Konzept der „Account Abstraction“ sagt einem Anfänger zunächst nichts und erschwert das Verständnis. In der Informatik ist eine Abstraktion die Aufteilung eines Prozesses in mehrere Teile, die unabhängig voneinander ausgeführt werden können. Einfach ausgedrückt wird der Prozess modular und eröffnet Möglichkeiten zur Konfiguration jedes Moduls.

Im Kontext einer Ethereum-Wallet bedeutet dies die Trennung von Validierung und Ausführung von Transaktionen, die bisher als ein zusammenhängender Prozess ablaufen. Dementsprechend ermöglichen Contract Accounts eine flexible Konfiguration jedes dieser Prozesse, was mehr Möglichkeiten zur Optimierung des Nutzererlebnisses eröffnet. 

Darüber hinaus bedeutet Account Abstraction die Trennung des Kontos von seinem Besitzer. Derzeit sind Wallet und Nutzer im Wesentlichen ein und dasselbe, da nur der Besitzer einer Seed Phrase oder eines privaten Schlüssels Assets senden kann und nur der Besitzer einer öffentlichen Adresse Assets empfangen kann. Die Abstraktion ermöglicht es, einen Smart Contract als Wallet auszuführen, das Code in EVM steuert, und nicht ein Bündel aus öffentlichen und privaten Schlüsseln. Dies erweitert die unterstützten Authentifizierungsmethoden und Wallet-Sicherheitsfunktionen.

Wie funktionieren EIP-4337 Contract Accounts 

EIP-4337 ist nicht der erste Versuch, Account Abstraction zu implementieren und Contract Accounts im Ethereum-Netzwerk einzuführen. Vitalik Buterin stellte die erste Version der Kontenabstraktion bereits 2016 vor, und seitdem wurden in dieser Frage fünf verschiedene EIPs (86, 1014, 2938, 3074 und 4337) vorgeschlagen. Allerdings führte erst EIP-4337 ein Konzept ein, das keine Änderung des grundlegenden Ethereum-Protokolls erfordert, was ein entscheidender Faktor war, da dadurch kein Netzwerk-Hardfork zur Einführung nötig ist.

Die Architektur der Kontenabstraktion in EIP-4337 besteht aus folgenden grundlegenden Elementen:

UserOperation: auch Pseudo-Transaktion genannt. Ein Analogon zu einer Transaktion mit einer Standard-Wallet, enthält jedoch mehr Daten als eine reguläre Transaktion.

Bundler: Der Node, der die UserOperation aus dem Mempool auswählt, sie zu Paketen zusammenstellt und zur Verifizierung an EntryPoint sendet. Es wird angenommen, dass die Bundler-Funktion von aktuellen Ethereum-Validatoren ausgeführt wird, wofür sie eine zusätzliche Belohnung in Form eines Teils der Transaktionsgebühr erhalten können.

Da EIP-4337 eine neue Infrastrukturschicht oberhalb der Ethereum-Blockchain schafft, verfügt UserOperations über einen eigenen Mempool, der sich vom Hauptnetzwerk-Mempool unterscheidet. Herkömmliche Validatoren haben keinen Zugriff darauf.

EntryPoint: ist der Smart Contract im Ethereum-Netzwerk, der für die Verifizierung von Transaktionen verantwortlich ist. Dies ist ein Schlüsselelement der gesamten EIP-4337-Infrastruktur, weshalb die Entwickler besonderen Wert auf Sicherheit und sorgfältige Prüfung des Smart Contracts legen. EntryPoint erfüllt mehrere Funktionen gleichzeitig, die zusammenfassend als „Transaktionsvalidierung“ bezeichnet werden können.

Contract Account: Dies ist die vom Nutzer besessene Smart Wallet. Eine über EntryPoint verifizierte Transaktion wird gleichzeitig zur Ausführung an die Blockchain und an die Smart Wallet des Nutzers in der EIP-4337-Infrastruktur gesendet.

Optional können außerdem folgende Komponenten bereitgestellt werden:

Paymasters: Das sind Sponsor-Verträge, mit denen Sie Transaktionsgebühren statt des Senders bezahlen oder Gas in beliebigen ERC-20-Tokens entrichten können. So kann beispielsweise P2E Paymasters in seiner Infrastruktur einsetzen, damit Spieler nicht erst ETH kaufen müssen, um Gas zu bezahlen.

Aggregators: Nutzer-Signatur-Aggregatoren. Die sogenannten atomaren Transaktionen werden dadurch möglich, indem mehrere Aktionen zu einer Transaktion zusammengefasst werden. In der Praxis ermöglicht dies die Interaktion mit dApps mit einer minimalen Anzahl von Signaturen.

Der Lebenszyklus einer Transaktion mit einer Smart Wallet nach EIP-4337 verläuft wie folgt: 

1. 1. Der Nutzer initiiert UserOperation über die Wallet-Anwendung (einen Dienst, der die Benutzeroberfläche bereitstellt), die an einen speziellen Mempool gesendet wird.
2. 2. Bundler, der als Netzwerk-Validator fungiert, wählt Transaktionen aus diesem Mempool aus und bildet daraus Pakete.
3. 3. UserOperations-Pakete werden an den EntryPoint-Smart-Contract gesendet. Der Smart Contract prüft, ob Transaktionen ausgeführt werden können und ob der Nutzer oder der Paymaster genügend ETH hat, um das Gas zu bezahlen.
4. 4. Wenn alle Bedingungen erfüllt sind, wird die Transaktion an den Contract Account des Empfängers und an die Ethereum-Validatoren zur Aufnahme in die Blockchain gesendet.

Vorteile und Herausforderungen von EIP-4337-Wallets 

Das Hauptziel der Kontenabstraktion im Allgemeinen und des EIP-4337-Updates ist es, EOA-Wallets durch Smart Wallets (CAs) zu ersetzen. Laut Vitalik Buterin und anderen Spezialisten wird dies Entwicklern mehr Möglichkeiten bieten, ein hochwertiges Nutzererlebnis zu schaffen. Insbesondere unterstützen Smart Wallets:

• Verschiedene Authentifizierungsoptionen: Die Abstraktion der Transaktionsvalidierungslogik ermöglicht eine flexible Anpassung der Benutzer-Authentifizierungsoptionen. Dafür können eine vertrauenswürdige E-Mail, ein biometrischer Authentifikator oder beispielsweise ein Whitelist-Gerät verwendet werden. Das heißt, jedes Gadget kann zu einer Art Analogon eines privaten Schlüssels gemacht werden.
• Flexible Mechanismen zur Gebührenzahlung: Paymaster-Sponsoring-Verträge ermöglichen es, die Verpflichtung zur Gaszahlung vom Absender auf einen Dritten zu verlagern und komplexere Modelle zur Gaszahlung zu erstellen (zum Beispiel in ERC-20-Tokens oder mit Rabatt). Das heißt, der Nutzer muss nun kein ETH mehr kaufen, um mit dApps zu interagieren, was die Einstiegshürde für Anfänger senkt.
• Erweiterte Kontosicherheits-Einstellungen: Zusätzliche Sicherheitseinstellungen können neben der Authentifizierungsmethode auch Multi-Signaturen, ein tägliches Ausgabenlimit oder beispielsweise Zeitverzögerungen für Transaktionen umfassen. Dies hilft, die Gelder des Nutzers zu schützen, selbst wenn der Angreifer Zugriff auf das Konto erhalten hat.
• Atomare Mehrfachoperationen: Die im vorherigen Abschnitt beschriebenen Aggregators-Verträge sind für diese Funktion verantwortlich. Dank ihnen kann man die zahlreichen Signaturen vergessen, die für den ersten DEX-Swap, den Kauf eines NFT auf dem Marktplatz oder andere Interaktionen mit dApps erforderlich waren.

Ein wichtiger Durchbruch ist die Möglichkeit der sozialen Wiederherstellung der Wallet. Mit dieser Funktion kann der Nutzer den Zugriff auf die Wallet über eine Liste vertrauenswürdiger Wallets oder E-Mail-Adressen wiederherstellen, etwa über Freunde oder Verwandte.

Das bedeutet, dass die Zeiten vorbei sind, in denen man, um einfach in ein normales P2E einzusteigen, eine Wallet erstellen, ETH kaufen, mehrere Transaktionen signieren und darauf achten musste, einem Scam-Smart-Contract keinen Zugriff auf die Assets zu gewähren. Wallets einer neuen Funktionsgeneration werden Google- oder Apple-ID-Konten ähnlicher sein als MetaMask und Ledger.

Fazit

Token-Standards sind besondere Schemata für die Entwicklung und den Betrieb von blockchainbasierten Tokens. In der Branche gibt es inzwischen mehrere Token-Standards sowie viele innovative Lösungen. Eine davon ist EIP-4337.

EIP-4337 ist ein wichtiger Schritt in Richtung Massenadoption, da neue Konten eine vertrautere und verständlichere Benutzererfahrung bieten. Es ist unwahrscheinlich, dass Menschen, die ihr Twitter-Passwort vergessen, Technologie verwenden werden, bei der man sich 12 Wörter merken muss, und verstehen, was private und öffentliche Schlüssel sind.