現代加密錢包解決方案和代表案例研究
作者：JW，FourPillars研究員；翻譯：金色財經xiaozou
本文摘要：
現代加密錢包有三個基本組件：用于處理加密密鑰的密鑰管理，用于用戶身份驗證和交互的帳戶，以及用于用戶參與的界面。各部分都有不同的挑戰和創新，共同塑造了整體的錢包體驗。
密鑰管理已經從簡單的私鑰管理發展到更加復雜的解決方案：Shamir的SecretSharing方案將密鑰分割為多個片段，ThresholdSignatureSchemes（閾值簽名方案）支持無需重建密鑰的多方計算，TrustedExecutionEnvironment（可信執行環境）使用硬件級隔離。Privy、ParticleNetwork和Turnkey等項目在實踐中采用了這些方法。
賬戶抽象通過將復雜的賬戶轉換為可編程接口，使Blockchain交互更加用戶友好。這使得無gas交易、社交恢復和定制化安全設置等功能成為可能，使Blockchain技術更容易被主流用戶使用，就如Abstract的GlobalWallet等項目所展示的那樣。
鏈抽象讓各種各樣的Blockchain對最終用戶來說是不可見的，從而解決跨鏈交互的復雜性。用戶可以跨鏈管理余額，使用任何Tokens進行支付，并在保持Decentralization特性和安全性的同時與多個Blockchain進行無縫交互。OneBalance的CredibleAccounts系統向我們展示了實現這些功能的一種方法。
加密行業正在迅速從桌面優先轉向移動優先的開發模式，像Zora這樣的平臺通過提供復雜的移動體驗來引領轉型，同時在底層維護Blockchain的復雜性。
錢包開發的未來系于在不損害安全性的同時簡化用戶體驗。通向更廣泛采用的道路需要從私鑰走向社交登錄，同時還要擁有媲美Web2應用程序的無縫體驗，并且保留Blockchain的核心優勢。1、錢包堆棧簡介
對于面向最終用戶的加密應用程序來說，錢包遠不只是資產的數字容器——它們是通往整個Blockchain體驗的門戶。與加密應用程序的每一次交互，從初始設置到日常交易，都要流經用戶的錢包。這使得錢包不僅僅是一個功能，而是決定用戶的Blockchain使用體驗的最基本的基礎設施。
創建一個新錢包并向錢包里存入資金需要用戶投入大量的時間、精力和風險承受能力。雖然這種高門檻推高了應用程序的用戶獲取成本，但也創建了一種強大的留存機制——一旦用戶使用了一款錢包，他就很可能會一直使用這款錢包，而不會選擇切換到其他錢包再次經歷這個過程。
然而，盡管加密錢包發揮了關鍵作用，但它卻因擁有技術方面最具挑戰性的用戶體驗而贏得聲譽。第一次使用加密錢包的用戶往往會發現自己迷失在了技術概念的迷宮中——私鑰、公鑰、助記詞——幾乎沒有犯錯的余地。這種復雜性導致許多人質疑，要充分利用Blockchain技術，是否真的需要如此陡峭的學習曲線。
然而，這種情況終于要改變了。在經歷了多年的停滯不前之后，錢包技術正在經歷一場大復興，原因是人們越來越關注用戶體驗。現代錢包正在通過社交登錄認證、生物識別驗證和gas費抽象等創新，在Web2的便利性和Web3的安全性之間架起一座橋梁。這些發展最終使加密錢包更接近人們對現代應用程序的用戶友好體驗的期待。
Blockchain錢包的技術基礎設施包含三個基本層：
密鑰管理：這個基礎層負責編排加密密鑰的生成、存儲和恢復。它包含了關于加密方法、安全協議和訪問控制的關鍵技術決策。現代解決方案已經超越了基本的密鑰存儲，包括多方計算（MPC）、ShamirSecretSharing（SSS）、社交登錄集成以及移動友好的Passkey等方法。
賬戶：這一層定義了用戶識別方式以及用戶與Blockchain網絡的交互方式。它涵蓋了從外部賬戶（EOA）這樣的基本概念到智能合約賬戶（SCA）這樣的復雜概念。每類賬戶都可以通過不同的功能進行增強——從gas費贊助和多重簽名要求到定制化交易控制——這最終決定了錢包的功能性和通用性。
界面：這是用戶直接與Blockchain互動的地方。無論是通過瀏覽器擴展、移動app還是web界面，這一層都為用戶操作提供了關鍵點，如簽署交易、管理資產以及連接dApp。
每一層都有自己的一套設計考慮和權衡。它們的實現和集成方式決定了整體的錢包體驗。本文，我們將研究各層的組件和最新創新，探索如何通過各種方法幫助創建更加用戶友好的加密應用程序。2、密鑰管理：在哪里存儲以及如何存儲你的密鑰
密鑰管理層包含三大關鍵決策點：
密鑰生成：密鑰生成方法的核心是定義如何創建密鑰并使用密鑰來簽署交易。雖然單私鑰方法仍然是傳統方法，但業界越來越多地采用復雜解決方案，如多方計算（MPC）和ShamirSecretSharing（SSS）。這些新方法將密鑰生成和簽名過程分發給多方，從而在安全性和可用性之間達到了更好的平衡。
存儲：該組件確定生成的密鑰或密鑰片段存儲在何處。最終選擇取決于各種因素：安全需求、可訪問性需求、運營成本和所需的Decentralization程度。可用選項包括集中式云服務器（如AWS）、Decentralization存儲解決方案、個人存儲設備和硬件錢包等，每種選項都具有獨特的優勢和利弊權衡。
身份驗證：用戶通過各種身份驗證方法證明自己的身份訪問自己的密鑰。傳統的密碼系統正在讓位于更友好的方式，如社交登錄和Passkey，這反映了行業向更好的用戶體驗的轉變，尤其是移動設備。
在部署密鑰管理系統時，可以根據特定需求（無論是應用程序的目的、技術限制還是業務需求）對各組件進行不同配置。在當前的市場解決方案中，關鍵區別通常在于密鑰生成方法和身份驗證方法組合的選擇，因為這些選擇從根本上決定了安全性和用戶體驗之間的平衡程度。
初始生成后，系統使用SSS將私鑰分成三個不同片段：
-設備Share：本地存儲在用戶設備上，當使用web應用程序時存儲在瀏覽器的本地存儲中。
-認證Share：以加密形式存儲在Privy服務器上，在認證過程中訪問。
-恢復Share：可以靈活地存儲在Privy的密鑰管理基礎設施中，也可以直接由用戶存儲。
一個關鍵的安全特性是，完整的私鑰在操作期間只暫時存儲在內存中，而不會永久保存在任何地方。系統的架構需要任意兩個片段來重建密鑰，從而創建了三個強大的恢復路徑：
-設備Share+認證Share：這是標準的用戶流程。用戶通過社交登錄或類似的方式進行身份驗證，觸發用戶的認證Share解密，認證Share與用戶本地設備Share結合。
-設備Share+恢復Share：當Privy服務器無法訪問或用戶無法訪問其主要認證方法時，該路徑提供fallback退回機制。
-認證Share+恢復Share：通過在其他設備上生成新的設備Share，實現設備的無縫遷移。
Privy先進的恢復系統可以在不影響安全性的情況下，在各種情況下安全訪問錢包。該部署成功地在數字資產管理中實現了可靠安全措施和用戶可訪問性之間的微妙平衡。
2.2閾值簽名方案（TSS）
TSS是多方計算（MPC）的一種形式，由多個參與者共同生成并組合簽名shares對共享密鑰執行加密操作。與SSS不同，TSS的一個關鍵特征是參與者可以組合他們的簽名shares來執行操作，而無需重建密鑰。
TSS可以通過多種方式實現，從涉及多計算Node的大規模網絡到用戶和服務提供商之間的簡單的兩方簽名方案。參與者可以在不直接知道密鑰的情況下為簽名生成做出貢獻，在實現靈活的簽名過程的同時保持較高的安全性。
優點：
-增強的安全性：通過消除密鑰重建需要，消除了SSS中存在的單點故障
-靈活的架構：允許對參與者數量和所需簽名進行自定義配置，支持各種信任模型。
缺點：
-技術成熟度：作為一種相對較新的商業化技術，經驗證的部署和大規模部署案例較少。
-擴容限制：基于TSS的系統要求參與者之間通信，導致處理速度較慢，特別是在Ethereum上進行ECDSA部署時。
-部署復雜性：需要多方協調和溝通，導致部署復雜，運營成本較高。
總之，雖然TSS作為解決SSS單點故障問題的強大替代方案而受關注，但其當前部署在性能和復雜性方面面臨一些限制。這些限制在一定程度上制約了其在實際應用中的可擴展性。
案例研究：ParticleNetwork
Turnkey的架構包括以下兩個主要部分：
-主機：這是一個標準AWS虛擬機，運行用于接收網絡流量和進行enclave調用的基本應用程序。它充當著enclave和外部系統之間的緩沖區，收集enclave操作相關的指標和其他操作信息。
-Enclave：這是一個與外部連接完全隔離的環境，和主機及其自身安全協處理器只有一個虛擬串行連接，在AWS中叫做Nitro安全模塊（NSM）。這個環境運行QuorumOS（QOS），Turnkey的enclave操作系統，以及在其上運行的安全應用程序。
通過這種結構，Turnkey可以向自己和用戶證明所有關鍵的安全系統都完全按照預期運行。Enclave在高度受限的計算環境中運行，沒有永久存儲、交互訪問或外部聯網，因此可以提供最高級別的安全性。3、帳戶：隱形的帳戶和鏈
隨著Blockchain技術的不斷發展并獲得主流采用，人們越來越需要抽象其技術復雜性。錢包是用戶和Blockchain網絡之間的主要接觸點，但它們往往存在較高的進入門檻。新用戶必須努力掌握一些不熟悉的概念，如私鑰管理、gas費支付和交易簽名等，對于普通用戶來說，這些技術方面的東西可能令人生畏，太過復雜。
這種對抽象的需求也反映出我們日常使用的其他技術的發展。想想我們是如何與互聯網交互的：用戶不需要了解TCP/IP協議或DNS系統就可以瀏覽網站。同樣，打電話也不需要了解GSM或LTE技術。這種模式在成熟的技術中是一致的——隨著它們的發展，技術復雜性越來越多地隱藏在用戶友好的界面后面。
本文，我們將探討重塑錢包用戶體驗的兩個基本抽象概念。第一個是賬戶抽象（AccountAbstraction）它將復雜的Blockchain賬戶轉換為可編程的、用戶友好的界面。第二個是鏈抽象（ChainAbstraction），它消除了跨鏈交互的復雜性，給了用戶在不了解底層機制的情況下跨不同Blockchain網絡進行無縫操作的能力。
3.1賬戶抽象
最初的EOA只提供一些基本功能：存儲地址和簽署交易。在帳戶級別缺乏可編程性意味著任何高級功能或定制化操作都是不可能的。帳戶抽象的引入通過直接在帳戶級別增強功能改變了這種情況。雖然賬戶抽象最初顯示出了解決Blockchain用戶體驗挑戰的希望，但存在一些障礙推遲了其廣泛采用。復雜的部署要求、高昂的gas成本以及與現有EOA的兼容性差，都導致采用速度比我們預期的要慢。該技術已經發展成熟，克服了早期挑戰，現在正朝著實際應用的方向邁進。最近推出的一些消費者應用程序成功集成了賬戶抽象，最終用戶可以與Blockchain應用程序進行無縫交互，通常不會意識到他們正在使用錢包或Blockchain。這一發展標志著超越現有加密用戶群的更廣泛的加密采用的潛力。賬戶抽象的影響在整個加密生態系統中不斷擴大。L2rollup現正對其進行協議級別的整合，以增強用戶體驗，而錢包即服務（WaaS）提供商部署了更先進的嵌入式錢包解決方案。即將到來的EthereumPectra升級進一步凸顯了該技術的重要性，此次升級包括EIP-7702——允許EOA利用主網上SCA的臨時可編程性。
案例研究：Abstract
通用嵌入式錢包的開發帶來了重大的技術挑戰，特別是在安全架構方面。與包含安全風險的特定應用錢包不同，跨應用錢包意味著一個應用程序中的安全問題可能會影響所有關聯應用程序。這就需要一個更可靠的安全模型。然而，這種方法的好處是巨大的：
-簡化資產管理：一個存款點可用于所有集成應用。
-集中跟蹤資產：為用戶和開發人員跨多個應用程序集中跟蹤資產。
-無縫轉賬：生態系統內不同應用程序之間可直接轉賬。
3.2鏈抽象
除了賬戶抽象之外，鏈抽象最近在Blockchain開發中已經成為一個重要的概念。賬戶抽象專注于改善單個Blockchain內的用戶體驗，而鏈抽象則解決了一個不同的挑戰：使用戶能夠在不涉及橋接機制的情況下與多個鏈上的資產無縫交互。鏈抽象的核心是讓不同Blockchain的概念對最終用戶透明，隨著越來越多的模塊化Blockchain持續創建更復雜的鏈上生態系統，這一需求變得越來越重要。
可信賬戶擴展了傳統的Blockchain賬戶格式，提供可信保障，無需跨鏈共識要求。這些帳戶在用戶選擇的安全機器上運行，并對消息簽名做出可信承諾。它們維護SCA的安全保證，同時支持帳戶抽象的關鍵特性，包括gas抽象、社交恢復、權限策略和現代身份驗證方法。
可信賬戶可以跨多鏈生成和管理任意數量的子賬戶，完全控制各鏈狀態。它們被設計為具有普遍兼容性，可以兼容各種Blockchain網絡（Ethereum、Solana、Bitcoin）以及各種智能合約和資產（包括ERC20Tokens、NFT、DAO和DeFi協議）。
OneBalance的鏈抽象系統基于以下兩個關鍵組件：
-資源鎖定：該機制下的用戶做出可驗證承諾，鎖定他們的資產，直到滿足特定條件或到期。與傳統的智能合約存款或ERC20批準不同，這些是賬戶級別的鎖定，不需要鏈上最終性。例如，當使用EthereumUSDC購買SolanaNFT時，用戶將鎖定他們的USDC，直到達到購買NFT的特定區塊高度。這種設計可以保護solvers免受雙花攻擊等風險，并可確保跨鏈操作期間的交易完整性。
-可信承諾機：這是執行跨鏈交易的安全基礎設施。這些機器在專門的安全環境中運行，執行兩個基本功能：它們驗證用戶設置的資源鎖的有效性，并確保在滿足鎖定條件時準確執行。例如，在使用EthereumUSDC購買SolanaNFT時，該承諾機驗證用戶的USDC所有權，并在NFT購買完成后管理向賣方的安全轉賬。此自動化流程遵循預定義規則，以確保所有參與方都能獲得可靠執行。承諾機可以通過四種方法部署：TEE、MPC、SCA或協議虛擬機。
雖然OneBalance仍處于開發階段，但卻已經發布了使用Privy的集成示例。他們的方法從其他鏈抽象解決方案中脫穎而出，提供了一個集成現有Blockchain基礎設施或應用程序的框架，無需專門的鏈或系統，從而最大限度地減少了采用障礙。4、界面：移動應用是下一個前沿
高質量的移動應用程序在加密生態系統中實屬罕見。大多數加密應用程序主要圍繞桌面平臺發展，主要因為以下兩點。
最主要的原因是加密應用程序本身的性質。這些平臺通常處理復雜的金融交易，這些交易需要同時顯示詳細信息、全面的分析和多個數據點——所有這些都更適合桌面界面。雖然移動平臺擅長于提供簡化、用戶友好的體驗，但它們往往必須以犧牲嚴肅加密交易者和用戶所需功能的深度和廣度為代價。這種天然限制使桌面開發自然而然成為大多數加密應用程序的優先考量。
這種以桌面為中心的發展塑造了用戶與加密應用程序的交互方式：他們通常維護一個主錢包，并根據需要連接到各種應用程序。然而，這種模式在切換到移動環境時會產生巨大摩擦。用戶會發現自己經常在錢包應用和主應用之間切換，一次次地進行登錄或簽署交易等基本操作。這種反復來來回回的操作與移動用戶期望從傳統應用程序中獲得的無縫交互形成鮮明對比。
第二個主要原因是移動應用商店的限制性政策，蘋果的AppStore尤其具有挑戰性。他們對加密相關支付的嚴格政策迫使許多加密應用程序尋求創造性的解決方案。通過漸進式WebApps（PWAs）規避這些限制的早期嘗試顯示了最初的曙光，但最終未能獲得關注，主要是因為用戶不熟悉安裝和使用過程且操作繁瑣。TGAppCenter的成功案例進一步凸顯了這一分銷挑戰，它在1000多個小應用中成功收獲了驚人的5億MAU，這表明當加密應用程序獲得有效的分銷渠道時，潛力是巨大的。
Zora的獨特之處在于其全面的移動優化，從最初的賬戶創建到NFT鑄造。登錄過程非常簡單：用戶只需輸入一個電子郵件地址就可以注冊了，那些已經擁有Farcaster或Instagram賬戶的用戶可以將這些賬戶關聯起來，即刻收到個性化的feed推薦并找到好友。也許最重要的一點是，Zora利用了原生移動功能——用戶可以直接通過手機的相機拍攝照片或視頻，并立即將其鑄造為NFT，創造一種如在傳統社交媒體上發布一樣的自然體驗。
在底層，Zora采用了復雜的Blockchain技術，同時為用戶維持了簡便性。他們已部署一個現代賬戶抽象堆棧，將Privy的嵌入式錢包技術與Coinbase的智能錢包基礎設施相結合。這種技術架構允許Zora完全在后臺處理復雜操作，比如gas費管理和交易批處理。用戶不需要理解這些技術元素或與其交互，這樣他們就可以只專注于內容創建和共享了。
Zora的一個獨特創新在于其名為“Spark”的應用內貨幣系統。Spark的計價單位為ETH的百萬分之一（相當于1000Gwei），可以通過信用卡或借記卡等常見支付方式直接購買。該系統的設計非常簡單：有了足夠的Spark余額，用戶就可以通過簡單的雙擊進行NFT鑄造。每個NFT鑄造要花費111Sparks，包含無gas交易。重要的是，你所購買的Sparks永遠不會過期，即使Zora的鑄造費用在未來有變動，它們也會保持效用。
Zora特別值得注意的一點是他們成功地抽象出了Blockchain的復雜性。那些通常在加密應用中帶來摩擦的所有技術元素——錢包創建、gas費管理、NFT鑄造過程——全部都是在后臺隱形處理的。結果就是與任何流行社交媒體別無二致的使用體驗，同時保留了Blockchain技術的所有好處。這種方法為移動優先加密應用程序可實現的目標設定了新的標準，展示了Blockchain技術是如何無縫集成到日常移動體驗中的。5、結語
自應用程序在2021年的DeFi&NFT之夏呈爆炸式增長以來，加密行業已經走過了漫長的一段路。DeFi&NFT之夏標志著該領域的創新爆發時代。隨后的兩年，基礎設施取得了重大進步：模塊化Blockchain已出現，L1網絡取得了顯著的性能改進，Oracle和橋接等技術已大為成熟。這些發展有效地攻克了許多曾經阻礙Blockchain采用的瓶頸，特別是交易速度慢和費用過高等一直都存在的問題。
然而，雖然技術基礎已經大大加強，但用戶體驗并沒有跟上步伐。盡管在應用層不斷進行著實驗和開發，但很少有加密平臺能夠媲美用戶從Web2應用程序中獲得的無縫、直觀的體驗。隨著我們的基礎設施越來越可靠，準備好支持下一代應用程序，這種體驗差距將變得越來越明顯，F在最緊迫的挑戰是創建能夠帶來熟悉的web2級別用戶體驗的服務，同時還可保留Blockchain技術的獨特優勢。
這一挑戰的核心在于加密錢包——也許加密錢包是決定整體用戶體驗的最關鍵因素。錢包是新用戶的入口點，也是應用程序中所有重要操作的門戶，從簡單的登錄到交易批準。所以加密錢包被定位為用戶與整個加密生態系統交互的基礎層，它們的設計和功能對主流采用至關重要。
錢包技術的創新并不局限于某一層，而是同時跨多個維度——從密鑰管理和賬戶結構到UI/UX。每一層都呈現不同的設計參數，這些參數根據應用程序的特征和需求而變化。錢包技術的創新仍在繼續，圍繞賬戶抽象和鏈抽象出現了新敘事，同時還引入了WebAuthn和TEE等新技術。
因此，應用程序的成功可能需要對錢包架構各層的決策過程有很好的理解。通過分析成功的部署案例并理解其中的利弊權衡，團隊可以根據他們的特定用例做出明智的選擇，同時維持功能性和用戶體驗之間的平衡。
Crypto能否獲得廣泛采用最終取決于我們是否有能力在不損害Decentralization特性和安全性基本原則的情況下，讓日常用戶可以使用復雜的Blockchain技術。雖然最近的案例研究表明，在這個方向上已經取得了可喜的進展，生態系統中出現了創新解決方案，但我們仍處于這種轉變的早期階段。未來的挑戰在于創造出不僅匹配而且要超越傳統數字服務的體驗，同時保留Blockchain技術的獨特價值主張。隨著錢包技術的不斷發展，它將在塑造下一代用戶如何與加密應用程序交互方面發揮越來越重要的作用。