Visa の実験的ソリューションの概要: Visa カードを介してチェーンのガス料金を支払うにはどうすればよいですか?

マート・オズベイ、ムスタファ・ベダワラ、キャサリン・グー著

翻訳: Huohuo、各国のブロックチェーン

ブロックチェーン技術は近年広く普及しており、将来のお金の移動を形作る可能性を秘めていますが、ブロックチェーン取引には従来の支払い方法にはない高度な複雑さが伴います。ブロックチェーントランザクションは、複数の参加者が各トランザクションを検証して記録する分散型ネットワークを利用します。これらには、自己保管ウォレット、秘密鍵、ガス料金など、従来の支払い方法には当てはまらない要素がすべて含まれます。イーサリアムのようなブロックチェーンを使用して取引するには、消費者は、「ガス」として知られるネットワークの使用料を支払うために、ブロックチェーンのネイティブ トークン (ETH など) の残高を維持する必要があります。

Visa は、さまざまな通貨が関係する取引の促進に優れています。例えば、同じVisaカードで国内でも海外でも買い物ができるため、ユーザーは事前に外貨を取得することを気にすることなく、別の国に旅行することができます。しかし、このレベルのシンプルさと利便性は暗号の世界には存在しません。イーサリアムで取引を行う消費者は、ガス料金を支払うために常に ETH 残高を管理していることに気づきますが、これは面倒なプロセスであり、主要なブロックチェーン活動から気が散ってしまいます。ブロックチェーン取引の複雑さを、Visa ネットワークがサポートする法定通貨ベースの支払い取引の単純さと比較すると、改善が必要であることは明らかです。残りの質問は次のとおりです。

図 1 - Visa のネットワーク

Visa の Web 画像説明

この課題を認識し、私たちはユーザーがカード支払いを通じてオンチェーンガスを法定通貨で直接支払えるようにすることで、ブロックチェーントランザクションを簡素化する方法を検討しました。この場合、ユーザーはガス料金を支払うためだけにブロックチェーン固有のネイティブ トークンを保持する必要がなくなる可能性があります。この潜在的なソリューションは、イーサリアムの ERC-4337 標準と支払いマスター コントラクトを活用して、ユーザーが Visa カードで直接ガソリン代を支払えるようにするものです。

私たちは、この革新的で柔軟なアプローチが、新しい暗号通貨ユーザーのエントリーポイントを簡素化し、既存ユーザーのエクスペリエンスを向上させるのに役立つと信じています。このペーパーでは、ブロックチェーン トランザクションの既存の課題を詳しく掘り下げ、より柔軟なアプローチの必要性を強調し、実験を順を追って説明します。

1. 質問

暗号通貨の世界における大きなハードルの 1 つは、ブロックチェーン上のトランザクションや操作に対する支払いの複雑なプロセスです。単純なトークンの転送であれ、スマート コントラクトとのより複雑な相互作用であれ、すべての操作には「ガス」料金と呼ばれるコストが発生します。これは、操作を実行するために必要な計算量を表します。イーサリアムに関する限り、ガス料金はブロックチェーンのネイティブ トークン ETH で支払われる必要があります。

USDC などのステーブルコインは取引に使用できますが、ユーザーはイーサリアムのガス料金を支払うために別の ETH 残高を維持する必要があります。これにより、ユーザーは複雑で、場合によっては高価な方法を使用することになります。オンランプサービスを利用して法定通貨をETHなどのネイティブトークンに変換する人もいますが、集中型の仮想通貨取引所でETHを購入してウォレットに送金する人もいます。ただし、どちらの戦略も追加の手順が必要であり、ユーザーが従来の金融取引で慣れ親しんでいる単純さと即時性に欠けています。さらに、これらの方法では、支払い取引に別の暗号通貨またはステーブルコインを使用する場合でも、継続的に ETH を購入する必要があるため、ユーザーは暗号通貨の為替レートの変動のリスクにさらされます。

図 2 – エントリープロセス: セルフカストディアルウォレットのトークンの取得

オンランププロセスのイメージの説明

たとえば、新しいトークンの鋳造が必要な DeFi プロジェクトに参加したいユーザー、アレックスについて考えてみましょう。これを行うために、彼女はイングレス サービスを使用して法定通貨を ETH に変換することにしました。 Alex は、現在のガス料金と鋳造プロセスの予想コストに基づいて、特定の量の ETH を慎重に計画し、購入します。ただし、イーサリアム ネットワークのガス料金は急速に変動する可能性があります。 Alex が鋳造するときに手数料が大幅に下がった場合、彼女はガス代を払いすぎて、購入するつもりのなかった ETH が残ってしまう可能性があります。逆に、アレックスが ETH を取得した後にガス料金が予想外に上昇した場合、彼女は増加した料金をカバーするのに十分な資金を持たず、結果として支払いが不足する可能性があります。図 2 は、ユーザーがオンランプ プロバイダーを通じて暗号通貨を購入するときのオンランプ プロセスを示しています。

図 3 – 集中取引プラットフォームを介したトークンの取得

集中取引プラットフォームを通じてトークンを取得する

さらに、Alex のようなユーザーの場合、ETH などのネイティブ トークンを取得するには、通常、集中型取引所から資産を転送する必要があります。これには、ガス料金をカバーするのに十分な ETH を取得するために、法定通貨を取引所に預け入れ、必要なトークンを購入し、個人のウォレットに転送する必要があります。ただし、このアプローチには、ETH 価値やガス料金の変動により過払いまたは過少支払いが発生するリスクも伴います。

また、テクノロジーにあまり精通しておらず、ブロックチェーン取引に参加したいと考えている個人にとって、これは膨大で困難な作業になる可能性があります。暗号通貨取引所やトークンの購入とブリッジングの複雑さに慣れていない人にとって、このプロセスは参入障壁となる可能性があります。これは、さまざまな国に旅行するときに現金をさまざまな通貨に両替する面倒で不親切な方法のようなものです。図 3 は、ユーザーが暗号通貨取引所を通じて暗号通貨を購入し、それをウォレットに転送するときのブリッジ プロセスを示しています。

2. 解決策

前述の作業「アカウントの抽象化によるデジタル トランザクションの再考」を基に、暗号プロトコル、ビザ イノベーション センター、およびビザ リサーチ チームが社内ハッカソンを主催し、ERC-4337 に基づく支払いのマスターを探索する機会を得ました。このコラボレーションの成果は、ユーザーがファイル上のカードを介してオンチェーンのガス料金を法定通貨で支払うことができるようにする方法を示す、提案されたソリューション プロセスです。提案されたソリューションは、イーサリアムの ERC-4337 標準と支払いマスター契約を活用して、Visa カード所有者がガス料金を直接支払うことを可能にします。私たちは、この革新的で適応性のあるアプローチが、新しい暗号通貨ユーザーのオンボーディング プロセスを簡素化し、現在のユーザーのエクスペリエンスを向上させるのに役立つと信じています。

図 4 – Paymaster 実装との簡略化されたユーザー操作

簡略化されたユーザーインタラクション画像の説明

この提案されたソリューションでも、窓口をプロセスの中心に据えます。 Paymaster は、ユーザー契約アカウントにガス料金を提供できる特別なタイプのスマート コントラクト アカウントです (ユーザー中心のスマート コントラクトと考えてください)。私たちが提案するソリューションにより、ユーザーはガス料金を支払うためだけにネイティブ ブロックチェーン トークンを保持したり、トークンのブリッジングに継続的に参加したりする必要がなくなります。

図 4 に示すように、ユーザーの観点から見ると、このソリューションはそのシンプルさと導入の容易さにより魅力的です。たとえば、セルフホスト型ウォレットを持っている Alex に戻りましょう。私たちが提案するソリューションを使用すると、アレックスは Visa カードを使用してガス料金を支払い、新しいトークンの鋳造が必要な DeFi プロジェクトに参加できます。そうすることで、Visa は複雑なプロセスを舞台裏で処理できるようになり、Alex がガソリン代の支払いに Visa カードを選択しやすくなります。この提案されたソリューションは、ブロックチェーン トランザクションに参加するためのより合理的でアクセスしやすい方法を探している Alex のようなユーザーにシンプルさと優れたエクスペリエンスをもたらします。

3. 私たちの実験

窓口係の役割は、ガス料金の仕組みの複雑さを抽象化しながら、料金を調達する代替手段を提供することです。私たちの実験的な実装では、Visa カードのオフチェーンでユーザーからのガス支払いを受け入れ、ユーザーに代わってオンチェーンで同等の金額を支払うことでこれを実現します。ユーザー側のガス料金体験は、通常のカード支払いと同じくらい簡単です。ユーザーは、ユーザーアクションを送信するときにそのような支払者を使用することを選択できます。ユーザーアクションは、ユーザーがブロックチェーン上で何をしたいのかを指定するという点で、通常のブロックチェーンインタラクションと似ています。ただし、トランザクションとは異なり、ユーザー操作は外部所有のアカウントによって署名される必要がなく、スマート コントラクト アカウントによって直接検証および実行できます。

オフチェーンのガス支払いを可能にするために実装した設定は、Paymaster の検証を中心としています。支払者の検証は、必要なすべてのチェックと情報ソースをオフチェーン コンポーネントに委任するスマート コントラクトです。オンチェーン支払いマスター スマート コントラクトは、オフチェーン コンポーネントによって提供されるデータと承認を使用して、ガス料金を承認し、支払うことができます。

この情報がオフチェーン サービスから支払いマスター コントラクトに確実に送信される方法は、公開キー暗号化です。オフチェーン Web サービスはキーを使用して、情報と一緒に送信するデジタル署名を生成します。支払者のスマート コントラクトは、対応する公開キーを使用して署名を検証し、それによってメッセージの信頼性を検証できます。私たちの実験では、ERC-4337 コア チームによって提供された検証済みの Paymaster スマート コントラクト サンプルを使用しました。

図 5 – Paymaster カードと Visa カードを使用した取引の技術的なワークフロー

PaymasterカードとVisaカードを使った取引のイメージイラスト

図 5 に示すように、私たちの実装では、ユーザーがブロックチェーンを通じて操作を開始しようとすると、ウォレットは最初にユーザー操作リクエストを生成します。これには、ユーザーが実行しようとしている操作 (つまり、呼び出しデータ) に関する情報と最大値が含まれます。処理コスト 運用（つまり、ガス料金に関連するパラメータ）。より具体的には、ガス制限を指定するパラメータによってオペレーションに割り当てられる計算の最大量が決まり、ガス料金によって計算ユニットあたりのコストが決まります。

ユーザー アクション リクエストをブロックチェーンにすぐに送信する代わりに、ウォレットはまずユーザー アクションを Visa カードの認証情報とともに Paymaster Web サービスに送信します (図 5 のステップ 2)。 Web サービスはガス料金情報を使用して法定通貨でユーザーに請求するための適切な料金を計算します。また、提供されたカード資格情報に基づいて、カード発行会社はカード支払いの承認を選択で​​きます。 Web サービスの支払い受付ソリューションには、Visa 独自の Web リソースを使用しました。 Cyber​​source は、販売者がデジタル決済を受け取れるようにするために必要な SDK と API を開発者に提供します。

私たちの実験では、Cyber​​source を通じて支払いが処理された後、ネットワーク サービスがユーザー操作の関連データ (通話データを含む) に対してデジタル署名とガス料金情報 (ステップ 3) を生成します。また、署名が有効な期間も決まります。 ETH およびその他のネイティブ トークンの値は Ethereum およびその他の EVM チェーン上で動的であるため、時間枠の指定は重要です。予防策が講じられていない場合、ユーザーは支払者の 2 つの部分間の同期の欠如を利用して、ETH コストが低い場合は法定通貨でオフチェーンで支払い、価格が高い場合は署名を使用して、支払者に許可を与える可能性があります。契約は費用差額を負担します。 Web サービスはデジタル署名をウォレットに送り返します。これに加えて、ウォレットがユーザー操作の関連パラメータに変更を加えると、デジタル署名との不一致が生じ、Paymaster スマート コントラクトの検証によって不一致が検出されます。

ウォレットは Web サービスからデジタル署名と時間枠を受け取り、この情報を支払いマスター コントラクトのオンチェーン アドレスとともにユーザー操作の支払いマスター パラメーターとして添付します。ユーザーアクションのすべての部分が完了すると、ウォレットはそれに署名してブロックチェーンに送信できるようになります（ステップ4）。ブロックチェーン上では、ERC-4337 標準で定義されたユーザー操作処理フローの一部として、支払いマスター コントラクトはユーザー操作データを受け取ります。このデータには、支払いマスター Web サービスからのデジタル署名が含まれている必要があります。提供されたデータに問題がある場合 (不正な署名、無効な時間枠など)、支払いマスター コントラクトはエラーをスローし、ガス料金を支払わないように設計されています。検証署名が正しい場合は、Web サービスがこのユーザー アクションの処理コストを有効にするためのカード支払いを受け取ったことを意味します。支払いマスター コントラクトはエラーをスローせず、コストを処理し、ユーザー アクションが実行されます (ステップ 5)。

図 6 - コード スニペット - 給与支払者のデジタル署名検証の検証

コードスニペット画像の説明

実験を構築する際には、Stackup の userop.js ライブラリを使用して、ウォレットでユーザー アクションを構築、署名、送信しました。これらのユーザー アクションをブロックチェーンに公開するため、またガス料金の見積りなどの補足機能を公開するために、Stackup のバンドラーをプロバイダーとして使用します。テスト目的で、イーサリアム Goerli テストネットを介して検証済みの出納係をデプロイし、オフチェーンのガス料金支払いを介してユーザー アクションを送信することに成功しました。

4. ブロックチェーン上の摩擦を軽減する

ブロックチェーンベースのトランザクションの複雑さは、多くのユーザーにとって大きな障壁となっており、困難な学習曲線を生み出し、ユーザーの摩擦を増大させています。しかし、私たちの実験は、これらの課題に実質的に対処する有望なアプローチを提供することを目的としています。支払者の革新的な概念を活用し、アカウントの抽象化と ERC-4337 標準を組み合わせることで、ブロックチェーン ベースのトランザクションのプロセスを再定義する可能性を探ります。

アカウントの抽象化により、開発者はさまざまな資産の交換に伴う摩擦を軽減する新しいプロセスを設計できます。私たちの実験では、開発者が既存の決済インフラを活用してソリューションを実装できることがわかりました。販売業者または分散型アプリケーション (dApps) は、独自の Paymaster ソリューションを実行して、Visa カードを使用したガス料金の支払いを受け入れることで顧客エクスペリエンスを向上させることができます。あるいは、既存のウォレットおよびペイマスター サービス プロバイダーが、他のペイマスター製品と合わせて一般用途向けにカードベースのガス料金支払いオプションを提供する場合もあります。

この潜在的なソリューションの実現は、デジタル トランザクションに対する、よりアクセスしやすくユーザー フレンドリーなアプローチの基礎を築くのに役立ちます。