近日，以通用抽象為主要敘事、旨在面向主流受眾的 L1 區塊鏈 XION 發布了其關於通用抽象的白皮書，深入探討了通用抽象的核心基礎設施，包括元賬戶、簽名抽象、Gas 費用抽象、動態代幣鑄造機制、互操作性抽象等，以實現安全、直觀、簡單且無縫的用戶體驗。由 XION World 編譯，略有刪改。

XION 是第一個模塊化通用抽象層，通過抽象賬戶、簽名、Gas 費用、互操作性，在協議級別提升了用戶體驗 (UX)。在此過程中，XION 消除了新用戶進入的壁壘，同時規避了開發人員在其他生態系統中遇到的碎片化挑戰。通過抽象互操作性，XION 還可以將無縫地用戶體驗擴展到所有集成的公鏈，並支持許多新穎的用例。

1. 介紹

新用戶通常會遇到令人困惑的技術複雜性，涉及錢包設置、管理資產、跨設備使用、購買原生代幣、支付 Gas 費、多鏈交互等。雖然區塊鏈擁有巨大的潛力，但其廣泛採用卻因這些複雜性而受到阻礙。這種錯綜複雜的用戶體驗導致用戶流失率高，用戶興趣逐漸降低，這表明 Web3 需要一個用戶友好的區塊鏈基礎設施。

雖然現在有許多解決方案（例如引入賬戶抽象）都在試圖緩解這些問題。然而，避免共識層的更改導致了碎片化問題、巨大的部署和執行成本、中心化風險、礦工可提取價值（MEV）捕獲和審查風險。目前 Web3 尚不存在一個整體解決方案來吸引主流用戶。

本白皮書探討了 XION 的新穎架構。之所以能夠成為通用抽象層，是因為 XION 在協議級別消除了複雜的區塊鏈功能（例如賬戶、簽名、費用管理和互操作性）。 XION 消除了新用戶進入的巨大障礙，同時規避了開發人員面臨的碎片化挑戰。此外，XION 交易簽名支持各種現有的加密曲線，並且很容易適應未來的發展，這不僅擴大了其市場範圍，而且還確保了 XION 與不同區塊鏈協議之間的長期互操作性。

目錄：

2. XION 的開發背景

3. XION 的通用抽象：元賬戶、簽名抽象、設備抽象、Gas 抽象和動態代幣鑄造機制

4. XION 的互操作性抽象

5. XION 可以支持的新穎用例

6. 結論

2. 背景

2.1 外部擁有賬戶

一般來說，區塊鏈有兩種類型的賬戶：

a. 外部擁有賬戶（Externally Owned Accounts，以下簡稱 EOA）

b. 智能合約賬戶（Smart Contract Accounts，以下簡稱 SCA）

通常，用戶通過 EOA 與區塊鏈進行交互，這涉及非對稱密碼學。這些 EOA 都由一組公鑰和私鑰組成，公鑰存儲在區塊鏈上，私鑰由用戶存儲在鏈外。只有用戶知道的私鑰被用於簽署交易，而公鑰用於驗證簽名的真實性。

然而，EOA 有許多缺點：它們缺乏實現額外身份驗證機制的能力，它們無法執行自主操作或執行智能合約，並且公鑰/私鑰對無法更改。因此，EOA 是用戶的中心故障點。如果用戶失去了對其私鑰的控制權，那麼他們就完全失去了對其賬戶的訪問權限。同樣，如果用戶的私鑰被泄露，他們的賬戶也會被泄露，資產會受到威脅。

2.2 智能合約賬戶

另一種賬戶類型是 SCA，由區塊鏈上的代碼管理。它們的創建涉及通過 EOA 發起的交易部署到區塊鏈。一旦部署，這些智能合約就會駐留在區塊鏈上的特定地址，它們的代碼決定它們運行的規則和條件。傳統上，它們由於缺乏私鑰而無法發起交易。

作為針對上述 EOA 缺點的解決方案，賬戶抽象已被提出，使 SCA 能夠發起交易。賬戶抽象將此任務委託給 SCA，而不是在狀態機級別由一組預定義的規則確定事務身份驗證。然後，SCA 可以根據用戶的需要實現自定義的身份驗證邏輯，例如私鑰輪換、執行自定義任務、集成多因素身份驗證等等。

2.3 簽名

加密簽名是使用数字簽名算法創建的，該算法涉及一組數學運算。Web3 中最常用的簽名方案是橢圓曲線数字簽名算法（ECDSA）和愛德華茲曲線数字簽名算法（EdDSA）。以太坊和比特幣使用 ECDSA，特別是利用 Secp256k1 曲線；而 Solana 使用 EdDSA，特別是利用 Ed25519 曲線。另一種被廣泛採用的加密曲線 Secp256r 被大多數流行的設備所使用，例如安卓手機和蘋果手機的 Secure Enclave。

2.4 交易

在標準的 Cosmos SDK 中，每個事務都由消息組成。 一旦交易被包含在區塊中，它就會通過一個被稱為 AnteHandler 的獨特組件。AnteHandler 用於執行一系列驗證步驟，例如檢查交易是否有足夠的費用和驗證簽名。如果檢查有效，則該交易將被添加到內存池並轉發給驗證者。

2.5 交易費用

區塊鏈的交易費用通常稱為“Gas”，用於衡量執行交易所需的計算工作量。傳統上，每筆交易都會消耗一定量的 Gas，具體取決於交易的複雜性和所需的計算資源。驗證者負責確認交易並將其添加到區塊鏈中，並設定最低 Gas 費用（由 Gas 量乘 Gas 價格計算）。Gas 費用希望交易被處理的用戶必須用區塊鏈原生代幣至少支付這個最低 Gas 費用。

3. 通用抽象

通用抽象是由 XION 提出的一種獨特且包羅萬象的基礎設施解決方案，旨在消除用戶在使用區塊鏈時需要面臨的加密複雜性。XION 直接在協議級別實現了通用抽象，將賬戶、簽名、Gas、互操作性、定價、設備、支付等加密術語進行了抽象。

1. XION 的協議級賬戶抽象：元賬戶

XION 通過智能合約賬戶 (SCA) 和更改狀態機引入了元賬戶。這些元賬戶通過解耦傳統的私鑰/公鑰模型並創建類似於傳統 Web2 登錄系統的更直觀的用戶界面，從而簡化了用戶體驗。用戶可以以熟悉的方式（例如通過电子郵件或生物識別身份驗證方法）與其元賬戶進行交互，從而消除了私鑰管理的需要，同時仍然保持完全非託管。

此外，XION 的元賬戶引入了高度適應性和安全的權限管理系統，能夠提供私鑰權重、私鑰輪換、自定義規則和各種身份驗證方法等高級功能。

• 私鑰輪換：用戶可以更改元賬戶的私鑰，或啟用多個私鑰，從而降低私鑰被泄露的風險。

• 自定義規則：用戶可以設置任意數量的自定義規則來管理元賬戶和資產，例如交易金額限制、定期付款。

• 私鑰權重：為每個私鑰啟用不同級別的權限，例如只有用高權限的私鑰才能進行某些操作。

• 多樣化的身份驗證方法：元賬戶的登錄支持一系列身份驗證方式，可以實現跨不同設備和平台的互操作性，並確保對用戶賬戶和資產的強大保護。

3.1.1 SCA 的實現

為了使 SCA 能夠簽名，交易驗證的責任必須從狀態機轉移到 SCA。這是通過將兩個關鍵方法集成到 SCA 中來實現的：before_tx和after_tx。

在交易執行之前，狀態機調用before_tx，為 SCA 提供詳細的交易信息及其簽名憑證，從而允許簽名驗證和其他編程操作。

在交易執行之後，如果before_tx和所有交易消息均已成功執行，則after_tx將被激活，使 SCA 能夠執行其他編程操作。

3.1.2 狀態機實現

狀態機的更改涉及兩次 decorator 更改，以便觸發 SCA 的before_tx和after_tx。 SigverificationDecorator 使用新的 decorator，在 SCA 簽名時會觸發before_tx，或者簡單地繼續使用默認的 sigverification-decorator 邏輯進行。詳見圖 1。

然後，將一個額外的 decorator 添加到 PostHandler 中，以觸發after_tx。

3.2 簽名抽象

XION 的 SCA 還抽象了簽名，與現有 SCA 解決方案相比具有顯著優勢。用戶最多可以將 256 個不同的身份驗證器添加到元賬戶中。當用戶在去中心化應用程序中創建賬戶或登錄時，簽名驗證不是硬編碼到 XION 協議中，而是通過傳輸到用戶賬戶的動態請求來實現的。這可以通過任意邏輯和狀態進行交易驗證，因此 XION 不限於任何特定的驗證模式。XION 無縫支持各種密碼學曲線，無需特定的適應或修改。

XION 支持的密碼學曲線包括以太坊的 Secp256K1 和 Solana 的 Ed25519 等成熟的曲線，以及 JSON Web Token (JWT) 使用的 Secp256R1 和 RS256 等被廣泛採用的標準。此外，XION 還能夠支持任何新的密碼學曲線，能夠適應新興趨勢和發展。隨着密碼學的不斷快速發展，用戶的 SCA 元賬戶將保持兼容性和適應性。

3.3 設備抽象

結合 3.1 和 3.2，XION 消除了用戶存儲和管理私鑰的需要。其實它也消除了用戶在多個設備上使用其賬戶時傳統上會出現的安全風險和複雜性。XION 用戶可以跨各種設備（包括 PC、智能手機或平板電腦）與其元賬戶進行無縫交互。這種設備多元化的架構顯著地簡化了用戶體驗，通過減少新用戶進入壁壘並提高從 XION 訪問的所有應用程序的易用性來促進新用戶的大規模採用。

當通過 XION 與應用程序交互時，用戶會看到多種登錄方法，包括电子郵件、社交賬戶、Face Id，或者可以使用 Web3 錢包（例如 Keplr 或 MetaMask）登錄。 因此，XION 能夠滿足所有受眾的需求，同時為非加密用戶保留非常簡單的用戶體驗。

此外，前文提到，元賬戶還可以提供額外的安全性、靈活性和易用性，例如多重身份驗證、私鑰輪換、自定義規則等。

簡而言之，XION 的協議級賬戶抽象與簽名抽象相結合，使用戶能夠以安全、無摩擦的方式跨多個設備無縫訪問其元賬戶。

3.4. 抽象 Gas 費用

為了實現無縫用戶體驗所需的許多功能，XION 採用了一種新的網絡費用處理方法，其中包括：

a. 完全抽象 Gas 費用

b. 建立 PlatformSend（一種新型費用機制）

c. 將 a 和 b 與 FeeGrant 的使用相結合。

3.4.1 完全抽象 Gas 費用

XION 允許用戶使用任何代幣來支付交易費用。這是通過將用戶支付的交易費用收集到“費用收集器”（fee collector）中，將這些非原生代幣交換為 XION 代幣，並將 XION 代幣分發回費用收集器來實現的。

有多種方式可以將收取的費用兌換為 XION 代幣，例如通過定期從所需的去中心化交易所（DEX）檢索數據，使用時間加權平均價格（TWAP）來確定匯率。 在圖 2 中我們使用異步鏈間查詢模塊 (Async-ICQ) 進行了演示。

3.4.2 PlatformSend 和 FeeGrant

XION 網絡上的交易可以分為兩大類，價值交換和非價值交換。當發生第一類交易時，PlatformSend就會生效。由於代幣是在參与方（用戶、dApp）之間交換的，因此收取代幣的一小部分作為手續費用可以防止女巫攻擊（與 Gas 費用防止女巫攻擊有着異曲同工之妙）。如圖 3 所示，用戶直接用任意貨幣進行交易，手續費用被 PlatformSend 收集，轉換成 XION 代幣支付（補償）給網絡驗證者。在這個過程中不涉及 Gas 費用。

當第二類交易發生時，XION 會收取常規的 Gas 費用，以防止女巫攻擊。但本着抽象 Gas 的原則，XION 對於這類交易實施了 FeeGrant。 如圖 4 所示，開發人員可以贊助用戶的交易，以提供無 Gas 體驗。贊助可以通過多種方式實現，例如利用質押獎勵、採用最低交易閾值或其他可配置參數。

3.4.3 結果：定價和支付抽象

通過上述的抽象 Gas 費用，XION 是第一個能夠使用 USDC 作為其主要交易貨幣的區塊鏈。圖 5 介紹了費用收集器中 USDC 費用自動交換為 XION 代幣的流程，使得所有基於 XION 構建的產品都可以允許用戶簡單地使用 USDC 進行支付。這消除了獲取 XION 代幣的傳統摩擦，使用戶能夠以熟悉的定價方式使用區塊鏈應用程序，同時減少 XION 代幣不必要的波動和投機。

此外，XION 本身可以與每個集成的區塊鏈生態系統互操作，因為用戶可以使用任何代幣進行支付。結合 Gas 費用抽象，XION 可以因其簡化用戶體驗和推動 Web3 被主流用戶採用的能力而脫穎而出。

3.5 動態代幣鑄造

XION 網絡的代幣鑄造是動態的，由鑄造參數的細微差別決定，以平衡網絡參与者激勵和長期可持續性，這對於生態系統的長期生存能力至關重要。XION 對代幣鑄造模塊進行了兩項重大更改：

• 如有可能，積累的手續費用可用於抵消新代幣鑄造產生的通貨膨脹。

• 新代幣鑄造僅根據質押代幣計算。

3.5.1 代幣鑄造模塊概述

代幣鑄幣模塊的目標是維持生態系統中質押代幣與流動代幣的預設比例。這是通過設置三個值來實現的：通貨膨脹率上限、通貨膨脹率下限和目標質押率。一旦確定了通貨膨脹率，該模塊將計算一個區塊中需要生成多少代幣才能滿足通貨膨脹率。

質押代幣和流動代幣（市場流動性）之間需要實現重要的平衡，因為它會影響網絡的長期安全和增長，下面的公式證明了這種平衡。

注：IR 代表當前的通貨膨脹率；Pbonded 代表當前質押代幣的百分比；Pgoal 代表質押代幣的目標百分比；IRmax 代表通貨膨脹率上限；IRmin 代表通貨膨脹率下限。

如果 Pbonded < Pgoal ： IR = min(IR + ΔIR, IRmax) 。在這種情況下，ΔIR 是當 Pbonded 低於 Pgoal 時通貨膨脹增加的速率。

如果 Pbonded = Pgoal : IR = 常數。在這種情況下，當 Pbonded 達到目標時，通貨膨脹率不會改變。

如果 Pbonded > Pgoal ： IR = max(IR − ΔIR, IRmin) 。在這種情況下，ΔIR 是當 Pbonded 超過 Pgoal 時通貨膨脹下降的速率。

這些公式根據當前質押代幣百分比與目標質押代幣百分比之間的關係，以及最大和最小通脹率的約束，有效地捕獲了通脹率的動態調整。

3.5.2 通過手續費用抵消通貨膨脹

除了每個區塊鑄造的新代幣，Cosmos SDK 默認的代幣鑄造模塊目前也收取區塊中累積的手續費用，並將其分配給驗證者。這可以表示為：

Tnet = Tminted + Fcollected

其中，Tminted 代表某個區塊新鑄造的代幣，Tminted = Ttotal × IR；Ttotal 是當前代幣的總供應量；Fcollected 代表某個區塊收集的手續費用。

XION 實施的第一個改變是使用區塊中已收取的費用，並將其抵消該區塊中需要鑄造的新代幣數量。這可以表示為：

Tnet = Tminted − Fcollected

如果 Fcollected 足夠大，實際上可以減少 Tnet，從而通過使用收取的手續費用來抵消新鑄造的代幣，從而有效地降低通貨膨脹。隨着鏈上使用量的增加，通貨膨脹將大幅下降，因為手續費用的積累不斷抵消新鑄造的代幣。當某個區塊收集到的手續費用超過該區塊需要鑄造的新代幣時，多餘的代幣就會被銷毀，代幣供應量就會減少，自然會出現通貨緊縮。

3.5.3 質押代幣的代幣膨脹

關於代幣通脹，Cosmos SDK 默認的代幣鑄造模塊是根據所有代幣計算通脹。這可以表示為：

Tminted = IR × Ttotal

因此，質押者的年收益率（APY）可以表示為：

APY = IR ÷ Pbonded

如果 APY ≥ IR，這通常會導致已實現的質押年收益率 (APY) 高於通貨膨脹率，因為並非所有代幣都被質押。

XION 的代幣鑄造模塊實現了重大改變。它不是針對所有代幣進行計算，而是僅針對質押代幣進行計算。這可以表示為：

Tmintedx = IR × Tbonded

由於 Tbonded ＜ Ttotal，因此對於相同的 IR，Tmintedx 的總通貨膨脹影響將 ≤ Tminted。

結果是通貨膨脹的影響將減少，質押者和驗證者將始終看到 APY = IR。XION 通過更改代幣鑄造模塊創造了一個更加穩定的環境，能吸引長期驗證者來確保網絡的安全。

4. 抽象互操作性

XION 對互操作性的抽象是通用抽象的一個關鍵方面，可以顯著增強跨鏈用戶的體驗。這是通過使用“Package Forwarding Middleware”來實現的，該中間件使用戶能夠從控制鏈（例如 XION）對任何其他公鏈執行操作。通過將該中間件與現有的通用抽象框架集成，創建了簡化的協議級接口。如圖 6 所示，XION 允許用戶在任何與 XION 集成的鏈上執行操作，同時仍享受 XION 的無縫用戶體驗。

XION 對互操作性的抽象解決了目前用戶在多鏈環境中賬戶碎片化的常見問題。用戶可以將他們在多個鏈上擁有的賬戶鏈接到他們的 XION 元賬戶，為他們提供一種從一個“中央賬戶”管理所有鏈資產的方式。

XION 通過多種實現方法利用對稱通信來實現這一目標。XION 在不同的區塊鏈之間建立了可靠、有序且經過身份驗證的通信通道，如圖 7 所示。XION 對互操作性的抽象促進了新的跨鏈創新用例的出現和無縫的多鏈用戶體驗，這在以前是無法實現的。

5. 通用抽象的創新應用

XION 的通用抽象既可以極大增強現有應用程序的用戶體驗，也可以實現一系列新穎的應用程序。接下來，我們先後探索一些可以通過 XION 通用抽象實現的創新用例和跨鏈用例。

5.1. XION 可以實現的創新用例

5.1.1 数字銀行

利用通用抽象，数字銀行應用程序可以允許客戶設置臨時私鑰以進行有時間限制的訪問，確保更高的交易安全性，同時允許用戶自定義自己的交易限制和條件。此外，客戶還可以為大額交易設置多個身份驗證要求，以及在失去某些身份驗證方法時恢復賬戶的能力。

5.1.2 去中心化聊天應用

利用通用抽象，去中心化聊天服務可以使用戶能夠使用同一賬戶安全地發送消息，無論他們使用智能手機、平板電腦還是 PC。用戶能夠在全球範圍內進行轉賬，使用熟悉的法定面額直接在對話框中通過無 Gas 交易向好友跨境發送代幣。

5.1.3 創作者經濟應用

利用通用抽象，去中心化內容服務可以使用戶創建基於訂閱的賬戶，通過智能合約觸發器每月自動付費，而無需手動續訂。

5.1.4 增強的遊戲體驗

利用通用抽象，鏈上遊戲允許玩家批量交易和無 Gas 交易，從而實現流暢、安全的遊戲體驗，而不會危及用戶的資產。

5.1.5 用戶友好的 DAO

利用通用抽象，在線協作平台可以建立 DAO（去中心化自治組織），成員具有不同的權限級別，使非技術用戶能夠通過直觀、熟悉的 Web2 界面參与治理或決策過程。

5.2 多鏈用例

5.2.1 萬鏈歸一

XION 可以接入所有現有的 Web3 應用程序。例如，用戶通過使用社交應用程序 FriendTech 在 Base 網絡上持有資金。該用戶現在想要使用 Solana 網絡上的健身應用 StepN，並使用 FriendTech 資金購買数字鞋。用戶僅通過使用一個 XION 元賬戶就可以實現。他可以將 Base 和 Solana 賬戶連接到 XION 元賬戶。在後台，他的 Base 資金被轉移、轉換並用於在 Solana 市場上購買数字鞋。

5.2.2 全球去中心化交易市場

一個很好的用例是跨多條區塊鏈的去中心化交易市場，用戶可以在其中使用各種加密貨幣買賣商品或服務。用戶僅通過使用一個 XION 元賬戶就可以實現。

5.2.3 跨鏈遊戲

遊戲玩家可以參与跨鏈遊戲體驗，其中一個區塊鏈遊戲中的資產和成就可以在其他鏈上的遊戲中使用或交易。用戶僅通過使用一個 XION 元賬戶就可以實現。

5.3 DAOs

DAO 可以跨多個區塊鏈無縫運行，這使得它能夠有效地利用不同的應用程序、更廣泛的用戶基礎、更靈活和高效的治理。

5.4 全球身份統一

可以建立跨鏈身份驗證系統，用戶可以跨多個區塊鏈使用相同的憑證和聲譽。這帶來了無數的可能性，因為可識別的聲譽允許用戶通過一個可驗證的身份訪問廣泛的服務，從而使所有生態系統更加緊密地結合在一起。

6. 總結

XION 通過其通用抽象解決了阻礙 Web3 被主流用戶採用的關鍵挑戰。

XION 簡化了用戶體驗，使區塊鏈技術更容易被主流受眾所接受。它消除了與賬戶創建、交互、Gas 費用和互操作性相關的複雜性，取而代之的是主流受眾更熟悉的 Web2 交互方式。此外，它還進一步擴展了這種無縫的用戶體驗，以涵蓋跨鏈交互。

通過多方面的通用抽象，XION 提供了可持續、靈活且以用戶為中心的區塊鏈基礎設施範式，能夠推動 Web3 和 Crypto 行業邁向被廣泛採用的新時代。