如何建立無 Gas 費的 Dapp

當我們在區塊鏈上進行交易時，背後會發生許多流程。每個流程都有其對應的成本，我們稱之為「Gas 費用」。但 Gas 究竟是什麼？

Gas 是一種衡量單位，用來計算在區塊鏈網路（如以太坊）上執行交易或智能合約所需的運算工作量。Gas 至關重要，因為它能調節並排序網路中的交易優先順序。由於區塊鏈網路的處理容量有限，Gas 費用具有兩個核心功能：

• 激勵驗證者或礦工：Gas 費用獎勵驗證者或礦工處理並確認交易，確保網路維持安全且正常運作。

• 防止系統濫用：透過對每項操作收取費用，可有效遏止垃圾攻擊與惡意佔用運算資源，保護網路免受潛在濫用。

考量到 Gas 是區塊鏈運作所需的「燃料」，無 Gas dapp 的概念乍看之下似乎自相矛盾——就像試圖讓汽車在沒有燃料的情況下行駛。那麼，區塊鏈究竟如何在沒有 Gas 的情況下運作？

事實上，Gas 並不會消失。而是由使用者支付 Gas 費用的責任，轉移到另一方——無論是服務提供商還是 dapp 本身。這種方式讓使用者能夠與 dapp 互動，而無需直接承擔 Gas 費用，從而提升使用者體驗與可及性。

使用 ERC-4337 與 Paymasters 智能合約實現無 Gas 交易

通常，使用者需要自行支付 Gas 費用，而費用高低會根據 Gas 價格影響交易成本。然而在無 Gas dapp 中，Gas 費用由第三方代為支付，並代表使用者簽署及支付交易費用。這個第三方通常是中繼者（relayer），但在某些情況下，也會改用帳戶抽象化機制。

實現無 Gas dapp 有兩種標準：ERC-4337 與 ERC-2771。讓我們深入了解：

• ERC-4337：此標準引入帳戶抽象化，讓以太坊帳戶能夠像智能合約一樣運作。它在交易發起與授權方面提供更大的靈活性，特別是透過將交易發起與傳統外部擁有帳戶（EOA）解耦。這允許更複雜的交易工作流程，例如將多個操作打包成一筆交易，或啟用可程式化錢包。

• ERC-2771：此標準引入元交易（meta-transaction）框架，讓使用者無需持有 ETH 即可直接與 dapp 互動支付 Gas 費用。受信任的轉發者（forwarder）代表使用者處理交易，而 dapp 則向轉發者償還 Gas 費用。這簡化了新使用者的入門流程——即使錢包中沒有 ETH，也能與 dapp 互動。

在本範例中，我們將使用 permissionless.js 與 ERC-4337 建立自訂 paymaster，涵蓋建立客戶端（公共客戶端與 Pimlico paymaster 客戶端）、設定智能帳戶，以及為 paymaster 定義自訂邏輯。但首先，讓我們先了解什麼是 paymaster。

Paymaster 是以太坊帳戶抽象化系統（如 ERC-4337）中的一種專用智能合約。它作為交易 Gas 費用的贊助者，讓使用者能夠以 ETH 以外的代幣支付費用，甚至完全由他人代為支付。Paymaster 根據自訂邏輯決定是否贊助 Gas 費用，為 dapp 提供更大的靈活性——交易費用可由第三方處理，讓使用者無需持有 ETH 即可輕鬆完成操作。

1. 首先，建立一個 utils/index.ts 檔案，用來存放我們的程式碼。

2. 建立公共客戶端（選用）：這是 Pimlico paymaster 客戶端，將用於與 SimpleSmartAccount 互動：

import { createPublicClient, http } from "viem";
import { createPimlicoClient } from "permissionless/clients/pimlico";
import { lineaSepolia } from "viem/chains";

export const publicClient = createPublicClient({
	chain: lineaSepolia,
	transport: http("<https://rpc.ankr.com/eth_sepolia>"),
})

const pimlicoUrl = <https://api.pimlico.io/v2/sepolia/rpc?apikey=${apiKey}>

export const pimlicoClient = createPimlicoClient({
	transport: http(pimlicoUrl),
	entryPoint: {
		address: entryPoint07Address,
		version: "0.7",
	},
})
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1. 建立帳戶：可以是 permissionless.js 支援的任何帳戶，或符合介面規範的自訂帳戶。本範例將使用 SimpleSmartAccount。

import { toSimpleSmartAccount } from "permissionless/accounts";
import { privateKeyToAccount } from "viem/accounts";

const simpleAccount = await toSimpleSmartAccount({
	client: publicClient,
	owner: privateKeyToAccount("YOUR_PRIVATE_KEY"),
	entryPoint: {
		address: entryPoint07Address,
		version: "0.7",
	}
})
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1. 建立具有自訂 paymaster 邏輯的智能帳戶客戶端：建立 smartAccountClient 時，可以傳入 sponsorUserOperation 函式，該函式將在使用者操作簽署並發送前被呼叫。此函式必須回傳 paymasterAndData、preVerificationGas、verificationGasLimit 與 callGasLimit 欄位。

import { createSmartAccountClient } from "permissionless";
import { lineaSepolia } from "viem/chains";

const smartAccountClient = createSmartAccountClient({
	account,
	chain: lineaSepolia,
	bundlerTransport: http(pimlicoUrl),
	paymaster: pimlicoClient,
	userOperation: {
		estimateFeesPerGas: async () => {
			return (await pimlicoClient.getUserOperationGasPrice()).fast
		},
	}
})
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1. 發送交易：現在可以正常發送交易。sponsorUserOperation 函式將在每筆交易簽署並發送前被呼叫，套用您所設定的自訂 paymaster 邏輯。

const txHash = await smartAccountClient.sendTransaction({
	to: "YOUR_CONTRACT_ADDRESS",
	value: parseEther("0.1")
});
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我們已成功建立一個整合自訂 paymaster 邏輯的智能帳戶，使用 permissionless.js 與 Pimlico 客戶端完成設定。此架構能透過 paymaster 自動化處理 Gas 費用與交易管理，實現與區塊鏈的無縫互動。現在，輪到您親自嘗試了。

無 Gas dapp 的安全性考量

1. 受信任的中繼者與 paymasters：由於無 Gas dapp 依賴第三方中繼者或 paymasters 代表使用者處理交易，確保這些實體的可信度與安全性至關重要。惡意或遭入侵的中繼者可能竄改或阻擋交易。請使用信譽良好的服務，並在中繼者發生故障時實作備援機制。

2. 交易完整性：使用中繼者時，交易可能由中繼者代表使用者簽署。請確保中繼者在將交易提交至區塊鏈前，不會以任何惡意方式竄改交易內容。確保智能合約或邏輯能驗證交易細節（例如目標地址、金額）與使用者的原始意圖相符。

3. Paymaster 邏輯安全性：由於 paymaster 根據自訂邏輯決定是否贊助 Gas 費用，請確保此邏輯安全可靠，避免非預期的第三方利用 paymaster 執行免費交易。實作嚴謹的規則與檢查機制，防止濫用或非預期的交易贊助。

4. 智能合約審計：無 Gas dapp 通常涉及帳戶抽象化或元交易的複雜智能合約。由於這些合約負責管理交易流程與費用，請定期對智能合約進行安全漏洞審計。合約漏洞可能導致攻擊者操控交易流程，造成潛在的安全風險。

5. Gas 價格操控：在由 paymaster 承擔 Gas 費用的無 Gas dapp 中，攻擊者可能嘗試操控 Gas 價格，以增加 paymaster 的負擔。請在 paymaster 邏輯中加入防護機制，設定 Gas 費用上限，並拒絕成本過高的操作。

6. 私鑰的安全儲存：使用 permissionless.js 或 Pimlico 等解決方案時，請確保用於簽署交易的私鑰安全儲存。切勿將私鑰硬編碼於應用程式中，並考慮使用硬體錢包或安全飛地（secure enclave）等安全環境進行金鑰管理。

釋放無 Gas dapp 的潛力

無 Gas dapp 是提升 dapp 使用者體驗的創新方式，透過將 Gas 費用轉移給第三方承擔，降低使用門檻。透過運用 ERC-4337 等標準，開發者能夠打造更靈活、更友善的應用程式，為新使用者降低進入門檻。

本文提供的程式碼片段示範如何使用 permissionless.js、Pimlico 客戶端與自訂 paymaster 邏輯實現無 Gas 交易。按照這些步驟，您可以打造簡化區塊鏈互動的 dapp，讓更廣泛的受眾都能輕鬆上手。現在，輪到您動手建構，探索無 Gas dapp 的無限可能！