Visaが実験的なソリューションをリリース：Visaカードによるオンチェーンガス料金の支払い

ブロックチェーン技術は近年広く採用されており、将来のお金の流れを形作る可能性を秘めている一方で、ブロックチェーン取引は従来の支払い方法にはない高度な複雑さももたらします。ブロックチェーン取引では、複数の参加者が各取引を検証して記録する分散型ネットワークが使用されます。ブロックチェーン取引には、自己ホスト型ウォレット、秘密鍵、ガス料金など、従来の支払い方法には適用され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を行うには、消費者は「ガス料金」と呼ばれるネットワーク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）の一定残高を維持する必要があります。自己ホスト型ウォレットを使用してブロックチェーントランザクションを送信することが、ユーザーにとってクレジットカードを使用してコーヒー代を支払うのと同じくらい簡単だったらどうなるでしょうか?ブロックチェーンのユーザーエクスペリエンスは、自己管理型ウォレットと同等の使いやすさにはまだ達していません。たとえば、Ethereum はプッシュ支払いをサポートしていますが、自動支払いなどのプル支払いはネイティブではサポートしていません。この問題に対処するため、昨年の投稿「セルフホスト型ウォレットの自動支払い」では、アカウント抽象化を使用してセルフホスト型ウォレットのプル支払いを設定する方法について検討し、実演しました。

Visa は、さまざまな通貨が関わる取引を容易にすることに優れています。たとえば、同じ Visa カードで国内外での購入が可能なので、ユーザーは事前に外貨を準備する必要なく、海外旅行に出かけることができます。しかし、暗号通貨の世界ではそのような単純さは存在しません。イーサリアムで取引する消費者は、ガス料金を支払うために常に ETH 残高を管理する必要があり、これは重要なブロックチェーン活動の妨げとなる面倒な作業です。ブロックチェーン取引の複雑さと Visa ネットワークでサポートされている法定通貨支払い取引のシンプルさを比較すると、ブロックチェーン取引には改善が必要であることは明らかです。残る疑問は、このギャップを埋めてブロックチェーン取引をより簡単で便利にするにはどうすればよいか、ということです。

（図1：Visaネットワーク）

この課題を認識し、当社は、ユーザーが銀行カード決済を通じてオンチェーンのガス料金を直接法定通貨で支払えるようにすることで、ブロックチェーン取引を簡素化するオプションを検討しました。この場合、ユーザーはガス料金を支払うためだけに特定のブロックチェーン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、Ethereum の ERC-4337 標準とペイマスター契約を活用して、ユーザーが Visa カードを使用してガス料金を直接支払えるようにします。この革新的で柔軟なアプローチにより、新しい暗号通貨ユーザーの参入が簡素化され、既存ユーザーのエクスペリエンスが向上すると考えています。この記事では、ブロックチェーン取引の既存の課題を詳しく調べ、より柔軟なアプローチの必要性を強調し、私たちの実験を紹介します。

1. 問題

暗号通貨の世界における大きな障害の 1 つは、ブロックチェーンの取引や操作の支払いの複雑なプロセスです。単純なトークン転送であれ、スマート コントラクトとのより複雑なやり取りであれ、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。ガス料金は、操作を実行するために必要な計算量を表します。イーサリアムの場合、ガス料金はブロックチェーンのネイティブトークンであるETHを使用して支払う必要があります。

USDC のようなステーブルコインは取引に使用できますが、ユーザーは Ethereum のガス料金を支払うために、一定の ETH 残高を別途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アプローチを採用することになります。オンボーディング 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れば、中央集権型の暗号通貨取引所で ETH を購入して自分のウォレットに転送する人もいます。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ているシンプルさと即時性が欠けています。さらに、これらの方法では、支払い取引で異なる暗号通貨やステーブルコインを使用する場合でも、ETH を継続的に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影響を受けます。

（図2：入金プロセス：自己管理型ウォレットのトークンを取得）

たとえば、アレックスは、新しいトークンを発行する必要がある分散型金融 (DeFi) プロジェクトに参加したいユーザーです。これを実現するために、彼女は預金サービスを利用して法定通貨を ETH に変換することにしました。アレックスは、現在のガス料金とマイニングプロセスの予想コストに基づいて、慎重に計画し、一定量の ETH を購入しました。ただし、Ethereum ネットワークのガス料金は急激に変動する可能性があります。アレックスがコインを鋳造している間に手数料が大幅に下がった場合、彼女はガス料金を過剰に支払うことになり、購入するつもりのなかった ETH 残高を抱えてしまう可能性があります。逆に、アレックスが ETH を受け取った後にガス料金が予想外に増加した場合、増加した料金を支払うための資金が不足し、支払い不足が発生する可能性があります。この予測不可能性、およびガス料金を見積もって管理する必要性により、Alex のようなユーザーにとって複雑さと不便さが増します。図 2 は、ユーザーが入金サービスプロバイダーを通じて暗号通貨を購入する入金プロセスを示しています。

（図3：中央集権型取引所を通じたトークンの取得）

さらに、アレックス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、中央集権型取引所から資産を転送する必要があります。これには、法定通貨を取引所に預け、必要なトークンを購入し、それを個人のウォレットに転送して、ガス料金をカバーするのに十分な ETH を取得する必要があります。ただし、ETH の価値とガス料金の変動性により、この方法では過払いまたは不足払いのリスクも伴います。さらに、あまり技術に精通しておらず、ブロックチェーン取引に参加したい個人にとっては、これは克服できない課題と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の複雑さに馴染みのない人にとって、このプロセスは暗号通貨の世界への参入障壁となります。これは、異なる国を旅行するときに現金を異なる通貨に両替するのと同じくらい面倒で不便です。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ブリッジング プロセスを示しています。

2. 解決策

当社の Crypto Protocols、Visa Innovation Center、Visa Research チーム間の社内ハッカソン中に、ERC-4337 標準に基づく Paymaster を調査する機会を得ました。この共同作業の結果、カード管理アーカイブ システムを通じてユーザーがオンチェーン ガス料金を法定通貨で支払えるようにする方法を示すソリューション フローが提案されました。提案されたソリューションは、Ethereum の ERC-4337 標準とペイ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。この革新的で適応性の高いアプローチにより、新しい暗号通貨ユーザーのオンボーディングプロセスが容易になり、既存のユーザーのエクスペリエンスが向上すると考えています。

(図 4: Paymaster 展開によるユーザー操作の簡略化)

このソリューション提案では、再び支払担当者をプロセスの中心に据えています。 Paymaster は、ユーザー契約アカウントのガス料金をスポンサー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、トークンを常にブリッジしたりする必要がなくなります。ユーザーの観点から見ると、図 4 に示すように、このソリューションはシンプルで導入が簡単なため魅力的です。たとえば、自己管理型ウォレットを所有している Alex を再び取り上げてみましょう。私たちが提案するソリューションでは、アレックスは Visa カードを使用してガス料金を支払い、新しいトークンの発行を必要とする DeFi プロジェクトに参加できます。このように、Visa は舞台裏で複雑なプロセスの処理を支援し、アレックスがガソリン代の支払いに Visa カードを使用することを簡単に選択できるようにします。このソリューションは、ブロックチェーン取引をより合理的かつ簡単に実行する方法を求めている 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

Paymaster の役割は、ガス料金の仕組みの複雑さを抽象化しながら、料金の代替手段を提供することです。私たちの実験では、ユーザーが Visa カードからオフラインで支払ったガス料金を受け入れ、ユーザーに代わって同等のオンチェーン料金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、通常のクレジットカード決済と同じくらい簡単です。ユーザーは、ユーザー操作を送信するときに、このような支払マスターを使用することを選択できます。ユーザー操作は、ユーザーがブロックチェーン上で実行するアクションを指定するという点で、通常のブロックチェーンの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 ガス支払い機能を有効にするために導入したセットアップは、Verifying Paymaster を中心にしています。 Paymaster 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。オンチェーンのペイマスター スマート コントラクトは、このオフチェーン 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、ガス料金を承認および支払うことができます。この情報をオフチェーン サービスから支払主契約に確実に送信する方法は、公開鍵暗号化を使用することです。オフチェーン Web サービスは秘密鍵を使用してデジタル署名を生成し、それを情報とともに送信します。 Paymaster 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、情報の信頼性を検証できます。私たちの実験では、ERC-4337 コア チームが提供する Verifying 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流れ）

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。このリクエストには、実行しようとしている操作に関する情報 (呼び出しデータ) と操作の最大処理コスト (ガス料金に関連するパラメータ) が含まれます。具体的には、ガス制限パラメータによって操作の最大計算予算が決定され、ガス料金によって計算の各単位のコストが決定されます。

ウォレットは、ユーザー操作要求をブロックチェーンにすぐに送信するのではなく、まずユーザー操作を Visa カードの認証情報とともにペイマスター 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、ユーザーに法定通貨で請求するための適切なコストを計算し、提供された Visa カードの資格情報に基づいて、カード発行者は Visa カードを使用した支払いを承認することを選択できます。ウェブサービスの支払い受付ソリューションには、Visa 独自の Cyber​​source を使用しました。 Cyber​​source は、小売業者がデジタル決済を受け入れるために必要な SDK と API を開発者に提供します。

私たちの実験では、サイバーソースを通じて支払いを処理した後、Web サービスは通話データやガス料金情報など、ユーザー操作の関連データに対してデジタル署名を生成します (ステップ 3)。また、署名が有効な時間範囲も決定します。 Ethereum やその他の EVM チェーン上の ETH やその他のネイティブ トークンの価値は変動するため、時間枠を指定することが重要です。予防措置を講じなければ、ユーザーはペイマスターの 2 つの部分間の同期の欠如を悪用し、ETH コストが低いときに法定通貨でオフチェーン支払いを行い、ETH コストが高いときに署名を使用して、ペイマスター契約にコスト差を負担させる可能性があります。 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。この時点を超えると、ウォレットによってユーザー操作の関連パラメータに変更が加えられると、デジタル署名との不一致が発生し、検証ペイマスター スマート コントラクトによってこの逸脱が検出されます。

ウォレットは、Web サービスからデジタル署名と時間ウィンドウを受信し、この情報 (ペイマスター コントラクトのオンチェーン アドレスとともに) をユーザー操作のペイマスター パラメータとして追加します。これで、ユーザー操作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、ペイマスター契約はユーザー操作データを受信します。このデータには、ペイマスター 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エラーがある場合（署名が間違っている、時間枠が無効など）、ペイマスター契約はエラーを報告し、ガス料金は支払われません。検証署名が正しい場合、Web サービスは Visa カードから支払いを受け取り、そのユーザー操作の処理コストを有効にしたことを意味します。 Paymaster 契約はエラーを報告せず、コストを処理し、ユーザー操作が実行されます (ステップ 5)。

(図 6: コードの一部 - Paymaster のデジタル署名検証の検証)

実験を構築する際、Stackup の userop.js ライブラリを使用して、ユーザー操作を構築、署名、送信しました。これらのユーザー操作をブロックチェーンに公開し、ガス料金の見積もりなどの補足機能を備えるために、プロバイダーとして Stackup の Bundler を使用しました。テスト目的で、Ethereum Goerli テストネットに検証ペイマスターをデプロイし、オフチェーンのガス支払い方法を使用してユーザー操作を正常に送信できました。

4. ブロックチェーン上の摩擦を軽減する

ブロックチェーン取引の複雑さは多くのユーザーにとって大きな障害となり、難しい学習曲線を生み出し、ユーザーの摩擦を増大させます。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ための有望なアプローチを提供することを目的としています。ペイマスターの革新的なコンセプトを活用し、アカウントの抽象化と ERC-4337 標準を組み合わせることで、ブロックチェーン取引のプロセスを再定義できる可能性を探りました。

アカウントの抽象化により、開発者はさまざまな価値交換の摩擦を軽減する新しいフローを設計できます。私たちの実験では、開発者は既存の支払いインフラストラクチャを使用してこのソリューションを実装できることが示されています。小売業者または分散型アプリケーション (dApps) は、ガソリン代の支払いに Visa カードを受け入れることで、独自の支払いソリューションを実行し、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は、他の支払いサービスオプションとともに、Visa カードベースのガソリン支払いをユニバーサルオプションとして提供することもできます。この潜在的なソリューションを実現することで、デジタル取引への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盤を築くことに役立つ可能性があります。