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SuperPaymaster: Eliminating Centralized Signer Authority via Asset-Oriented Abstraction to Reconcile Usability and Decentralization in Account Abstraction

Este artículo presenta SuperPaymaster, una solución de Abstracción de Cuentas que reemplaza la firma descentralizada fuera de la cadena por un modelo de Abstracción Orientada a Activos en la cadena utilizando Tokens Vinculados al Alma, eliminando así los riesgos de censura y logrando costos de ejecución de gas significativamente más bajos en comparación con las líneas base existentes de Abstracción Orientada a Procesos.

Autores originales: Huifeng Jiao, Nathapon Udomlertsakul

Publicado 2026-05-27

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CC BY 4.0

Autores originales: Huifeng Jiao, Nathapon Udomlertsakul

Artículo original bajo licencia CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ✨ Esta es una explicación generada por IA del artículo a continuación. No ha sido escrita ni avalada por los autores. Para mayor precisión técnica, consulte el artículo original. Leer descargo de responsabilidad completo

El Gran Problema: El Cuello de Botella del "Gas"

Imagina que quieres enviar una carta, pero para hacerlo primero tienes que:

Ir a un banco a comprar un tipo específico de sello (ETH).
Hacer fila en una oficina de correos para averiguar cuánto cuesta el sello hoy (tarifas de gas).
Preguntarle a un gerente específico de la oficina de correos si está dispuesto a dejarte enviar la carta ahora mismo. Si el gerente está ocupado, durmiendo o no le caes bien, pueden decir "No", y tu carta nunca sale.

En el mundo de la blockchain (específicamente Ethereum), esto es exactamente lo que sucede. Los usuarios necesitan "gas" (una tarifa) para enviar transacciones. Actualmente, la mayoría de los sistemas dependen de un gerente centralizado (un servidor propiedad de una empresa como Alchemy o Pimlico) para autorizar cada transacción. Si ese servidor se cae o decide bloquearte, te quedas atascado. Esto crea un "cuello de botella de censura".

La Vieja Solución: "Abstracción Orientada a Procesos" (POA)

El estándar actual de la industria es como un pase temporal.

Cómo funciona: Cada vez que quieres enviar una carta, pides un "permiso" en una oficina central. Ellos verifican tu identificación, firman un papel y te dan el permiso.
El defecto: Tienes que pedir un nuevo permiso por cada carta individual. Si la oficina cierra, no puedes enviar nada. Además, el permiso solo funciona para esa oficina de correos específica; no funciona en la siguiente.
El documento llama a esto: Abstracción Orientada a Procesos (POA). Se centra en el proceso de obtener permiso cada vez.

La Nueva Solución: "Abstracción Orientada a Activos" (AOA)

Los autores proponen una nueva forma llamada SuperPaymaster. En lugar de pedir un permiso cada vez, compras una tarjeta prepago que tú posees.

La Metáfora: Piensa en una tarjeta telefónica prepago o una tarjeta de regalo.
- Una vez que compras la tarjeta y la cargas con valor, no necesitas pedirle permiso a un gerente cada vez que haces una llamada.
- La tarjeta en sí misma es el permiso.
- La tarjeta está vinculada a tu identidad (tu billetera) y no puede ser robada ni transferida a otra persona (es "Soulbound" o atada al alma).
Cómo funciona:
1. La Tarjeta (Tarjeta de Gas): Obtienes una "Tarjeta de Gas" digital (un Token Soulbound). Este es un activo permanente que posees en la blockchain.
2. El Combustible (xPNTs): Cargas esta tarjeta con un token comunitario específico (como una moneda local).
3. La Transacción: Cuando quieres enviar una transacción, el sistema verifica tu tarjeta. Si tienes una tarjeta válida y suficiente combustible, la transacción se realiza automáticamente. Ningún gerente necesita firmar un papel.

¿Por qué es esto mejor? (Las Tres Grandes Ventajas)

1. Sin más "Gerentes" como guardianes (Descentralización)

En el viejo sistema, un servidor central tenía que decir "Sí" a cada transacción. Si ese servidor era hackeado o cerrado, todo el sistema se detenía.

SuperPaymaster: La decisión de "Sí/No" la toma el código en la blockchain, no un humano ni un servidor. El código verifica: "¿Tiene este usuario una tarjeta válida? ¿Tienen suficiente combustible?". Si es así, funciona.
Analogía: Es como una máquina expendedora. No necesitas que un gerente apruebe tu compra; la máquina simplemente verifica si has puesto suficientes monedas. La máquina está abierta para todos, las 24 horas del día, los 7 días de la semana.

2. Menos esfuerzo mental para los usuarios (Usabilidad)

El documento utilizó un método llamado GOMS (contando pasos mentales) para mostrar cuán más fácil es esto.

Vieja Forma (Proceso): Ves un error ("Dinero insuficiente"). Te asustas. Vas a un exchange. Compras ETH. Esperas. Intentas de nuevo. (9 pasos mentales).
Nueva Forma (Activo): Solo haces clic en "Enviar". El sistema deduce automáticamente el costo de tu Tarjeta de Gas. (2 pasos mentales).
Analogía: Es la diferencia entre tener que llenar un formulario en papel, conseguir que lo sellen y enviarlo por correo cada vez que compras café, versus simplemente tocar tu teléfono en un lector.

3. Más barato y rápido (Eficiencia)

Los autores probaron esto en la Red Principal de Optimism (una red blockchain real y en vivo) 50 veces para cada sistema.

El Resultado: SuperPaymaster utilizó menos "gas" (potencia de computación) que los dos competidores más grandes (Alchemy y Pimlico).
- Alchemy (Vieja Forma): ~206,000 unidades de gas.
- Pimlico (Vieja Forma): ~329,000 unidades de gas.
- SuperPaymaster (Nueva Forma): ~168,000 unidades de gas.
¿Por qué? Los viejos sistemas tenían que realizar un complicado "intercambio" en la blockchain para convertir tus tokens en gas. SuperPaymaster simplemente realiza una actualización interna simple (como tachar un elemento de una lista), lo cual es mucho más rápido y barato.
La compensación: Hay un pequeño costo por verificar la tarjeta en la blockchain (unas 32,000 unidades de gas más que una firma simple), pero este es el "precio" de eliminar al gerente central. En general, sigue siendo más barato que la competencia.

Resumen del Sistema "SuperPaymaster"

El Objetivo: Hacer que la blockchain sea tan fácil de usar como una tarjeta prepago, sin necesidad de un jefe central que apruebe cada movimiento.
El Método: Reemplazaron el "proceso de pedir permiso" por "poseer un activo de permiso" (la Tarjeta de Gas).
La Prueba: Lo construyeron, lo pusieron en la red real de Optimism y demostraron que funciona. Es más rápido, más barato y elimina el riesgo de que un servidor central te bloquee.

En pocas palabras: SuperPaymaster convierte la tarea compleja y aterradora de pagar por transacciones en blockchain en algo tan simple como tocar una tarjeta prepago, todo mientras elimina al intermediario que solía tener las llaves del reino.

Resumen Técnico: SuperPaymaster y Abstracción Orientada a Activos

1. Declaración del Problema

El documento identifica un cuello de botella crítico en la adopción de aplicaciones Web3: la fricción y la centralización inherentes a los mecanismos actuales de pago de gas. Si bien la Abstracción de Cuentas de Ethereum (ERC-4337) introdujo el primitivo Paymaster para permitir que terceros patrocinen las tarifas de transacción, los despliegues prácticos dependen de la Abstracción Orientada a Procesos (POA).

En el modelo POA, un servidor centralizado fuera de la cadena actúa como una "puerta de validez". Antes de que una transacción pueda ser patrocinada, este servidor debe firmar una solicitud. Esta arquitectura reintroduce riesgos de centralización:

Censura: Si el servidor se queda sin conexión, incluye a un usuario en una lista negra o se niega a firmar, el usuario no puede realizar transacciones.
Concentración del Mercado: Los datos indican que un único proveedor (Alchemy) procesa más del 71% de las Operaciones de Usuario patrocinadas, creando vulnerabilidades sistémicas.
Fricción en la Usabilidad: POA a menudo vincula el patrocinio a dApps específicas, sesiones o listas de tokens, fallando en proporcionar una capacidad de pago portátil y reutilizable.

Los autores argumentan que las soluciones existentes sacrifican la descentralización por conveniencia, fallando en conciliar la usabilidad con el ethos de confianza minimizada de la blockchain.

2. Solución Propuesta: Abstracción Orientada a Activos (AOA)

El documento propone la Abstracción Orientada a Activos (AOA) como un paradigma de diseño para resolver el trilema usabilidad-descentralización-eficiencia. A diferencia de POA, que abstrae un proceso, AOA encapsula la capacidad de pago dentro de un activo en la cadena persistente y de propiedad del usuario.

El Artefacto SuperPaymaster

Los autores implementan AOA a través de SuperPaymaster, un sistema Paymaster ERC-4337 construido sobre la Mainnet de Optimism. Sus componentes principales incluyen:

La Tarjeta de Gas (Token Intransferible - SBT): Un token ERC-721 no transferible vinculado a la Cuenta Inteligente de un usuario. Poseer este SBT prueba la elegibilidad para el patrocinio. Debido a que es no transferible, previene la granja de Sybil y vincula la reputación a la billetera específica.
xPNTs (Tokens de Gas Comunitarios): Tokens ERC-20 emitidos por comunidades para financiar los costos de gas. Estos tokens son "Zero-Approve" (Cero-Aprobación), lo que significa que tienen una autorización infinita para el contrato del paymaster, eliminando la necesidad de transacciones separadas de approve().
Verificación Determinista en la Cadena: La función validatePaymasterUserOp verifica la elegibilidad completamente en la cadena leyendo slots de almacenamiento (propiedad del SBT, límites de velocidad, saldo de tokens) en lugar de verificar una firma fuera de la cadena.

Cambio Arquitectónico

POA: Usuario $\to$ Servidor fuera de la cadena (Firma) $\to$ Blockchain. El servidor es una puerta rígida.
AOA: Usuario $\to$ Activo en la cadena (Tarjeta de Gas) $\to$ Blockchain. La validez se determina por el estado del contrato; no se requiere ninguna firma fuera de la cadena.

El sistema opera en dos modos:

PaymasterV4: Un paymaster de una sola comunidad desplegable por el propio usuario.
SuperPaymaster: Una capa de infraestructura compartida multi-comunidad que permite a las comunidades registrarse e emitir tokens sin desplegar sus propios contratos.

3. Metodología

La investigación sigue la metodología de Investigación de Ciencia del Diseño (DSR), adheriéndose a las directrices de Hevner et al. y al marco FEDS. La evaluación es ex-post (evaluando un artefacto desplegado) y sumativa.

Configuración Experimental

Entorno: Mainnet de Optimism.
Tarea: Transferencias de tokens ERC-20 de un solo UsuarioOp.
Tamaño de la Muestra: $n=50$ transacciones por sistema.
Líneas Base:
- Alchemy Gas Manager: Representativo de POA con firma de API.
- Pimlico ERC-20 Paymaster: Representativo de POA con enrutamiento DEX (requiriendo intercambios en la cadena).
- PaymasterV4: Una línea base interna AOA para la descomposición de costos.
Métricas:
- Descentralización: Análisis estructural del código de validatePaymasterUserOp (presencia/ausencia de llamadas ecrecover) y evidencia de transacciones en la cadena.
- Usabilidad: Modelado analítico utilizando el marco GOMS (Metas, Operadores, Métodos, Reglas de Selección) para estimar la carga cognitiva y los pasos de interacción.
- Eficiencia: Perfilado de gas midiendo txGasUsed (ejecución pura L2) y actualGasUsed (gas total facturado incluyendo sobrecarga del bundler).

4. Resultados Clave

A. Descentralización (RQ1)

Eliminación Arquitectónica del Firmante: El análisis de código confirma que la lógica de validación de SuperPaymaster realiza cero llamadas fuera de la cadena. Se basa únicamente en operaciones SLOAD en la cadena (leyendo estado del SBT, precios en caché y límites de velocidad).
Evidencia Empírica: 50 transacciones en la Mainnet de Optimism fueron confirmadas sin ninguna aprobación discrecional de un servidor paymaster.
Conclusión: El firmante fuera de la cadena se elimina arquitectónicamente como puerta de validez. Si bien la inclusión del bundler/secuenciador sigue siendo una preocupación separada, la capa de validez del patrocinio está completamente descentralizada.

B. Usabilidad (RQ2)

Análisis GOMS:
- EOA (Ruta de Fallo): 9 operadores (percibir error, decidir estrategia, puenteo/intercambio, reintentar).
- POA (Estado Estable): 4 operadores (seleccionar paymaster, configurar API, firmar).
- AOA (Estado Estable): 2 operadores (percibir indicación, hacer clic en confirmar).
Resultado: AOA reduce la complejidad de interacción por transacción en un 50% en comparación con POA y elimina la carga cognitiva recurrente de "gestión de gas" (cálculo de cantidades, gestión de saldos de ETH) amortizando los costos de configuración en una adquisición única de Tarjeta de Gas.

C. Eficiencia Económica (RQ3)

El perfilado de gas en la Mainnet de Optimism arrojó los siguientes promedios de txGasUsed (ejecución pura L2):

SuperPaymaster: 167,830 gas.
Alchemy (Firma-API): 205,951 gas.
Pimlico (Enrutamiento DEX): 328,937 gas.

Hallazgos Clave:

vs. Enrutamiento DEX (Pimlico): SuperPaymaster es 49% más eficiente. Esto se debe a que reemplaza la costosa secuencia Oracle $\to$ Aprobar $\to$ Intercambiar (~100k+ gas) con una quema/transferencia atómica interna (escritura de almacenamiento O(1)).
vs. Firma-API (Alchemy): SuperPaymaster es 18% más eficiente en gas de ejecución pura, a pesar de pagar una sobrecarga de ~32,000 gas para la verificación de estado en la cadena (reemplazando la verificación ECDSA fuera de la cadena de ~16k gas).
Gas Total Facturado: Al incluir el Gas de Pre-Verificación (PVG) del bundler, SuperPaymaster (286,818) es superior a Alchemy (257,299). Los autores atribuyen esto a la estrategia de precios del bundler para diferentes pilas de cuentas, no a la arquitectura del paymaster en sí misma.

5. Significado y Afirmaciones

El documento afirma tres contribuciones principales:

Conceptual: La definición de Abstracción Orientada a Activos (AOA) como un principio de diseño que cambia el modelo mental de "gestionar un proceso" a "poseer un activo". Esto aborda el problema de la "abstracción con fugas" en la UX actual de Web3 al convertir la capacidad de pago en una propiedad persistente y portátil de la billetera del usuario.
Artefacto: El lanzamiento de SuperPaymaster como una infraestructura de código abierto y sin permisos. Demuestra que la validez del patrocinio puede hacerse cumplir completamente en la cadena mediante reglas deterministas (SBT + política) sin depender de un servidor de firma centralizado.
Empírico: Evidencia de que la descentralización no requiere una penalización de eficiencia prohibitiva. La sobrecarga de ~32k gas para la verificación en la cadena es un costo acotado y predecible que se ve superado por la eliminación de rutas de liquidación DEX y la eliminación de la fricción recurrente del usuario (adquisición de ETH, navegación del mercado de tarifas).

Limitaciones y Modestia

Los autores reconocen explícitamente las limitaciones:

Centralización de Arranque: Aunque el protocolo es sin permisos, los despliegues actuales dependen de un conjunto limitado de retransmisores (AAStar). La descentralización operativa real requiere una masa crítica de operadores independientes.
Privacidad: La implementación actual expone los saldos de las Tarjetas de Gas y el historial de transacciones en la cadena.
Estudios de Usuarios: Las afirmaciones de usabilidad se basan en modelado analítico GOMS; se identifican estudios empíricos de usuarios a gran escala (SUS, NASA-TLX) como trabajo futuro.
Alcance: La solución aborda la capa de validez del patrocinio. No afirma resolver todos los vectores de censura (por ejemplo, ordenamiento del secuenciador o acceso RPC), aunque elimina el cuello de botella específico del "firmante del paymaster".

En resumen, el documento argumenta que al reificar el pago de gas en un activo de propiedad del usuario (la Tarjeta de Gas), es posible crear un sistema de patrocinio que sea simultáneamente más usable, más descentralizado y más eficiente que las soluciones actuales orientadas a procesos.