Solidiy授权转账机制： approve 与 transferFrom 交易方式对比及 permit 机制的优势

在以太坊的 ERC20 代币标准中，代币持有者通常通过 approve 和 transferFrom 两个函数来实现授权和转账。随着 EIP-2612 的提出，permit 函数作为一种新的授权方式，利用了离线签名的机制，简化了交易流程并提高了效率。本文将详细对比 approve 和 transferFrom 与 permit 的区别，特别是 permit 中的离线签名机制如何提升安全性与用户体验。

传统授权流程：approve 与 transferFrom

在传统的 ERC20 代币授权机制中，代币持有者需要通过两次交易来授权并执行代币转账：

1. approve 函数

   • 功能：approve 函数允许代币持有者授权指定的地址（spender）在一定数量的代币范围内进行转账。授权成功后，spender 可以使用 transferFrom 来从 owner 地址转移代币。
   • 代码示例：
     solidity

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     function approve(address spender, uint256 amount) external returns (bool);
   • 限制：owner 必须调用 approve 函数来指定允许转移的代币数量。授权后，spender 可以在额度范围内执行转账。

2. transferFrom 函数

   • 功能：transferFrom 允许 spender 从 owner 地址转移代币，前提是 owner 已经通过 approve 授予了足够的额度。
   • 代码示例：
     solidity

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     function transferFrom(address sender, address recipient, uint256 amount) external returns (bool);
   • 限制：spender 必须在调用 transferFrom 时确保自己有足够的授权额度。如果授权额度不足，交易将失败。

approve 和 transferFrom 的交易流程：

1. 代币持有者调用 approve：持有者需要执行一次交易，授权指定的 spender 地址可支配一定数量的代币。
2. 授权地址调用 transferFrom：spender 调用 transferFrom 来从 owner 账户转移代币。

这个传统流程需要两次链上交易，由代币持有者和授权地址分别执行，增加了交易费用和操作复杂性。

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新的授权机制：permit 的离线签名机制

EIP-2612 引入的 permit 函数提供了一种全新的代币授权机制，通过离线签名机制来授权 spender 转移代币，无需代币持有者每次调用 approve。这一机制减少了交易次数，简化了操作，并增强了安全性。

permit 交易流程：

1. 代币持有者通过签名授权（离链操作）

   • 代币持有者无需调用 approve，而是通过生成并签署一份消息来授权 spender 使用一定数量的代币。签名信息包括授权的代币持有者（owner）、被授权者（spender）、授权额度、授权截止时间等。
   • 这一过程完全是离链的，即不涉及区块链上的操作，因此代币持有者不需要支付 Gas 费用。

2. 签名信息通过 permit 提交（上链操作）

   • spender 收到代币持有者的签名后，调用 permit 函数，并将代币持有者的签名信息（v、r、s）作为参数提交给智能合约。
   • 这一操作是上链的，spender 必须支付 Gas 费用来执行该操作。

3. permit 函数验证签名并执行授权（上链操作）

   • 在智能合约内部，permit 函数通过 ecrecover 函数验证签名的有效性，确认签名确实是由 owner 提供的。
   • 验证通过后，合约会立即调用 approve 内部函数，将授权额度授予 spender，使得 spender 可以转移代币。

permit 函数：

function permit(
    address owner,
    address spender,
    uint256 value,
    uint256 deadline,
    uint8 v,
    bytes32 r,
    bytes32 s
) external;

 

permit 的优势：

1. 减少交易次数和成本

   • 传统的 approve 和 transferFrom 需要两次交易，而 permit 只需要一次交易。代币持有者通过签名授权，spender 通过提交签名来执行授权，省去了 approve 和 transferFrom 的两次链上交易。
   • 这不仅降低了 Gas 费用，还减少了交易的复杂性和时间延迟。

2. 提高用户体验

   • permit 机制使代币持有者不需要每次都进行链上交易，只需签署一次授权信息即可。这样，代币持有者和 DApp 用户都能够享受到更简单、更便捷的操作流程。

3. 增强安全性

   • 传统的 approve 方法可能会遇到“授权重放攻击”（例如，未及时更新的情况下，spender 可以多次使用同样的额度）。而 permit 使用了签名和有效期（deadline），每个签名只能使用一次，从而有效避免了滥用和重放攻击。
   • 签名的有效期和一次性使用限制也减少了潜在的安全风险。

4. 避免 approve 中的无限授权问题

   • 传统的 approve 方法可能会导致用户授权不小心设置过高的额度，甚至是“无限额度”。permit 机制通过离线签名和有效期限制，避免了这一问题，提高了授权的可控性和安全性。

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传统授权与 permit 的对比总结

特性	approve + transferFrom	permit
交易次数	需要两次交易：一次 approve，一次 transferFrom	只需要一次交易
授权方式	代币持有者通过调用 approve 授权，spender 调用 transferFrom	代币持有者通过签名授权，spender 使用签名进行转账
授权的安全性	有可能发生授权额度滥用或重放攻击	签名具有限制和有效期，避免了滥用
用户体验	需要多次交易，操作相对复杂	用户只需签名一次，操作更简便
交易成本	需要两笔交易的 Gas 费用	只需一笔交易的 Gas 费用

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结论

permit 函数的引入有效地简化了代币授权流程，尤其是在需要频繁授权的场景中，permit 能大幅减少用户操作的复杂性和交易成本。相比传统的 approve + transferFrom 流程，permit 利用离线签名机制提供了更高效、更安全的授权方式。随着 DeFi 和 DApp 生态的不断发展，permit 的优势愈加明显，成为提升用户体验和降低交易成本的关键创新。