Solana Kontenmodell

Auf Solana werden alle Daten in sogenannten "Konten" gespeichert. Man kann sich Daten auf Solana als öffentliche Datenbank mit einer einzigen "Konten"-Tabelle vorstellen, wobei jeder Eintrag in dieser Tabelle ein "Konto" ist. Jedes Solana-Konto teilt denselben Account-Typ.

Konten

Kernpunkte

• Konten können bis zu 10MiB an Daten speichern, die entweder ausführbaren Programmcode oder Programmzustand enthalten.
• Konten erfordern eine rent-Einlage in lamports (SOL), die proportional zur Menge der gespeicherten Daten ist, und Sie können sie vollständig zurückerhalten, wenn Sie das Konto schließen.
• Jedes Konto hat einen Programm- Eigentümer. Nur das Programm, dem ein Konto gehört, kann dessen Daten ändern oder sein Lamport-Guthaben abziehen. Aber jeder kann das Guthaben erhöhen.
• Sysvar-Konten sind spezielle Konten, die den Netzwerk-Cluster-Status speichern.
• Program accounts speichern den ausführbaren Code von Smart Contracts.
• Datenkonten werden von Programmen erstellt, um Programmzustände zu speichern und zu verwalten.

Konto

Jedes Konto auf Solana hat eine eindeutige 32-Byte-Adresse, die oft als base58-kodierte Zeichenfolge dargestellt wird (z.B. 14grJpemFaf88c8tiVb77W7TYg2W3ir6pfkKz3YjhhZ5).

Die Beziehung zwischen dem Konto und seiner Adresse funktioniert wie ein Schlüssel-Wert- Paar, wobei die Adresse der Schlüssel ist, um die entsprechenden On-Chain-Daten des Kontos zu lokalisieren. Die Kontoadresse fungiert als "eindeutige ID" für jeden Eintrag in der "Konten"-Tabelle.

Account Address

Die meisten Solana-Konten verwenden einen Ed25519 öffentlichen Schlüssel als ihre Adresse.

import { generateKeyPairSigner } from "@solana/kit";

// Kit does not enable extractable private keys
const keypairSigner = await generateKeyPairSigner();
console.log(keypairSigner);

import { generateKeyPairSigner } from "@solana/kit";

// Kit does not enable extractable private keys
const keypairSigner = await generateKeyPairSigner();
console.log(keypairSigner);

Während öffentliche Schlüssel häufig als Kontenadressen verwendet werden, unterstützt Solana auch eine Funktion namens Program Derived Addresses (PDAs). PDAs sind spezielle Adressen, die deterministisch aus einer Programm-ID und optionalen Eingaben (seeds) abgeleitet werden können.

import { Address, getProgramDerivedAddress } from "@solana/kit";

const programAddress = "11111111111111111111111111111111" as Address;

const seeds = ["helloWorld"];
const [pda, bump] = await getProgramDerivedAddress({
  programAddress,
  seeds
});

console.log(`PDA: ${pda}`);
console.log(`Bump: ${bump}`);

import { Address, getProgramDerivedAddress } from "@solana/kit";

const programAddress = "11111111111111111111111111111111" as Address;

const seeds = ["helloWorld"];
const [pda, bump] = await getProgramDerivedAddress({
  programAddress,
  seeds
});

console.log(`PDA: ${pda}`);
console.log(`Bump: ${bump}`);

Kontentyp

Konten haben eine maximale Größe von 10MiB und jedes Konto auf Solana teilt denselben Basis- Account typ.

Account Type

Jedes Konto auf Solana hat die folgenden Felder.

pub struct Account {
    /// lamports in the account
    pub lamports: u64,
    /// data held in this account
    #[cfg_attr(feature = "serde", serde(with = "serde_bytes"))]
    pub data: Vec<u8>,
    /// the program that owns this account. If executable, the program that loads this account.
    pub owner: Pubkey,
    /// this account's data contains a loaded program (and is now read-only)
    pub executable: bool,
    /// the epoch at which this account will next owe rent
    pub rent_epoch: Epoch,
}

pub struct Account {
    /// lamports in the account
    pub lamports: u64,
}

// Example Token Mint Account
Account {
    lamports: 1461600,
}

// Example Token Program Account
Account {
    lamports: 4513200894,
}

Rent

Um Daten on-chain zu speichern, müssen Konten auch ein Lamport (SOL)-Guthaben halten, das proportional zur Menge der im Konto gespeicherten Daten (in Bytes) ist. Dieses Guthaben wird als "rent" bezeichnet, funktioniert aber eher wie eine Kaution, da der volle Betrag zurückerhalten werden kann, wenn ein Konto geschlossen wird. Die Berechnung finden Sie hier unter Verwendung dieser Konstanten.

Der Begriff "rent" stammt von einem veralteten Mechanismus, der regelmäßig Lamports von Konten abzog, die unter die Rent-Schwelle fielen. Dieser Mechanismus ist nicht mehr aktiv.

Programm-Eigentümer

Auf Solana werden "Smart Contracts" als Programme bezeichnet. Programm- Eigentümerschaft ist ein wichtiger Teil des Solana-Kontenmodells. Jedes Konto hat ein bestimmtes Programm als Eigentümer. Nur das Eigentümerprogramm kann:

• Ändern des data-Felds des Konten
• Abzug von lamports vom Guthaben des Konten

Jedes Programm definiert die Struktur der Daten, die im data Feld eines Konten gespeichert werden. Die Anweisungen des Programms bestimmen, wie diese Daten und das lamportsGuthaben des Konten geändert werden können.

System Program

Standardmäßig gehören alle neuen Konten dem System Program. Das System Program führt die folgenden Schlüsselfunktionen aus:

Beachten Sie, dass alle "Wallet"-Konten auf Solana "System-Konten" sind, die dem System Program gehören. Das lamport-Guthaben in diesen Konten zeigt die Menge an SOL, die der Wallet gehört. Nur System-Konten können Transaktions-Fee bezahlen.

System-Konto

Wenn SOL zum ersten Mal an eine neue Adresse gesendet wird, wird automatisch ein Konto an dieser Adresse erstellt, das dem System Program gehört.

Im folgenden Beispiel wird ein neues keypair generiert und mit SOL finanziert. Führen Sie den Code aus, um die Ausgabe zu sehen. Beachten Sie, dass das ownerFeld des Konten das System Program mit der Adresse 11111111111111111111111111111111 ist.

import {
  airdropFactory,
  createSolanaRpc,
  createSolanaRpcSubscriptions,
  generateKeyPairSigner,
  lamports
} from "@solana/kit";

// Create a connection to Solana cluster
const rpc = createSolanaRpc("http://localhost:8899");
const rpcSubscriptions = createSolanaRpcSubscriptions("ws://localhost:8900");

// Generate a new keypair
const keypair = await generateKeyPairSigner();
console.log(`Public Key: ${keypair.address}`);

// Funding an address with SOL automatically creates an account
const signature = await airdropFactory({ rpc, rpcSubscriptions })({
  recipientAddress: keypair.address,
  lamports: lamports(1_000_000_000n),
  commitment: "confirmed"
});

const accountInfo = await rpc.getAccountInfo(keypair.address).send();
console.log(accountInfo);

import {
  airdropFactory,
  createSolanaRpc,
  createSolanaRpcSubscriptions,
  generateKeyPairSigner,
  lamports
} from "@solana/kit";

// Create a connection to Solana cluster
const rpc = createSolanaRpc("http://localhost:8899");
const rpcSubscriptions = createSolanaRpcSubscriptions("ws://localhost:8900");

// Generate a new keypair
const keypair = await generateKeyPairSigner();
console.log(`Public Key: ${keypair.address}`);

// Funding an address with SOL automatically creates an account
const signature = await airdropFactory({ rpc, rpcSubscriptions })({
  recipientAddress: keypair.address,
  lamports: lamports(1_000_000_000n),
  commitment: "confirmed"
});

const accountInfo = await rpc.getAccountInfo(keypair.address).send();
console.log(accountInfo);

Sysvar-Konten

Sysvar-Konten sind spezielle Konten an vordefinierten Adressen, die Zugriff auf Cluster-Zustandsdaten bieten. Diese Konten werden dynamisch mit Daten über den Netzwerk-Cluster aktualisiert. Eine vollständige Liste der Sysvar-Konten finden Sie hier.

Das folgende Beispiel zeigt, wie man Daten aus dem Sysvar-Clock-Konto abruft und deserialisiert.

import { createSolanaRpc } from "@solana/kit";
import { fetchSysvarClock, SYSVAR_CLOCK_ADDRESS } from "@solana/sysvars";

const rpc = createSolanaRpc("https://api.mainnet-beta.solana.com");

const accountInfo = await rpc
  .getAccountInfo(SYSVAR_CLOCK_ADDRESS, { encoding: "base64" })
  .send();
console.log(accountInfo);

// Automatically fetch and deserialize the account data
const clock = await fetchSysvarClock(rpc);
console.log(clock);

import { createSolanaRpc } from "@solana/kit";
import { fetchSysvarClock, SYSVAR_CLOCK_ADDRESS } from "@solana/sysvars";

const rpc = createSolanaRpc("https://api.mainnet-beta.solana.com");

const accountInfo = await rpc
  .getAccountInfo(SYSVAR_CLOCK_ADDRESS, { encoding: "base64" })
  .send();
console.log(accountInfo);

// Automatically fetch and deserialize the account data
const clock = await fetchSysvarClock(rpc);
console.log(clock);

Program Account

Beim Bereitstellen eines Solana-Programms wird ein ausführbares program account erstellt. Das program account speichert den ausführbaren Code des Programms. Program accounts werden von einem Loader-Programm verwaltet.

Program Account

Der Einfachheit halber können Sie das program account als das Programm selbst betrachten. Wenn Sie die Anweisungen eines Programms aufrufen, geben Sie die Adresse des program account an (allgemein als "Program ID" bezeichnet).

Das folgende Beispiel ruft das Token Program-Konto ab, um zu zeigen, dass program accounts den gleichen Basis AccountTyp haben, außer dass das Feld executable auf true gesetzt ist. Da program accounts ausführbaren Code in ihrem Datenfeld enthalten, deserialisieren wir die Daten nicht.

import { Address, createSolanaRpc } from "@solana/kit";

const rpc = createSolanaRpc("https://api.mainnet-beta.solana.com");

const programId = "TokenkegQfeZyiNwAJbNbGKPFXCWuBvf9Ss623VQ5DA" as Address;

const accountInfo = await rpc
  .getAccountInfo(programId, { encoding: "base64" })
  .send();
console.log(accountInfo);

import { Address, createSolanaRpc } from "@solana/kit";

const rpc = createSolanaRpc("https://api.mainnet-beta.solana.com");

const programId = "TokenkegQfeZyiNwAJbNbGKPFXCWuBvf9Ss623VQ5DA" as Address;

const accountInfo = await rpc
  .getAccountInfo(programId, { encoding: "base64" })
  .send();
console.log(accountInfo);

Buffer-Account

Loader-v3 hat einen speziellen Kontotyp für die temporäre Bereitstellung des Uploads eines Programms während des Deployments oder Upgrades. In loader-v4 gibt es immer noch Buffer, aber sie sind nur normale program accounts.

Program Data Account

Loader-v3 funktioniert anders als alle anderen BPF Loader-Programme. Das program account enthält nur die Adresse eines program data accounts, der den tatsächlichen ausführbaren Code speichert:

Program Data Account

Verwechseln Sie diese program data accounts nicht mit den data accounts von Programmen (siehe unten).

Data Account

Auf Solana wird der ausführbare Code eines Programms in einem anderen Konto gespeichert als der Programmzustand. Dies ist ähnlich wie Betriebssysteme typischerweise separate Dateien für Programme und ihre Daten haben.

Um den Zustand zu erhalten, definieren Programme Anweisungen zum Erstellen separater Konten, die sie besitzen. Jedes dieser Konten hat seine eigene eindeutige Adresse und kann beliebige willkürliche Daten speichern, die vom Programm definiert werden.

Data Account

Beachten Sie, dass nur das System Program neue Konten erstellen kann. Sobald das System Program ein Konto erstellt hat, kann es dann die Eigentümerschaft des neuen Kontos an ein anderes Programm übertragen.

Mit anderen Worten, die Erstellung eines data accounts für ein benutzerdefiniertes Programm erfolgt in zwei Schritten:

1. Rufen Sie das System Program auf, um ein Konto zu erstellen, und übertragen Sie dann die Eigentümerschaft an das benutzerdefinierte Programm
2. Rufen Sie das benutzerdefinierte Programm auf, das jetzt das Konto besitzt, um die Kontodaten gemäß der vom Programm definierten Anweisung zu initialisieren

Dieser Kontoerstellungsprozess wird oft als ein einzelner Schritt abstrahiert, aber es ist hilfreich, den zugrundeliegenden Prozess zu verstehen.

Das folgende Beispiel zeigt, wie man ein Token Mint-Konto erstellt und abruft, das vom Token 2022-Programm verwaltet wird.

import {
  airdropFactory,
  appendTransactionMessageInstructions,
  createSolanaRpc,
  createSolanaRpcSubscriptions,
  createTransactionMessage,
  generateKeyPairSigner,
  getSignatureFromTransaction,
  lamports,
  pipe,
  sendAndConfirmTransactionFactory,
  setTransactionMessageFeePayerSigner,
  setTransactionMessageLifetimeUsingBlockhash,
  signTransactionMessageWithSigners
} from "@solana/kit";
import { getCreateAccountInstruction } from "@solana-program/system";
import {
  getInitializeMintInstruction,
  getMintSize,
  TOKEN_2022_PROGRAM_ADDRESS,
  fetchMint
} from "@solana-program/token-2022";

// Create Connection, local validator in this example
const rpc = createSolanaRpc("http://localhost:8899");
const rpcSubscriptions = createSolanaRpcSubscriptions("ws://localhost:8900");

// Generate keypairs for fee payer
const feePayer = await generateKeyPairSigner();

// Fund fee payer
await airdropFactory({ rpc, rpcSubscriptions })({
  recipientAddress: feePayer.address,
  lamports: lamports(1_000_000_000n),
  commitment: "confirmed"
});

// Generate keypair to use as address of mint
const mint = await generateKeyPairSigner();

// Get default mint account size (in bytes), no extensions enabled
const space = BigInt(getMintSize());

// Get minimum balance for rent exemption
const rent = await rpc.getMinimumBalanceForRentExemption(space).send();

// Instruction to create new account for mint (token 2022 program)
// Invokes the system program
const createAccountInstruction = getCreateAccountInstruction({
  payer: feePayer,
  newAccount: mint,
  lamports: rent,
  space,
  programAddress: TOKEN_2022_PROGRAM_ADDRESS
});

// Instruction to initialize mint account data
// Invokes the token 2022 program
const initializeMintInstruction = getInitializeMintInstruction({
  mint: mint.address,
  decimals: 9,
  mintAuthority: feePayer.address
});

const instructions = [createAccountInstruction, initializeMintInstruction];

// Get latest blockhash to include in transaction
const { value: latestBlockhash } = await rpc.getLatestBlockhash().send();

// Create transaction message
const transactionMessage = pipe(
  createTransactionMessage({ version: 0 }), // Create transaction message
  (tx) => setTransactionMessageFeePayerSigner(feePayer, tx), // Set fee payer
  (tx) => setTransactionMessageLifetimeUsingBlockhash(latestBlockhash, tx), // Set transaction blockhash
  (tx) => appendTransactionMessageInstructions(instructions, tx) // Append instructions
);

// Sign transaction message with required signers (fee payer and mint keypair)
const signedTransaction =
  await signTransactionMessageWithSigners(transactionMessage);

// Send and confirm transaction
await sendAndConfirmTransactionFactory({ rpc, rpcSubscriptions })(
  signedTransaction,
  { commitment: "confirmed" }
);

// Get transaction signature
const transactionSignature = getSignatureFromTransaction(signedTransaction);

console.log("Mint Address:", mint.address);
console.log("Transaction Signature:", transactionSignature);

const accountInfo = await rpc.getAccountInfo(mint.address).send();
console.log(accountInfo);

const mintAccount = await fetchMint(rpc, mint.address);
console.log(mintAccount);

import {
  airdropFactory,
  appendTransactionMessageInstructions,
  createSolanaRpc,
  createSolanaRpcSubscriptions,
  createTransactionMessage,
  generateKeyPairSigner,
  getSignatureFromTransaction,
  lamports,
  pipe,
  sendAndConfirmTransactionFactory,
  setTransactionMessageFeePayerSigner,
  setTransactionMessageLifetimeUsingBlockhash,
  signTransactionMessageWithSigners
} from "@solana/kit";
import { getCreateAccountInstruction } from "@solana-program/system";
import {
  getInitializeMintInstruction,
  getMintSize,
  TOKEN_2022_PROGRAM_ADDRESS,
  fetchMint
} from "@solana-program/token-2022";

// Create Connection, local validator in this example
const rpc = createSolanaRpc("http://localhost:8899");
const rpcSubscriptions = createSolanaRpcSubscriptions("ws://localhost:8900");

// Generate keypairs for fee payer
const feePayer = await generateKeyPairSigner();

// Fund fee payer
await airdropFactory({ rpc, rpcSubscriptions })({
  recipientAddress: feePayer.address,
  lamports: lamports(1_000_000_000n),
  commitment: "confirmed"
});

// Generate keypair to use as address of mint
const mint = await generateKeyPairSigner();

// Get default mint account size (in bytes), no extensions enabled
const space = BigInt(getMintSize());

// Get minimum balance for rent exemption
const rent = await rpc.getMinimumBalanceForRentExemption(space).send();

// Instruction to create new account for mint (token 2022 program)
// Invokes the system program
const createAccountInstruction = getCreateAccountInstruction({
  payer: feePayer,
  newAccount: mint,
  lamports: rent,
  space,
  programAddress: TOKEN_2022_PROGRAM_ADDRESS
});

// Instruction to initialize mint account data
// Invokes the token 2022 program
const initializeMintInstruction = getInitializeMintInstruction({
  mint: mint.address,
  decimals: 9,
  mintAuthority: feePayer.address
});

const instructions = [createAccountInstruction, initializeMintInstruction];

// Get latest blockhash to include in transaction
const { value: latestBlockhash } = await rpc.getLatestBlockhash().send();

// Create transaction message
const transactionMessage = pipe(
  createTransactionMessage({ version: 0 }), // Create transaction message
  (tx) => setTransactionMessageFeePayerSigner(feePayer, tx), // Set fee payer
  (tx) => setTransactionMessageLifetimeUsingBlockhash(latestBlockhash, tx), // Set transaction blockhash
  (tx) => appendTransactionMessageInstructions(instructions, tx) // Append instructions
);

// Sign transaction message with required signers (fee payer and mint keypair)
const signedTransaction =
  await signTransactionMessageWithSigners(transactionMessage);

// Send and confirm transaction
await sendAndConfirmTransactionFactory({ rpc, rpcSubscriptions })(
  signedTransaction,
  { commitment: "confirmed" }
);

// Get transaction signature
const transactionSignature = getSignatureFromTransaction(signedTransaction);

console.log("Mint Address:", mint.address);
console.log("Transaction Signature:", transactionSignature);

const accountInfo = await rpc.getAccountInfo(mint.address).send();
console.log(accountInfo);

const mintAccount = await fetchMint(rpc, mint.address);
console.log(mintAccount);