Programas

Na Solana, os "smart contracts" são chamados de programas. Programas são implantados na blockchain em contas que contêm o binário executável compilado do programa. Os usuários interagem com os programas enviando transações contendo instruções que indicam ao programa o que fazer.

Pontos-chave

• Programas são contas contendo código executável, organizados em funções chamadas instruções.
• Embora os programas sejam stateless (sem estado), eles podem incluir instruções que criam e atualizam outras contas para armazenar dados.
• Uma autoridade de atualização pode atualizar programas. Uma vez que essa autoridade é removida, o programa se torna imutável.
• Os usuários podem verificar se os dados de uma conta de programa na blockchain correspondem ao seu código-fonte público através de builds verificáveis.

Escrevendo Programas Solana

Os programas Solana são predominantemente escritos na linguagem de programação Rust, com duas abordagens comuns para desenvolvimento:

• Anchor: Um framework projetado para o desenvolvimento de programas Solana. Ele oferece uma maneira mais rápida e simples de escrever programas, usando macros Rust para reduzir código repetitivo. Para iniciantes, é recomendado começar com o framework Anchor.

• Rust Nativo: Esta abordagem envolve escrever programas Solana em Rust sem utilizar frameworks. Oferece mais flexibilidade mas vem com maior complexidade.

Atualizando Programas Solana

Para saber mais sobre a implantação e atualização de programas, consulte a página implantando programas.

Os programas podem ser diretamente modificados por uma conta designada como "autoridade de atualização", que é tipicamente a conta que originalmente implantou o programa. Se a autoridade de atualização for revogada e definida como null, o programa se torna imutável e não pode mais ser atualizado.

Programas Verificáveis

As compilações verificáveis permitem que qualquer pessoa verifique se o código on-chain de um programa corresponde ao seu código-fonte público, tornando possível detectar discrepâncias entre as versões de origem e as implantadas.

A comunidade de desenvolvedores da Solana introduziu ferramentas para suportar compilações verificáveis, permitindo que tanto desenvolvedores quanto usuários verifiquem se os programas on-chain refletem com precisão o código-fonte compartilhado publicamente.

• Pesquisando por Programas Verificados: Para verificar rapidamente programas verificados, os usuários podem pesquisar por um endereço de programa no Solana Explorer. Veja um exemplo de um programa verificado aqui.

• Ferramentas de Verificação: O Solana Verifiable Build CLI da Ellipsis Labs permite que os usuários verifiquem independentemente programas on-chain em relação ao código-fonte publicado.

• Suporte para Compilações Verificáveis no Anchor: O Anchor fornece suporte integrado para compilações verificáveis. Detalhes podem ser encontrados na documentação do Anchor.

Berkeley Packet Filter (BPF)

A Solana usa LLVM (Low Level Virtual Machine) para compilar programas em arquivos ELF (Executable and Linkable Format). Esses arquivos contêm a versão personalizada da Solana do bytecode eBPF, chamado "Solana Bytecode Format" (sBPF). O arquivo ELF contém o binário do programa e é armazenado on-chain em uma conta executável quando o programa é implantado.

Programas Integrados

Programas Carregadores

Cada programa é propriedade de outro programa, que é seu carregador. Atualmente, existem cinco programas carregadores:

Estes loaders são necessários para criar e gerenciar programas personalizados:

• Implantar um novo programa ou buffer
• Fechar um programa ou buffer
• Reimplantar / atualizar um programa existente
• Transferir a autoridade sobre um programa
• Finalizar um programa

Loader-v3 e loader-v4 suportam modificações em programas após sua implantação inicial. A permissão para isso é regulada pela autoridade de um programa porque a propriedade da conta de cada programa reside com o loader.

Programas pré-compilados

Programa Ed25519

O programa ed25519 processa uma instrução. O primeiro u8 é uma contagem do número de assinaturas a verificar, seguido por um único byte de preenchimento. Depois disso, a seguinte estrutura é serializada, uma para cada assinatura a verificar.

struct Ed25519SignatureOffsets {
    signature_offset: u16,             // offset to ed25519 signature of 64 bytes
    signature_instruction_index: u16,  // instruction index to find signature
    public_key_offset: u16,            // offset to public key of 32 bytes
    public_key_instruction_index: u16, // instruction index to find public key
    message_data_offset: u16,          // offset to start of message data
    message_data_size: u16,            // size of message data
    message_instruction_index: u16,    // index of instruction data to get message data
}

O pseudocódigo da verificação de assinatura:

process_instruction() {
    for i in 0..count {
        // i'th index values referenced:
        instructions = &transaction.message().instructions
        instruction_index = ed25519_signature_instruction_index != u16::MAX ? ed25519_signature_instruction_index : current_instruction;
        signature = instructions[instruction_index].data[ed25519_signature_offset..ed25519_signature_offset + 64]
        instruction_index = ed25519_pubkey_instruction_index != u16::MAX ? ed25519_pubkey_instruction_index : current_instruction;
        pubkey = instructions[instruction_index].data[ed25519_pubkey_offset..ed25519_pubkey_offset + 32]
        instruction_index = ed25519_message_instruction_index != u16::MAX ? ed25519_message_instruction_index : current_instruction;
        message = instructions[instruction_index].data[ed25519_message_data_offset..ed25519_message_data_offset + ed25519_message_data_size]
        if pubkey.verify(signature, message) != Success {
            return Error
        }
    }
    return Success
}

Programa Secp256k1

O programa secp256k1 processa uma instrução que recebe como primeiro byte uma contagem da seguinte estrutura serializada nos dados da instrução:

struct Secp256k1SignatureOffsets {
    secp_signature_offset: u16,            // offset to [signature,recovery_id] of 64+1 bytes
    secp_signature_instruction_index: u8,  // instruction index to find signature
    secp_pubkey_offset: u16,               // offset to ethereum_address pubkey of 20 bytes
    secp_pubkey_instruction_index: u8,     // instruction index to find pubkey
    secp_message_data_offset: u16,         // offset to start of message data
    secp_message_data_size: u16,           // size of message data
    secp_message_instruction_index: u8,    // instruction index to find message data
}

O pseudocódigo da verificação de recuperação:

process_instruction() {
  for i in 0..count {
      // i'th index values referenced:
      instructions = &transaction.message().instructions
      signature = instructions[secp_signature_instruction_index].data[secp_signature_offset..secp_signature_offset + 64]
      recovery_id = instructions[secp_signature_instruction_index].data[secp_signature_offset + 64]
      ref_eth_pubkey = instructions[secp_pubkey_instruction_index].data[secp_pubkey_offset..secp_pubkey_offset + 20]
      message_hash = keccak256(instructions[secp_message_instruction_index].data[secp_message_data_offset..secp_message_data_offset + secp_message_data_size])
      pubkey = ecrecover(signature, recovery_id, message_hash)
      eth_pubkey = keccak256(pubkey[1..])[12..]
      if eth_pubkey != ref_eth_pubkey {
          return Error
      }
  }
  return Success
}

Isso permite ao usuário especificar quaisquer dados de instrução na transação para dados de assinatura e mensagem. Ao especificar uma sysvar de instruções especial, também é possível receber dados da própria transação.

O custo da transação contará o número de assinaturas a serem verificadas multiplicado pelo multiplicador de custo de verificação de assinatura.

Programa Secp256r1

O programa secp256r1 processa uma instrução. O primeiro u8 é uma contagem do número de assinaturas a verificar, seguido por um único byte de preenchimento. Depois disso, a seguinte estrutura é serializada, uma para cada assinatura a verificar:

struct Secp256r1SignatureOffsets {
    signature_offset: u16,             // offset to compact secp256r1 signature of 64 bytes
    signature_instruction_index: u16,  // instruction index to find signature
    public_key_offset: u16,            // offset to compressed public key of 33 bytes
    public_key_instruction_index: u16, // instruction index to find public key
    message_data_offset: u16,          // offset to start of message data
    message_data_size: u16,            // size of message data
    message_instruction_index: u16,    // index of instruction data to get message data
}

O pseudocódigo da verificação de assinatura:

process_instruction() {
    if data.len() < SIGNATURE_OFFSETS_START {
        return Error
    }

    num_signatures = data[0] as usize
    if num_signatures == 0 || num_signatures > 8 {
        return Error
    }

    expected_data_size = num_signatures * SIGNATURE_OFFSETS_SERIALIZED_SIZE + SIGNATURE_OFFSETS_START
    if data.len() < expected_data_size {
        return Error
    }

    for i in 0..num_signatures {
        offsets = parse_signature_offsets(data, i)

        signature = get_data_slice(data, instruction_datas, offsets.signature_instruction_index, offsets.signature_offset, SIGNATURE_SERIALIZED_SIZE)

        if s > half_curve_order {
            return Error
        }

        pubkey = get_data_slice(data, instruction_datas, offsets.public_key_instruction_index, offsets.public_key_offset, COMPRESSED_PUBKEY_SERIALIZED_SIZE)

        message = get_data_slice(data, instruction_datas, offsets.message_instruction_index, offsets.message_data_offset, offsets.message_data_size)

        if !verify_signature(signature, pubkey, message) {
            return Error
        }
    }

    return Success
}

Nota: Valores S baixos são aplicados para todas as assinaturas para evitar maleabilidade acidental de assinatura.

Programas Principais

O genesis do cluster Solana inclui uma lista de programas especiais que fornecem funcionalidades principais para a rede. Historicamente, estes eram referidos como programas "nativos" e costumavam ser distribuídos junto com o código do validator.