Модель аккаунтов Solana

В Solana все данные хранятся в так называемых "аккаунтах". Вы можете представить данные в Solana как публичную базу данных с одной таблицей "Аккаунты", где каждая запись в этой таблице — это "аккаунт". Каждый аккаунт в Solana имеет общий базовый тип аккаунта.

Аккаунты

Основные моменты

• Аккаунты могут хранить до 10MiB данных, которые содержат либо исполняемый программный код, либо состояние программы.
• Для аккаунтов требуется депозит rent в lamport (SOL), который пропорционален объему хранимых данных, и вы можете полностью вернуть его при закрытии аккаунта.
• У каждого аккаунта есть владелец программы. Только программа, которая владеет аккаунтом, может изменять его данные или списывать баланс lamport. Однако любой может увеличить баланс.
• Sysvar-аккаунты — это специальные аккаунты, которые хранят состояние сети.
• Программные аккаунты хранят исполняемый код смарт-контрактов.
• Аккаунты данных создаются программами для хранения и управления состоянием программы.

Аккаунт

Каждый аккаунт в Solana имеет уникальный 32-байтовый адрес, который часто представлен в виде строки, закодированной в формате base58 (например, 14grJpemFaf88c8tiVb77W7TYg2W3ir6pfkKz3YjhhZ5).

Связь между аккаунтом и его адресом работает как пара ключ-значение, где адрес является ключом для нахождения соответствующих данных аккаунта в блокчейне. Адрес аккаунта выступает в роли "уникального идентификатора" для каждой записи в таблице "Аккаунты".

Адрес аккаунта

Большинство аккаунтов Solana используют Ed25519 публичный ключ в качестве своего адреса.

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);

Хотя публичные ключи обычно используются в качестве адресов аккаунтов, Solana также поддерживает функцию, называемую Программно производные адреса (PDA). PDA — это специальные адреса, которые можно детерминированно вывести из ID программы и дополнительных входных данных (seed).

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}`);

Тип аккаунта

Аккаунты имеют максимальный размер 10MiB, и каждый аккаунт в Solana использует один и тот же базовый Account тип.

Тип аккаунта

Каждый аккаунт в Solana имеет следующие поля.

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

Для хранения данных в блокчейне аккаунты также должны поддерживать баланс lamport (SOL), пропорциональный объему данных, хранимых в аккаунте (в байтах). Этот баланс называется "rent", но он больше похож на депозит, так как вы можете вернуть всю сумму при закрытии аккаунта. Вы можете найти расчет здесь с использованием этих констант.

Термин "rent" происходит от устаревшего механизма, который регулярно вычитал lamports из аккаунтов, баланс которых был ниже порога rent. Этот механизм больше не активен.

Владелец программы

В Solana "умные контракты" называются программами. Владение программой является ключевой частью модели аккаунтов Solana. У каждого аккаунта есть назначенная программа в качестве владельца. Только программа-владелец может:

• Изменять поле data аккаунта
• Вычитать lamports из баланса аккаунта

Каждая программа определяет структуру данных, хранимых в поле data аккаунта. Инструкции программы определяют, как эти данные и баланс lamports аккаунта могут быть изменены.

System Program

По умолчанию все новые аккаунты принадлежат System Program. System Program выполняет следующие ключевые функции:

Обратите внимание, что все "кошельковые" аккаунты в Solana являются "Системными аккаунтами", принадлежащими Системной программе. Баланс lamport в этих аккаунтах показывает количество SOL, принадлежащих кошельку. Только Системные аккаунты могут оплачивать комиссии за транзакции.

Системный аккаунт

Когда SOL отправляется на новый адрес впервые, аккаунт автоматически создается по этому адресу и принадлежит Системной программе.

В примере ниже создается новая пара ключей (keypair) и пополняется SOL. Запустите код, чтобы увидеть результат. Обратите внимание, что поле owner аккаунта указывает на Системную программу с адресом 11111111111111111111111111111111.

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);

Системные аккаунты (Sysvar Accounts)

Системные аккаунты (Sysvar accounts) — это специальные аккаунты с предопределенными адресами, которые предоставляют доступ к данным состояния кластера. Эти аккаунты динамически обновляются данными о сетевом кластере. Полный список Системных аккаунтов можно найти здесь.

Следующий пример показывает, как получить и десериализовать данные из системного аккаунта 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);

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);

Программный аккаунт

Развертывание программы Solana создает исполняемый программный аккаунт. Программный аккаунт хранит исполняемый код программы. Программные аккаунты принадлежат Загрузочной программе (Loader Program).

Программный аккаунт

Для упрощения можно считать программный аккаунт самой программой. Когда вы вызываете инструкции программы, вы указываете адрес программного аккаунта (часто называемый "Program ID").

Следующий пример получает аккаунт Token Program, чтобы показать, что программные аккаунты имеют тот же базовый тип Account, за исключением того, что поле executable установлено в значение true. Поскольку программные аккаунты содержат исполняемый код в своем поле данных, мы не десериализуем эти данные.

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);

Буферный аккаунт

Loader-v3 имеет специальный тип аккаунта для временного размещения программы во время развертывания или обновлений. В loader-v4 буферы всё ещё существуют, но они являются обычными программными аккаунтами.

Аккаунт данных программы

Loader-v3 работает иначе, чем все другие программы BPF Loader. Программный аккаунт содержит только адрес аккаунта данных программы, который хранит фактический исполняемый код:

Аккаунт данных программы

Не путайте эти аккаунты данных программы с аккаунтами данных программ (см. ниже).

Аккаунт данных

В Solana исполняемый код программы хранится в отдельном аккаунте, отличном от состояния программы. Это похоже на то, как операционные системы обычно имеют отдельные файлы для программ и их данных.

Для поддержания состояния программы определяют инструкции для создания отдельных аккаунтов, которыми они владеют. Каждый из этих аккаунтов имеет свой уникальный адрес и может хранить любые произвольные данные, определённые программой.

Аккаунт данных

Обратите внимание, что только System Program может создавать новые аккаунты. После того как System Program создаёт аккаунт, она может назначить владение новым аккаунтом другой программе.

Другими словами, создание аккаунта данных для пользовательской программы включает два шага:

1. Вызвать System Program для создания аккаунта, затем передать права собственности пользовательской программе.
2. Вызвать пользовательскую программу, которая теперь владеет аккаунтом, чтобы инициализировать данные аккаунта в соответствии с инструкцией программы.

Этот процесс создания аккаунта часто абстрагируется как один шаг, но полезно понимать его внутренний процесс.

Следующий пример показывает, как создать и получить аккаунт Token Mint, принадлежащий программе Token 2022.

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);