Производные адреса PDA

Введение

В Solana Keypair значения — это точки на кривой Ed25519. keypair состоит из публичного ключа (используется как адрес аккаунта) и секретного ключа (используется для создания подписей). Любой, у кого есть секретный ключ, может подписывать транзакции для этого адреса.

Два аккаунта с адресами на кривой

PDA специально вычисляется так, чтобы находиться вне кривой Ed25519. Поскольку это невалидная точка кривой, секретного ключа не существует, и ни одна внешняя сторона не может создать подпись. Только программа, производящая PDA, может авторизовать операции с этим PDA через invoke_signed.

Адрес вне кривой

PDA и аккаунты на keypair

Необязательные seed'ы

Необязательные seed'ы — это определяемые пользователем байтовые строки, которые используются в качестве входных данных для генерации PDA. Они позволяют создавать уникальные, детерминированные адреса, привязанные к конкретной программе. Например, использование ["user", user_pubkey] в качестве seed'ов приводит к созданию отдельного PDA для каждого пользователя.

Seed'ы должны соответствовать следующим ограничениям:

• Максимум 16 seed'ов на одну генерацию (MAX_SEEDS)
• Максимум 32 байта на один seed (MAX_SEED_LEN)

Bump seed

Bump seed — это один байт (0–255), который добавляется к необязательным seed'ам при генерации. find_program_address производит поиск от 255 до 0, вызывая create_program_address с каждым значением, пока результат не выйдет за пределы кривой Ed25519. Первое подходящее значение становится каноническим bump.

Программы всегда должны использовать канонический bump, чтобы обеспечить уникальное и детерминированное соответствие между seed'ами и адресом.

Генерация PDA

Алгоритм генерации

Генерация PDA реализована в функции SDK create_program_address. Алгоритм работает следующим образом:

1. Проверить, что количество seed'ов не превышает MAX_SEEDS (16), а длина каждого seed не превышает MAX_SEED_LEN (32 байта). Если хотя бы одно из условий не выполняется, вернуть PubkeyError::MaxSeedLengthExceeded.
2. Выполнить SHA-256 хеширование всех seed'ов, идентификатора программы и строки "ProgramDerivedAddress" вместе, чтобы получить 32-байтовый результат.
3. Проверить, является ли результат допустимой точкой на кривой Ed25519.
4. Если результат НАХОДИТСЯ на кривой, вернуть PubkeyError::InvalidSeeds (адрес будет иметь соответствующий приватный ключ, что нарушает безопасность PDA).
5. Если результат НЕ находится на кривой, вернуть его как PDA.

Стоимость вычислительных единиц

Системный вызов в блокчейне для create_program_address взимает 1 500 CU за каждый вызов.

try_find_program_address syscall взимает 1 500 CU при входе (до начала цикла), а затем дополнительно 1 500 CU за каждую неудачную попытку bump внутри цикла.

Типовые шаблоны seed

Seed зависят от конкретного приложения. Часто встречающиеся шаблоны:

Примеры: получение PDA

Получение PDA вычисляет только адрес. Аккаунт по этому адресу не создаётся автоматически в блокчейне. Его нужно явно создать отдельной инструкцией (обычно create_account через CPI).

SDK Solana предоставляют функции для получения PDA. Каждая функция принимает:

• Program ID: адрес программы, используемой для получения PDA. Эта программа может подписывать от имени PDA.
• Необязательные seed: заранее определённые входные данные, такие как строки, числа или другие адреса аккаунтов.

В примерах ниже показано, как получить PDA с помощью SDK Solana. Нажмите ▷ Запустить, чтобы выполнить код.

Получение PDA с помощью строкового seed

В примере ниже показано, как получить PDA, используя program ID и необязательный строковый 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}`);

Получение PDA с помощью адресного seed

В примере ниже показано, как получить PDA, используя program ID и необязательный адресный seed.

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

const programAddress = "11111111111111111111111111111111" as Address;
const addressEncoder = getAddressEncoder();
const optionalSeedAddress = addressEncoder.encode(
  "B9Lf9z5BfNPT4d5KMeaBFx8x1G4CULZYR1jA2kmxRDka" as Address
);
const seeds = [optionalSeedAddress];
const [pda, bump] = await getProgramDerivedAddress({
  programAddress,
  seeds
});

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

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

const programAddress = "11111111111111111111111111111111" as Address;
const addressEncoder = getAddressEncoder();
const optionalSeedAddress = addressEncoder.encode(
  "B9Lf9z5BfNPT4d5KMeaBFx8x1G4CULZYR1jA2kmxRDka" as Address
);
const seeds = [optionalSeedAddress];
const [pda, bump] = await getProgramDerivedAddress({
  programAddress,
  seeds
});

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

Получение PDA с несколькими seed

В примере ниже показано, как получить PDA, используя program ID и несколько необязательных seed.

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

const programAddress = "11111111111111111111111111111111" as Address;
const optionalSeedString = "helloWorld";
const addressEncoder = getAddressEncoder();
const optionalSeedAddress = addressEncoder.encode(
  "B9Lf9z5BfNPT4d5KMeaBFx8x1G4CULZYR1jA2kmxRDka" as Address
);
const seeds = [optionalSeedString, optionalSeedAddress];
const [pda, bump] = await getProgramDerivedAddress({
  programAddress,
  seeds
});

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

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

const programAddress = "11111111111111111111111111111111" as Address;
const optionalSeedString = "helloWorld";
const addressEncoder = getAddressEncoder();
const optionalSeedAddress = addressEncoder.encode(
  "B9Lf9z5BfNPT4d5KMeaBFx8x1G4CULZYR1jA2kmxRDka" as Address
);
const seeds = [optionalSeedString, optionalSeedAddress];
const [pda, bump] = await getProgramDerivedAddress({
  programAddress,
  seeds
});

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

Перебор всех bump

Следующие примеры показывают получение PDA с использованием всех возможных bump seed (от 255 до 0), иллюстрируя, как find_program_address возвращает канонический bump:

import { PublicKey } from "@solana/web3.js";

const programId = new PublicKey("11111111111111111111111111111111");
const optionalSeed = "helloWorld";

// Loop through all bump seeds (255 down to 0)
for (let bump = 255; bump >= 0; bump--) {
  try {
    const PDA = PublicKey.createProgramAddressSync(
      [Buffer.from(optionalSeed), Buffer.from([bump])],
      programId
    );
    console.log("bump " + bump + ": " + PDA);
  } catch (error) {
    console.log("bump " + bump + ": " + error);
  }
}

import { PublicKey } from "@solana/web3.js";

const programId = new PublicKey("11111111111111111111111111111111");
const optionalSeed = "helloWorld";

// Loop through all bump seeds (255 down to 0)
for (let bump = 255; bump >= 0; bump--) {
  try {
    const PDA = PublicKey.createProgramAddressSync(
      [Buffer.from(optionalSeed), Buffer.from([bump])],
      programId
    );
    console.log("bump " + bump + ": " + PDA);
  } catch (error) {
    console.log("bump " + bump + ": " + error);
  }
}

bump 255: Error: Invalid seeds, address must fall off the curve
bump 254: 46GZzzetjCURsdFPb7rcnspbEMnCBXe9kpjrsZAkKb6X
bump 253: GBNWBGxKmdcd7JrMnBdZke9Fumj9sir4rpbruwEGmR4y
bump 252: THfBMgduMonjaNsCisKa7Qz2cBoG1VCUYHyso7UXYHH
bump 251: EuRrNqJAofo7y3Jy6MGvF7eZAYegqYTwH2dnLCwDDGdP
bump 250: Error: Invalid seeds, address must fall off the curve
...
// remaining bump outputs

В этом примере bump 255 создаёт адрес на кривой и не проходит проверку. Первый валидный bump — 254, он становится каноническим.