写给Solidity开发者的Solana入门指南

2022-11-07 10:17:00 浏览数 (1)

译文出自：登链翻译计划[1] 译者：Tiny 熊[2]

如果你熟悉以太坊和 Solidity，你可能有兴趣涉足 Solana 生态系统。Solana 的快速区块链很有前景，也很令人兴奋。另外也增加了对 web3 知识的认知。

但是，如果你从来没有见过 Solana 程序，它的语法是非常可怕的，而且文档看起来就像一个开发者的重复性笔记。它没有连贯性，你要到后面的章节才会明白某些部分。

这就是为什么我写“ 给 Solidity 开发者的 Solana 开发之路系列”的原因，我会向你温和地、没有痛苦和挫折地介绍 Solana。这篇介绍 以太坊与 Solana 的编程模型比较，基本上它只是在 ETH 与 SOL 中如何写程序的概念性差异。

我们不会去讨论 Solana 在背后是如何工作，比如它的历史证明（POH）等等。这将是另一篇文章的内容。

以下是这篇文章的大纲：

  • 以太坊与 Solana 存储状态的不同
  • Solana 账户
  • 程序衍生地址（Program Derived Addresses）

以太坊与 Solana 存储状态的不同

在以太坊中，你习惯于将状态直接存储在智能合约中。看一下这个简单的合约（使用 Solidity[3] 编写）：

代码语言：javascript复制
contract EthereumExample {
  struct Author {
    uint256 publications;
    uint256 likes;
  }

  Author public author;

  function publish() public {
      author.publications  = 1;
  }
}

它只是存储了一个变量author，并有一个辅助的publish函数来改变author这个变量。当你部署这个合约，代码和它的状态一起被存储在一个地址。你可以使用该地址来引用合约并读取其数据（例如，在 Etherscan 上）。

但 Solana 是不同的。

Solana 合约是无状态的。把它们想象成只是指令。他们不存储任何数据/状态。那么，数据存储在哪里呢？它被存储在独立的 账户中。账户持有数据。当你调用 Solana 合约的函数时，你需要把数据传给函数。

因此，上面的publish函数需要一个对存储数据的账户的引用。该函数将增加出版物的数量，但作者变量仍将存储在同一个账户中（而不是在合约中）。合约的状态并没有改变。如果你熟悉 Java，Solana 合约就像 Java 中的静态类。

BTW，智能合约在 Solana 中被称为程序（programs）。

下面是上面的简单合约在 Solana 中的样子：

代码语言：javascript复制
#[program]
pub mod solana_example {
    use super::*;
    pub fn publish(ctx: Context<AuthorData>) -> ProgramResult {
        let author_account = &mut ctx.accounts.author_account;
        author_account.publications  = 1;
        Ok(())
    }
}

#[derive(Accounts)]
pub struct AuthorData<'info> {
    #[account(mut)]
    pub author_account: Account<'info, AuthorAccount>,
}

#[account]
pub struct AuthorAccount {
    pub publications: u64,
    pub likes: u64,
}

注意数据是如何存储在一个单独的AuthorAccount中的，这个数据是通过引用传递到publish函数中的（通过Context）。solana_example程序本身并不存储任何东西。它只是对传入的数据进行操作。(AuthorData有点像一个包装器，需要把AuthorAccount传给publish函数）。

这个语法很吓人，我知道。这就是 Rust 和 Anchor（Solana 框架）。这让我想起了我开始开发 iOS 和第一次遇到 Objective C 的日子。别担心，我们将在之后的文章中更详细地研究这个语法。它将会更有意义，我保证。

将代码与数据分开，使程序的升级变得容易。在 Solana 中，有可能将一个新版本的程序重新部署到同一地址，同时重复使用相同的数据账户--在不损失数据的情况下进行升级。(这在以太坊中更难做到）。

Solana 账户

账户是一个模棱两可的词。它在不同的语境中意味着很多东西。在 Solana 中，一个账户只是意味着一个存储单元。它只是一个存储任意数据的容器。

有 2 种类型的账户：首先是 数据账户，它只是为程序存储数据，如我们已经提到的 AuthorAccount。第二种类型是 程序账户，用于 托管程序的代码。当你在 Solana 上部署一个程序时，它的代码被存储在一个 程序账户中。

一个例子：如果你有一个计数器程序，让你增加一个计数器，你必须创建两个账户：一个账户存储程序的代码，一个账户存储计数器的值。

账户有公钥/地址，以便能够引用它们，它们有私钥，用于签名以证明修改账户的权限（authority）

authority这个词在 Solana 世界中使用得相当多。它只是意味着所有者（owner）--私钥的持有人。

账户也存储余额，Solana 余额。Solana 的原生货币单位是 SOL 和 Lamport(为纪念 Solana 最大的技术影响者Leslie Lamport[4]而命名)。1 SOL = 10⁹ Lamports。他们和 ETH 和 Wei 类似。

为了创建一个账户，Solana 需要在其存储上分配空间。Solana 的存储空间不是免费的，所以创建一个账户也不是免费的。你需要向 Solana 支付租金来 托管账户。但是不要担心。如果你把 2 年的租金存入你的账户，你就可以免去租金。每个人都只是这样做，所以在 Solana 上的存储基本上是免费的。

以下是一个 Solana 账户中存储的所有内容的摘要：

来自 Solana wiki[5]

data字段要么存储代码，要么存储任意数据，取决于账户是否是可执行（executable）。我们将在稍后讨论owner字段。

以太坊也有 2 种类型的账户：

  • 外部拥有账户 - 普通账户，可以由钱包软件生成（只需要生成一个私钥，然后导出公钥和地址，你就有一个账户）。这些账户只是存储余额和 nonce。
  • 智能合约账户 - 这些存储 EVM 代码，还有一个存储型 map，可用于存储任意数据。

以下是存储在以太坊账户中的内容，供比较:

来自 Solana wiki[6]

codeHash是用来存储代码的，storageRoot是用来存储任意数据的。对于不可执行的账户，storageRoot被设置为一个特殊的 null哈希值，表示该账户没有存储。

在以太坊中，只有 “可执行账户"有存储。但在 Solana 中，所有账户都可以存储数据。然而，可执行账户数据专门用于不可变的字节码。所有其他数据都存储在非可执行账户中，非可执行账户是由可执行账户拥有的。

现在，让我们来谈谈 Solana 账户的owner(所有者)字段:

为了确保合约不能修改另一个合约的状态，每个数据账户都指定了一个所有者程序，该程序对状态更改有独占控制权。默认情况下，所有者程序是 Solana 的系统程序（有点像一个操作系统）。

除了所有者之外，没有人可以修改数据账户的状态。任何人都可以把钱存入账户，但只有所有者可以提取余额。

在这一点上，你知道程序（programs）和账户在 Solana 上的工作。但是，在 Solana 中有一个小尴尬，在以太坊中是没有的。

想象一下，你在 Solana 上部署了一个程序，你也在 AWS 上部署了一个传统的 web2 前端，用于与该程序进行交互。每次你调用程序时，你需要传入数据账户（以修改状态）。你需要拥有数据账户的私钥，以便能够改变数据账户的状态。

钥匙的管理落在你身上。你打算把它储存在哪里？在 web2 服务器中作为环境变量？这不太像 web3 的做法。最好是把这个密钥存储在程序本身，使其更像以太坊--一种将存储附加到程序的方式。

程序衍生地址（PDA）解决了这个问题。

程序衍生地址(PDA)

PDA（Program Derived Addresses）本质上允许你将一个数据存储账户附加到一个无状态的程序账户。一种使 Solana 类似以太坊的方式。

它是如何工作的？在程序中，你只是从程序控制的变量中生成一个地址。这就成为一个衍生账户（一个程序衍生的地址）。Solana 操作系统提供了一个辅助函数来推导这个地址。

更具体地说，PDA 是由一个程序 ID 和一个种子集合衍生的。程序 ID 是 Solana 程序的地址。种子可以由程序任意选择（我们将看到种子的用处）。

这个过程是确定的：种子和程序 ID 的组合通过 sha256 哈希函数运行，看它们是否产生一个位于椭圆曲线上的公钥（产生的公钥有~50%位于椭圆曲线上）。如果它确实位于椭圆曲线上，我们只需添加一些东西，对我们的输入进行一些修改，然后再试一次。这个模糊因素的技术术语是 凸点。在 Solana 中，我们从 bump = 255开始，然后简单地向下迭代 bump = 254、bump = 253，等等，直到我们得到一个不在椭圆曲线上的地址。

**位于椭圆曲线上是什么意思**？当一个公钥位于椭圆曲线上时，意味着存在一个相应的私钥，可以使整个私钥加密算法工作。

有一个叫 findProgramDerivedAddress的函数将整个过程抽象化了。

嗯，这里有很多技术上的东西。如果我把你弄糊涂了，你只需要理解：PDA 是基本上由程序 ID 和一些种子生成的，这样产生的地址就没有相应的私钥。

现在，这个 PDA 对于给 Solana 程序附加存储有什么用？

PDA 解决了几件事：

  • 不需要管理/跟踪存储账户的私钥。只需从程序中导出一个地址，并将该地址/账户作为存储。你如何确保其他人不会修改衍生账户？因为衍生地址没有相应的私钥。所以没有人可以修改这个账户。Solana 操作系统确保只有程序被允许修改 PDA。你如何确保其他程序不能衍生出相同的 PDA？他们不能，因为他们的程序 ID 是不同的。
  • PDA 也可以用来在独立的账户中存储用户的特定信息。这就是种子变得有用的地方。一个常见的做法是使用最终用户的公钥作为种子生成 PDA，允许程序将该用户的信息存储在自己的独立账户中。程序可以通过使用不同的种子来确定地得出任何数量的地址。这些种子可以象征性地确定地址的使用方式。例如，你可以使用用户的公钥和一个代币的符号作为种子，得到一个用于存储用户关于特定代币信息的账户（每个用户和每个代币将有一个新的 PDA 账户）。

总结一下，PDA 只是一个账户，其所有者是一个程序，PDA 不像其他账户那样有私钥。由于没有相关的私钥，外部用户不能为 PDA 生成有效的签名。只有其种子推导 PDA 的程序可以控制它 -- 这是 Solana OS 的强制要求。

作为写给 Solidity 开发者的 Solana 入门指南，本文关于 以太坊的编程模型差异就到此为止了。

本翻译由 Duet Protocol[7] 赞助支持。

原文：https://betterprogramming.pub/getting-started-with-solana-for-solidity-developers-ee97a9bdf7ed

参考资料

[1]

登链翻译计划: https://github.com/lbc-team/Pioneer

[2]

Tiny 熊: https://learnblockchain.cn/people/15

[3]

Solidity: https://learnblockchain.cn/docs/solidity/

[4]

Leslie Lamport: https://en.wikipedia.org/wiki/Leslie_Lamport

[5]

wiki: https://solana.wiki/zh-cn/docs/account-model/

[6]

wiki: https://solana.wiki/zh-cn/docs/account-model/

[7]

Duet Protocol: https://duet.finance/?utm_souce=learnblockchain

存储 区块链 https

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