Solana DApp速成指南:从入门到链上部署,只需一步!

发布时间:2025-03-08 分类: 论坛 访问:39℃

SOL DApp 教程

简介

本教程旨在指导您逐步构建一个基础的 Solana 去中心化应用程序 (DApp)。我们将深入探讨从初始环境配置到智能合约(在 Solana 术语中称为“程序”)部署的整个流程,并提供清晰、专业的代码示例以及详细的技术解释,确保您能够理解并掌握 Solana DApp 开发的核心概念。

Solana DApp 的开发涉及多个关键环节,包括但不限于:设置本地开发环境,安装必要的工具链 (如 Solana Tool Suite),创建和编译智能合约(程序),编写客户端应用程序与智能合约进行交互,以及最终将智能合约部署到 Solana 区块链。本教程将逐一剖析这些环节,力求让您在实践中掌握 Solana DApp 开发技能。

通过本教程,您将学习到如何利用 Solana 的高性能特性构建快速、可扩展的 DApp。我们将重点关注 Solana 的编程模型,包括账户模型、程序调用机制以及数据序列化方式。同时,我们将介绍 Solana 的安全最佳实践,帮助您构建安全可靠的 DApp。

环境设置

在开始 Solana 程序的开发之前,请确保你的开发环境已正确配置,并且安装了必要的工具。以下列出了你需要准备的软件及配置:

  • Node.js 和 npm (或 yarn): 用于管理 JavaScript 依赖包,前端构建以及测试。Node.js 是 JavaScript 运行时环境,npm (Node Package Manager) 是 Node.js 的默认包管理器。Yarn 是另一个流行的包管理器,可以作为 npm 的替代品。建议安装 Node.js 的长期支持 (LTS) 版本,以确保稳定性和兼容性。
  • Solana CLI: 用于与 Solana 区块链进行交互的命令行界面工具。 通过 Solana CLI,你可以部署程序,调用函数,管理密钥对,查询链上数据等。你需要安装 Solana CLI 并将其添加到系统的环境变量中,以便在任何目录下都可以访问 `solana` 命令。你可以通过 `solana --version` 命令验证安装是否成功。
  • Rust: 用于编写 Solana 程序的主要编程语言。Solana 程序通常使用 Rust 编写,因为它提供了高性能、安全性和对底层硬件的控制能力。你需要安装 Rust 编译器 (`rustc`) 和包管理器 (`cargo`)。建议使用 `rustup` 工具来管理 Rust 的安装和版本。
  • Anchor: 用于简化 Solana 程序开发的框架。Anchor 是一个强大的框架,可以显著简化 Solana 程序的开发过程。它提供了一套高级抽象,包括账户管理、指令处理、测试框架等,可以帮助开发者更高效地构建安全可靠的 Solana 程序。你需要安装 Anchor CLI,并确保其版本与你的项目兼容。通过 `anchor --version` 命令可以检查 Anchor 的版本。

安装 Solana CLI

为了与 Solana 区块链进行交互,你需要安装 Solana 命令行界面(CLI)。Solana CLI 提供了一系列工具,允许你管理密钥对、部署程序、发送交易以及查询区块链状态。请严格遵循 Solana 官方文档的指引进行安装,确保安装过程的正确性和安全性。

按照 Solana 官方文档提供的详细步骤安装 Solana CLI: https://docs.solana.com/cli/install 。官方文档会根据你的操作系统(如 Linux、macOS 或 Windows)提供相应的安装指令和依赖项说明。务必选择与你的操作系统匹配的安装方式。

安装完成后,为了确认 Solana CLI 是否成功安装并配置正确,你需要验证安装结果。验证安装是确保后续操作顺利进行的关键步骤。使用以下命令检查 Solana CLI 的版本信息:

solana --version

在终端或命令提示符中输入该命令后,如果 Solana CLI 成功安装,你将会看到 Solana CLI 的版本号以及其他相关信息。例如,输出可能类似于 solana-cli 1.14.18 (src:...) 。如果未能显示版本信息,请检查你的环境变量配置以及 Solana CLI 的安装路径,确保 CLI 可执行文件位于系统的 PATH 环境变量中。检查依赖项是否已正确安装,例如 libssl 等。

安装 Rust

在开始开发加密货币相关的 Rust 项目之前,需要先安装 Rust 编程语言。Rust 以其安全、高效和并发性著称,非常适合构建区块链和加密应用。按照 Rust 官方文档提供的详细步骤进行安装: https://www.rust-lang.org/tools/install 。该页面提供了适用于不同操作系统(包括 Windows、macOS 和 Linux)的安装指南,并包含了必要的系统依赖项说明。

安装完成后,强烈建议验证 Rust 版本并确保你拥有最新的稳定版。Rust 团队会定期发布新版本,其中包含性能改进、安全修复和新的语言特性。使用 rustup 工具可以方便地更新到最新的稳定版:

rustup 是 Rust 的官方工具链管理器。执行以下命令将更新你的 Rust 工具链到最新的稳定版本,并确保你拥有所有必要的组件,如编译器 ( rustc )、包管理器 ( cargo ) 和文档工具 ( rustdoc ):

rustup update stable

运行此命令后, rustup 将下载并安装最新的稳定版 Rust,并自动更新你的环境变量,以便你可以直接在命令行中使用 rustc cargo 等工具。更新完成后,你可以使用 rustc --version 命令来验证 Rust 版本是否已更新成功。

安装 Anchor

Anchor 是 Solana 区块链上进行安全、高效程序开发的框架。要开始使用 Anchor,你需要使用 Cargo,Rust 的包管理器,来安装 Anchor CLI (命令行界面)。

使用 Cargo 安装 Anchor CLI:

cargo install --git https://github.com/coral-xyz/anchor anchor-cli --locked

上述命令指示 Cargo 从指定的 Git 仓库 ( https://github.com/coral-xyz/anchor ) 安装 anchor-cli 包。 --locked 标志确保使用 Cargo.lock 文件中记录的确切依赖版本,保证构建的可重复性和一致性,防止因依赖项更新而导致的问题。安装过程可能需要一些时间,因为它需要下载、编译和安装必要的组件。

验证 Anchor 安装是否成功:

anchor --version

成功安装后,可以通过在终端运行 anchor --version 命令来验证 Anchor CLI 是否正确安装。此命令将显示已安装的 Anchor 的版本号,表明安装已成功完成。如果命令无法识别,请确保 Cargo 的 bin 目录(通常是 ~/.cargo/bin )已添加到你的 PATH 环境变量中。可以通过编辑 shell 配置文件(例如 ~/.bashrc ~/.zshrc )并添加 export PATH="$HOME/.cargo/bin:$PATH" 行来实现。

创建 Anchor 项目

使用 Anchor CLI(命令行界面)可以快速初始化一个新的 Solana 程序项目。Anchor 提供了一套脚手架工具,简化了智能合约的开发流程。通过简单的命令,即可创建一个包含必要目录结构和文件的项目模板,极大地提升开发效率。

初始化 Anchor 项目的命令如下:

anchor init my_dapp
cd my_dapp

上述命令会在当前工作目录下创建一个名为 my_dapp 的新目录。这个目录将包含构成 Anchor 项目的各种组件,例如:

  • programs/ : 用于存放 Solana 程序的源代码(通常是 Rust)。
  • migrations/ : 用于处理程序部署和升级时的状态迁移。
  • test/ : 用于编写单元测试和集成测试,确保程序的正确性。
  • Anchor.toml : Anchor 项目的配置文件,包含了项目的元数据和构建配置。
  • idl/ : 存放程序接口描述语言 (IDL) 文件的目录,用于客户端与程序交互。

Anchor.toml 文件尤为重要,它定义了程序的名称、版本、集群 ID 等关键信息,并指定了程序的构建方式。通过修改此文件,可以定制项目的构建过程,例如指定 Rust 版本、添加 Cargo 特性等。

进入 my_dapp 目录后,可以开始编写 Solana 程序的代码,利用 Anchor 提供的宏和框架来简化开发过程。Anchor 框架提供了诸如账户管理、指令处理、错误处理等常用功能的抽象,使开发者能够专注于业务逻辑的实现。

定义程序

程序逻辑的核心位于 programs/my_dapp/src/lib.rs 文件中。我们将构建一个简化的Solana程序,其功能是允许用户初始化一个用于存储问候语的账户,并具备后续更新该问候语的能力。该程序将通过Anchor框架进行开发,Anchor框架简化了Solana程序的开发流程。

你需要编辑 lib.rs 文件,按照下面的代码结构进行修改,定义程序的逻辑和数据结构:


use anchor_lang::prelude::*;

declare_id!("Fg6PaFpoGXkYsidMpWTk6W2BeZ7FEfcYkg476zPFsLn");

use anchor_lang::prelude::*; 语句引入了Anchor框架的核心模块,包含了定义账户、指令以及处理Solana程序所需的必要组件。 declare_id!("Fg6PaFpoGXkYsidMpWTk6W2BeZ7FEfcYkg476zPFsLn"); 声明了程序的程序ID (Program ID),这是一个唯一的公钥,用于在Solana区块链上标识该程序。请注意,在实际开发中,你需要使用 anchor keys sync 命令生成并替换为你自己的程序ID。

[program]

pub mod my_dapp { use super::*;


/// 初始化问候语账户。此函数创建并初始化一个新的问候语账户,将用户提供的问候语存储在该账户中。
///
/// # 参数
///
/// * `ctx`: 上下文对象,包含了程序执行所需的账户信息。
/// * `greeting`: 要存储在问候语账户中的问候语字符串。
///
/// # 错误
///
/// 如果账户初始化失败,或者提供的问候语无效,则可能返回错误。
pub fn initialize(ctx: Context, greeting: String) -> Result<()> {
    // 获取问候语账户的可变引用。
    let greeting_account = &mut ctx.accounts.greeting_account;
    // 将提供的问候语存储到问候语账户中。
    greeting_account.greeting = greeting;
    // 设置问候语账户的权限为当前用户。
    greeting_account.authority = ctx.accounts.user.key();
    // 将 Bump Seed 存储到问候语账户中,用于派生程序地址 (PDA)。
    greeting_account.bump = *ctx.bumps.get("greeting_account").unwrap();
    // 返回 Ok(()) 表示操作成功。
    Ok(())
}

/// 更新问候语账户中的问候语。此函数允许用户更新已经存在的问候语账户中的问候语。
///
/// # 参数
///
/// * `ctx`: 上下文对象,包含了程序执行所需的账户信息。
/// * `new_greeting`: 要更新为的新问候语字符串。
///
/// # 错误
///
/// 如果账户更新失败,或者提供的问候语无效,则可能返回错误。
pub fn update_greeting(ctx: Context, new_greeting: String) -> Result<()> {
    // 获取问候语账户的可变引用。
    let greeting_account = &mut ctx.accounts.greeting_account;
    // 将问候语账户中的问候语更新为新的问候语。
    greeting_account.greeting = new_greeting;
    // 返回 Ok(()) 表示操作成功。
    Ok(())
}

}

[derive(Accounts)]

[instruction(greeting: String)]

pub struct Initialize<'info> 结构体定义了初始化 GreetingAccount 所需的所有账户和参数。理解该结构体对于掌握 Solana 程序中的账户初始化至关重要。

#[account(init,...)] 属性指示 Solana 运行时创建一个新的账户。

payer = user 指定了支付新账户存储费用的账户,这里是 user 。在 Solana 中,创建账户需要支付 rent, user 需要提供足够的 SOL 来支付这些费用。

space = 8 + 4 + greeting.len() + 32 + 1 定义了新账户所需的存储空间大小。其中:

  • 8 bytes 用于账户鉴别器 (account discriminator),Solana 运行时用它来区分不同类型的账户。
  • 4 bytes 用于存储字符串长度,这是一个 u32 类型,表示 greeting 字符串的长度。
  • greeting.len() 字节用于存储 greeting 字符串的内容。
  • 32 bytes 用于存储 pubkey ,通常是与账户相关联的公钥。
  • 1 byte 用于存储 bump seed,用于派生程序地址 (PDA)。

seeds = [b"greeting", user.key().as_ref()] 定义了用于生成 PDA 的种子。在这里,种子包括字符串 "greeting" user 的公钥。使用种子可以确保 PDA 的唯一性和可预测性。

bump 告诉 Solana 运行时使用生成的 bump seed 来创建 PDA。Bump seed 是为了避免 rogue key attack 而引入的。

pub greeting_account: Account<'info, GreetingAccount> 定义了将要初始化的 GreetingAccount 账户。 Account<'info, GreetingAccount> 是一个 generic type,它告诉 Solana 运行时这个账户存储的是 GreetingAccount 类型的数据。

#[account(mut)] pub user: Signer<'info> 定义了 user 账户,它是一个 Signer ,意味着该账户需要对交易进行签名。 mut 关键字表示该账户的状态在交易过程中可能会被修改。

pub system_program: Program<'info, System> 定义了 system_program 账户。Solana 程序经常需要与 System Program 交互,例如创建账户或转移 SOL。System Program 是 Solana 运行时的核心组件。

#[derive(Accounts)]

UpdateGreeting 结构体用于定义更新 GreetingAccount 所需的账户。

此结构体用于 Solana 程序中,通过 Anchor 框架,定义了一个名为 UpdateGreeting 的指令所需的账户权限和约束。

UpdateGreeting<'info> 定义了一个生命周期为 'info 的泛型结构体。

账户约束:

greeting_account: Account<'info, GreetingAccount> :

  • mut : 指定 greeting_account 是可变的,允许在程序执行过程中修改账户数据。
  • seeds = [b"greeting", user.key().as_ref()] : 指定 greeting_account 是一个程序派生地址 (PDA)。其种子由字符串 "greeting" 和 user 账户的公钥组成。 这确保了 PDA 由程序控制,并且与特定的用户相关联。
  • bump = greeting_account.bump : 确保 PDA 的 bump 种子正确。Bump 种子用于解决在特定地址上创建 PDA 的冲突问题。每个 PDA 都有一个唯一的 bump 种子,确保地址的唯一性。
  • has_one = user : 声明 greeting_account 必须拥有 user 账户。这意味着 greeting_account 结构体中存在一个字段,其值必须与提供的 user 账户的公钥匹配。这是一种权限控制机制,确保只有授权用户才能更新 greeting_account

user: Signer<'info> :

  • mut : 指定 user 是可变的。虽然在此示例中用户账户本身没有被直接修改,但在更复杂的场景中,用户的 SOL 余额或其他数据可能需要被更新(例如,支付交易费用)。
  • Signer<'info> : 指定 user 账户必须是一个签名者。这意味着交易必须由 user 账户的私钥签名,以验证交易的授权。

字段解释:

  • greeting_account : 类型为 Account<'info, GreetingAccount> ,代表要更新的 GreetingAccount 账户。 GreetingAccount 是一个自定义的账户结构,用于存储问候信息。
  • user : 类型为 Signer<'info> ,代表执行更新操作的用户账户。

[账户结构]

GreetingAccount 结构体定义了存储在 Solana 链上的问候语账户的数据结构。它包含了以下字段:

  • greeting : 字符串类型,用于存储实际的问候语内容。例如:"Hello, Solana!"。
  • authority : Pubkey 类型,代表拥有修改此账户权限的公钥。只有拥有对应私钥的账户才能更新问候语。
  • bump : u8 类型,用于解决地址碰撞问题,确保 Program Derived Address (PDA) 的唯一性。在创建账户时生成,用于派生账户地址。

[指令集]

此 Solana 程序包含以下两个核心指令,用于与 GreetingAccount 交互:

  • initialize : 初始化一个新的问候语账户。此指令接收问候语内容、授权者的公钥以及 bump Seed 作为输入。它会在链上创建一个新的 GreetingAccount 实例,并将提供的问候语和授权者公钥存储到该账户中。 Bump Seed 则确保地址的唯一性,防止与其他账户冲突。 这个指令通常是程序的第一个执行指令,用于创建账户并设置初始状态。
  • update_greeting : 更新现有问候语账户中的问候语内容。此指令需要账户的授权者签名,以验证更新权限。它接收新的问候语字符串作为输入,并将其写入 GreetingAccount 实例。 如果调用者没有相应的权限,交易将会失败。

构建程序

使用 Anchor 框架构建 Solana 程序,可以通过简单的命令实现程序的编译和部署准备。Anchor 提供了一套便捷的工具链,简化了 Solana 程序开发的复杂性。

执行以下命令,利用 Anchor 构建程序:

bash
anchor build

这条命令会触发 Anchor 编译流程,对项目中的代码进行编译,生成可部署的程序文件。编译完成后,会在项目根目录下的 target/deploy 目录中生成一个后缀名为 .so 的文件。这个 .so 文件即为程序的编译版本,包含了可在 Solana 链上执行的字节码。

.so 文件是 Solana 程序的最终部署产物。开发者需要将此文件上传到 Solana 网络,并创建一个新的程序账户,才能使程序在链上运行。 程序的部署过程涉及到向 Solana 网络支付 gas 费用,用于程序的存储和后续执行。

部署程序

在将程序部署到Solana区块链之前,必须正确配置Solana命令行界面(CLI),使其能够与目标网络建立连接。常见的网络选择包括devnet(用于开发和测试)、testnet(公共测试网络)和localnet(本地测试网络)。 本例中,我们选择使用localnet,它允许在本地计算机上模拟Solana区块链环境,便于开发和调试。

启动 localnet环境,可以使用以下命令:

solana-test-validator

此命令将启动一个本地Solana验证器实例,模拟一个完整的Solana区块链环境。验证器会持续运行,直到手动停止。

在另一个新的终端窗口中,配置Solana CLI以指向正在运行的localnet实例。 通过设置CLI的URL配置来实现:

solana config set --url http://localhost:8899

该命令将Solana CLI配置为与本地验证器通信,所有后续的Solana CLI命令都将针对此本地网络执行。 http://localhost:8899 是localnet验证器默认监听的地址和端口。

执行程序部署命令,将编译好的Solana程序部署到localnet:

anchor deploy

anchor deploy 命令会编译程序(如果尚未编译),然后将编译后的程序部署到当前配置的Solana网络(在本例中为localnet)。 此过程包括将程序上传到区块链,并创建一个可用于与程序交互的程序账户。 部署完成后, Anchor.toml 文件会自动更新,以反映已部署程序的程序ID。 程序ID是Solana区块链上程序的唯一地址,后续与程序的交互都需要使用此ID。

创建客户端

客户端代码位于 tests/my_dapp.ts 文件中。我们将编写集成测试,通过与Solana链上的程序进行实际交互来验证其功能。

修改 tests/my_dapp.ts 文件如下:

typescript


import * as anchor from "@coral-xyz/anchor";
import { Program } from "@coral-xyz/anchor";
import { MyDapp } from "../target/types/my_dapp";
import { utf8 } from "@coral-xyz/anchor/dist/cjs/utils/bytes";
import { assert } from "chai";

describe("my_dapp", () => {
    // Configure the client to use the local cluster.
    anchor.setProvider(anchor.AnchorProvider.env());

    const program = anchor.workspace.MyDapp as Program;
    const user = anchor.getProvider().wallet;

    // Generate a Program Derived Address (PDA) for the greeting account.
    // PDAs are accounts controlled by the program itself, ensuring only the program can modify them.
    const [greetingAccount] = anchor.web3.PublicKey.findProgramAddressSync(
        [utf8.encode("greeting"), user.publicKey.toBuffer()],
        program.programId
    );

    it("Is initialized!", async () => {
        // Define the initial greeting message.
        const greeting = "Hello, Solana!";

        // Call the 'initialize' method of the program.
        // This method creates a new greeting account and sets the initial greeting.
        const tx = await program.methods
            .initialize(greeting)
            .accounts({
                greetingAccount,
                user: user.publicKey,
                systemProgram: anchor.web3.SystemProgram.programId,
            })
            .rpc();

        console.log("Your transaction signature", tx);

        // Fetch the newly created greeting account from the blockchain.
        const account = await program.account.GreetingAccount.fetch(greetingAccount);

        // Assert that the greeting message in the account matches the expected value.
        assert.ok(account.greeting === greeting);

        // Assert that the authority (the user who initialized the account) matches the expected value.
        assert.ok(account.authority.equals(user.publicKey));
    });

    it("Can update the greeting!", async () => {
        // Define the new greeting message.
        const newGreeting = "Goodbye, Solana!";

        // Call the 'updateGreeting' method of the program.
        // This method updates the greeting message in the existing greeting account.
        const tx = await program.methods
            .updateGreeting(newGreeting)
            .accounts({
                greetingAccount,
                user: user.publicKey,
            })
            .rpc();

        console.log("Your transaction signature", tx);

        // Fetch the updated greeting account from the blockchain.
        const account = await program.account.GreetingAccount.fetch(greetingAccount);

        // Assert that the greeting message in the account matches the updated value.
        assert.ok(account.greeting === newGreeting);
    });
});

此测试用例包含两个关键的集成测试:

  • Is initialized! : 该测试验证程序能否成功部署并创建一个新的问候语账户,并按预期设置初始问候语。 它包括调用程序的 initialize 方法,并使用断言来验证链上状态是否与预期相符。 涉及到账户创建、程序调用和链上数据验证。
  • Can update the greeting! : 该测试验证程序能否成功地更新现有问候语账户中的问候语消息。 它通过调用程序的 updateGreeting 方法来实现,并且使用断言来确认链上数据是否已正确更新。 此测试确保程序可以修改现有账户的数据,并保持数据的完整性。

运行测试

运行测试是确保Solana程序(例如使用Anchor框架构建的程序)功能正常且符合预期行为的关键步骤。通过运行测试,开发者可以验证程序的逻辑正确性、处理各种边缘情况的能力以及应对潜在的安全漏洞。

命令行指令:

bash
anchor test

anchor test 命令是Anchor框架提供的用于执行测试套件的工具。这个命令会自动查找并执行项目目录中定义的测试用例。这些测试用例通常使用JavaScript或TypeScript编写,并利用Anchor提供的API与Solana程序进行交互。测试过程涉及部署程序、调用程序的函数、验证返回结果和链上状态,从而确保程序在各种场景下的稳定性和可靠性。

在测试执行过程中,Anchor会模拟Solana区块链环境,允许开发者在本地环境中验证程序的行为,而无需部署到真实的Solana网络。测试输出会详细报告每个测试用例的执行结果,包括成功、失败和任何发生的错误信息。通过分析测试结果,开发者可以快速定位并修复程序中的缺陷,提高程序的质量和安全性。

成功运行测试用例表明程序的基本功能已通过验证,并且可以按照预期与区块链进行交互。 这并不意味着程序绝对没有错误,但它是确保代码库质量的重要一步。测试应涵盖各种输入、边缘情况和潜在的故障模式,以提供对程序行为的全面评估。

用户界面

虽然本教程侧重于后端智能合约(Solana Program)开发,但用户与去中心化应用(DApp)的交互离不开精心设计的用户界面(UI)。 前端UI的构建可以选择诸如React、Vue.js、Angular等现代JavaScript框架。 UI的核心功能应包括:允许用户无缝连接其加密货币钱包、便捷地调用链上Program的指令、以及清晰地展示Program存储的链上数据。

例如,你可以利用 @solana/web3.js 这一Solana官方提供的JavaScript库,在UI中调用诸如 initialize (初始化)和 update_greeting (更新问候语)等Program定义的关键函数。 钱包适配器在DApp中扮演着桥梁的角色,它负责连接用户的数字钱包。 诸如 @solana/wallet-adapter-\* 系列软件包提供了多种钱包适配器选择,例如 @solana/wallet-adapter-phantom @solana/wallet-adapter-solflare 等,允许用户选择自己偏好的钱包应用与DApp进行交互。 钱包适配器简化了用户授权交易和签名消息的流程,提高了DApp的用户体验。

账户派生地址 (PDA)

在 Solana 区块链开发中,我们经常使用账户派生地址(PDA)来管理由程序控制的链上状态。在我们的示例中, greeting_account 就是通过 PDA 创建的。与由私钥直接控制的传统账户不同,PDA 的授权和管理完全由指定的程序逻辑决定。这意味着没有对应的私钥可以签署交易来改变 PDA 的状态,所有状态的变更都必须通过程序定义的规则来执行。这种特性使得 PDA 非常适合存储和管理程序的特定数据,例如配置信息、用户数据快照或者其他程序逻辑需要维护的状态。

为了生成 PDA,我们使用了 anchor.web3.PublicKey.findProgramAddressSync 函数。这个函数是 Anchor 框架提供的一个实用工具,用于计算符合特定条件的 PDA。它接受两个关键参数:一个种子数组和一个程序 ID。种子数组是一个字节数组,可以包含任何程序认为有意义的数据,例如账户所有者的公钥、特定的字符串标识符等。程序 ID 指定了负责控制该 PDA 的程序的公钥。 findProgramAddressSync 函数会根据提供的种子数组和程序 ID,通过一个单向哈希函数(通常是 SHA-256)进行计算,直到找到一个满足 PDA 条件的公钥。PDA 条件是指生成的公钥在椭圆曲线上的私钥是不存在的,从而确保该账户只能由程序控制。函数返回 PDA 的公钥以及一个 bump 值。

bump 值是 PDA 生成过程中的一个关键组成部分。由于哈希碰撞的可能性,直接使用种子数组和程序 ID 计算出的公钥可能不是一个有效的 PDA(即,可能存在对应的私钥)。为了解决这个问题, findProgramAddressSync 函数会在种子数组中附加一个额外的字节( bump ),并不断尝试不同的 bump 值(通常从 255 向下递减),直到找到一个满足 PDA 条件的公钥。这个 bump 值是固定的,并且必须在程序中用于签署需要 PDA 授权的交易。如果使用了错误的 bump 值,交易将会失败。 bump 值的存在确保了生成的地址确实是一个程序控制的地址,而不是一个可以被私钥控制的地址。

安全注意事项

开发 Solana 程序时,安全性至关重要,必须认真对待。由于 Solana 程序的特性,任何安全漏洞都可能导致不可逆转的损失。以下是一些在 Solana 程序开发过程中必须高度关注的重要事项:

  • 访问控制: 严格控制对程序指令的访问权限,确保只有经过授权的用户或程序才能调用关键操作。这有助于防止未经授权的修改或数据泄露。Anchor 框架提供了便捷的机制来实现访问控制,例如使用 #[account(has_one = user)] 约束。这个约束条件会在程序执行时验证调用账户是否与指定账户匹配,从而确保只有预期的用户才能执行特定操作。更高级的访问控制模型可以结合多重签名、权限管理账户等方式实现。
  • 算术溢出: Solana 程序运行在链上环境中,计算资源极其有限。算术溢出不仅会导致程序逻辑错误,还可能被恶意利用进行攻击。因此,避免使用可能导致算术溢出的操作至关重要。Rust 提供了 checked_add checked_sub checked_mul checked_div 等安全算术运算方法。这些方法会在运算结果溢出时返回 None ,允许程序优雅地处理溢出情况,避免潜在的漏洞。还可以考虑使用专门的数值类型库,例如 SafeMath,来提供额外的溢出保护。
  • 拒绝服务 (DoS): 恶意用户可能会试图通过发送大量无效或低成本的交易来消耗程序的计算资源,导致程序无法响应正常用户的请求。这种攻击被称为拒绝服务 (DoS) 攻击。为了防止 DoS 攻击,必须采取有效的防御措施。可以限制每个交易可以执行的操作数量,防止单个交易消耗过多的计算资源。实施速率限制可以限制特定账户或 IP 地址发送交易的频率。还可以使用优先级费用机制,允许用户支付更高的费用来优先处理其交易,从而确保关键操作能够及时执行。
  • 重入攻击: 与其他智能合约平台类似,Solana 程序也面临重入攻击的风险。重入攻击是指恶意合约在程序完成操作之前再次调用该程序,从而可能导致状态不一致或资金损失。为了防止重入攻击,需要小心地设计程序逻辑,避免在更新状态之前调用其他合约。可以使用锁机制来防止并发访问,确保在完成操作之前阻止其他合约的调用。另一种方法是采用“先检查后执行”的模式,在执行任何操作之前,先验证所有必要的条件,然后在一次性更新状态。
  • 安全审计: 在将 Solana 程序部署到主网之前,必须进行全面的安全审计。聘请经验丰富且信誉良好的安全审计员来审查代码,识别潜在的安全漏洞和设计缺陷。审计员会模拟各种攻击场景,评估程序的安全性和鲁棒性。审计报告会提供详细的漏洞分析和修复建议,帮助开发者改进代码质量。在解决所有发现的问题之后,才能安全地将程序部署到主网。定期进行安全审计是确保 Solana 程序安全性的重要措施。

进一步学习

  • Anchor 文档: https://www.anchor-lang.com/ - Anchor 是一个用于在 Solana 上构建安全、高效的程序的框架。该文档提供了关于 Anchor 框架的全面指南,涵盖了从安装和配置到智能合约开发和部署的各个方面。学习 Anchor 可以极大地简化 Solana 程序的开发流程,并提高代码的安全性和可维护性。它详细介绍了程序结构、账户管理、指令处理等关键概念,并提供了丰富的示例代码和教程。
  • Solana Cookbook: https://solanacookbook.com/ - Solana Cookbook 汇集了 Solana 开发中的常见问题和解决方案。它如同一个食谱,提供了各种实用技巧和最佳实践,帮助开发者解决在构建 Solana 应用时遇到的实际问题。涵盖了诸如代币管理、账户操作、程序调用、交易构建等多个领域,是开发者快速上手和深入理解 Solana 技术的宝贵资源。 Cookbook 采用易于理解的方式呈现复杂概念,并提供了可直接使用的代码片段。
  • Solana 官方文档: https://docs.solana.com/ - Solana 官方文档是了解 Solana 区块链技术的最权威和全面的资源。它涵盖了 Solana 架构、共识机制、交易处理、账户模型、程序开发等各个方面的技术细节。官方文档详细介绍了 Solana 协议的运作原理,并提供了 API 参考、CLI 工具使用指南等实用信息。深入阅读官方文档可以帮助开发者全面了解 Solana 平台的底层机制,为构建高性能和可靠的应用奠定坚实基础。文档不断更新,以反映 Solana 技术的最新进展。
原创声明:本文仅代表作者观点,不代表 区矩阵 立场。系作者授权新闻网站模板发表,未经授权不得转载。
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