12_Solana-Rust的宏

2024-07-17

参考: https://www.soldev.app/course/rust-macros
Rust官方: https://rustwiki.org/zh-CN/book/ch19-06-macros.html

Rust的宏分为2类:

声明宏(Declarative macro): 使用macro_rules!定义，例如: vec!

过程宏(Procedural macro): 使用AST(Abstract syntax tree) 支持更加复杂的代码生成

Function-like macros - custom!(...)

Derive macros - #[derive(CustomDerive)], 一般用于 struct, enum, union , 用于实现某些trait

#[derive(MyMacro)]
struct Input {
    field: String
}

// 指定helper属性
#[proc_macro_derive(MyMacro, attributes(helper))]
pub fn my_macro(body: TokenStream) -> TokenStream {
    ...
}

#[derive(MyMacro)]
struct Input {
    #[helper]  // 可以根据这个 helper attribitue 执行更多操作
    field: String
}

Attribute macros - #[CustomAttribute]: 用于struct或函数

#[my_macro]
fn my_function() {
    ...
}

#[proc_macro_attribute]
pub fn my_macro(attr: TokenStream, input: TokenStream) -> TokenStream {
    // 第1个参数 attr 代表属性宏的参数
    // 第2个参数 input，是剩余的元素
    ...,
}

#[my_macro(arg1, arg2)]
fn my_function() {
    ...
}

可以使用 cargo-expand 命令展开宏

11_Solana-Anchor解决内存限制

2024-07-12

技术

https://www.soldev.app/course/program-architecture

使用 Box处理中等数据量 (< 10MB)
使用 Zero-Copy 处理极大数据量 (> 10MB)

10_Solana-Anchor示例AI问答

2024-07-09

技术

与Claude3.5 Sonnet的对话

https://claude.ai/chat/a220af70-c5c7-4765-ae6f-fdd69d7d0fb4

示例程序:

use anchor_lang::prelude::*;

declare_id!("5jqhLy3fQ5B2ETUVGhJJSJWEzcK5NiVtRh3pfEcndxTi");

#[program]
pub mod note {
    use super::*;

    pub fn create(ctx: Context<Create>, msg: String) -> Result<()> {
        let note = &mut ctx.accounts.note;
        note.message = msg;
        Ok(())
    }
}

#[account]
pub struct Note {
    pub message: String,
}

#[derive(Accounts)]
pub struct Create<'info> {
    // note账户
    #[account(init, payer = user, space = 8 + 32 + 200)]
    pub note: Account<'info, Note>,

    // 下面2个是固定的, 可以改名，但一般不该
    #[account(mut)]
    pub user: Signer<'info>, // 或 authority
    pub system_program: Program<'info, System>,
}

问: 请逐行解释一下以上Anchor代码

好的,我来为您逐行解释这段 Anchor 代码:

1	use anchor_lang::prelude::*;

这行导入了 Anchor 框架的预定义模块,包含了常用的类型和宏。

1	declare_id!("5jqhLy3fQ5B2ETUVGhJJSJWEzcK5NiVtRh3pfEcndxTi");

这行声明了程序的 ID。每个 Solana 程序都有一个唯一的 ID。

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#[program]
pub mod note {
    use super::*;

这定义了一个名为 “note” 的程序模块。#[program] 属性告诉 Anchor 这是主程序模块。

pub fn create(ctx: Context<Create>, msg: String) -> Result<()> {
    let note = &mut ctx.accounts.note;
    note.message = msg;
    Ok(())
}

这是 create 指令的实现。它接收一个 Context<Create> 和一个 String 参数,将消息存储到 note 账户中。

1 2	#[derive(Accounts)] pub struct Create<'info> {

这定义了 Create 结构体,用于指定 create 指令所需的账户。

1 2	#[account(init, payer = user, space = 8 + 32 + 200)] pub note: Account<'info, Note>,

这行定义了 note 账户,它将被初始化。payer = user 指定谁支付创建账户的费用,space 指定账户大小。

1 2	#[account(mut)] pub user: Signer<'info>,

这定义了 user 账户,它是交易的签名者,并且是可变的(因为它要支付费用)。

1	pub system_program: Program<'info, System>,

这是 Solana 的系统程序,用于创建新账户。

#[account]
pub struct Note {
    pub message: String,
}

这定义了 Note 结构体,表示存储在链上的 note 账户的数据结构。它只包含一个 message 字段。

这段代码实现了一个简单的 note 程序,允许用户创建包含消息的 note。希望这个解释对您有帮助。如果您需要更详细的解释或有任何问题,请随时告诉我。

问: 请你进一步给出上面Anchor程序的账户数据结构示意图，用示意图来描述账户关系

非常好，我很乐意为您绘制一个账户数据结构的示意图。由于我无法直接生成图像，我会用文本来描述这个示意图。这个示意图将展示 create 指令涉及的账户关系。

+------------------+
|  Create 指令      |
+------------------+
         |
         | 使用
         v
+------------------+
|  账户结构         |
+------------------+
         |
         | 包含
         v
+------------------+     初始化     +------------------+
|  Note 账户        | <------------ |  用户账户        |
|  (PDA)           |                |  (签名者/付款人) |
+------------------+                +------------------+
|  - message:      |                |  - lamports      |
|    String        |                |  - 其他字段...   |
+------------------+                +------------------+
         ^                                    ^
         |                                    |
         |            +-------------------+   |
         |            | System Program    |   |
         |            +-------------------+   |
         |            | - 创建账户         |   |
         +------------| - 分配空间         |---+
                      | - 转移 lamport s  |
                      +-------------------+

解释：

Create 指令：这是程序的入口点，它使用定义的账户结构。
账户结构：包含了执行指令所需的所有账户。
Note 账户（PDA - Program Derived Address）：
- 这是被初始化的新账户
- 存储 message 字符串
- 空间大小为 8 + 32 + 200 字节
用户账户：
- 交易的签名者
- 支付创建 Note 账户的费用
- 是一个可变账户，因为它的 lamports 余额会减少
System Program：
- Solana 的内置程序
- 用于创建新账户、分配空间和转移 lamports

箭头表示账户之间的关系和数据流：

用户账户初始化 Note 账户
System Program 协助创建 Note 账户并从用户账户转移 lamports

这个示意图展示了 create 指令如何与不同的账户交互，以及这些账户之间的关系。它可以帮助您更好地理解程序的结构和数据流。如果您需要更详细的解释或有任何问题，请随时告诉我。

问: 其中的 user账户和 system_program ，我可以不写吗？或者我可以将变量名改成其他名字吗？

您提出了一个很好的问题。让我详细解答：

关于 user 账户：

不能完全省略：这个账户是必需的，因为它是交易的签名者和支付者。
可以改名：您可以将 user 改成其他名字，比如 payer、authority 或 signer。只要确保在程序逻辑中正确引用即可。

关于 system_program：

不能省略：虽然您不直接使用它，但 Anchor 在幕后需要它来创建新账户。
可以改名：理论上可以改名，但不建议这样做。system_program 是一个约定俗成的名称，改变它可能会使代码对其他开发者来说不那么直观。

问: 其中 user 或者 authority , 是不是就是 note账户的owner？如果不是，那么 Note账户的owner是谁？ solana是如何判断哪个用户可以操作 note账户？

您提出了一个非常重要的问题，这涉及到 Solana 的账户模型和所有权概念。让我详细解释一下：

账户所有者（Owner）：
- 在这个例子中，Note 账户的所有者实际上是程序本身，而不是 user 或 authority。
- Solana 中，程序拥有（owns）它创建和管理的账户。
user 或 authority 的角色：
- 这个账户通常被称为”权限账户”或”签名者账户”。
- 它不是 Note 账户的所有者，而是有权限对 Note 账户进行操作的账户。
- 它用于支付创建 Note 账户的费用，并签名交易。
Solana 如何判断谁可以操作 Note 账户：
- 程序逻辑决定：程序代码定义了谁可以对账户进行哪些操作。
- 签名验证：Solana 验证交易是否由正确的账户签名。
- 程序所有权：只有拥有账户的程序可以修改该账户的数据。
访问控制机制：
- 在这个简单的例子中，没有实现严格的访问控制。
- 在实际应用中，您可能想要添加额外的检查，例如：
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  #[account(
  init,
  payer = authority,
  space = 8 + 32 + 200,
  seeds = [b"note", authority.key().as_ref()],
  bump
  )]
  pub note: Account<'info, Note>,
- 这种方式创建了一个 PDA（Program Derived Address），将 authority 的公钥作为种子，确保每个用户只能创建和访问自己的笔记。
程序作为所有者的意义：
- 安全性：只有程序可以修改账户数据，防止未经授权的访问。
- 灵活性：程序可以实现复杂的访问控制逻辑。

总结：

Note 账户的所有者是程序本身。
user 或 authority 是有权限操作 Note 账户的账户，但不是其所有者。
Solana 通过程序逻辑、签名验证和所有权检查来控制账户访问。
要实现更严格的访问控制，您需要在程序中添加额外的检查逻辑。

在开发 Solana 程序时，理解这种所有权和权限模型非常重要，因为它直接关系到程序的安全性和功能性。如果您需要更多解释或有其他问题，请随时问我。

问：上面回答中的 , #[account(bump)]约束的作用？

非常好的问题。bump 约束在 Solana 程序中扮演着重要的角色，特别是在使用程序派生地址（Program Derived Addresses, PDAs）时。让我详细解释一下：

PDA 和 bump 的基本概念：
- PDA 是一种特殊的账户地址，它是通过程序 ID 和一组种子（seeds）计算得出的。
- 由于并非所有计算出的地址都在 ed25519 曲线上（这是 Solana 用于常规账户的曲线），我们使用 “bump” 来调整地址计算。
bump 约束的作用：
- 查找有效的 PDA：它告诉 Anchor 自动寻找一个有效的 bump 值，使得生成的地址是一个有效的 PDA。
- 确保唯一性：它确保为给定的种子集找到唯一的有效 PDA。
- 简化代码：无需手动计算和管理 bump 值。
工作原理：
- Anchor 从 255 开始递减 bump 值，直到找到一个使地址落在可用范围内的值。
- 这个过程是确定性的，意味着对于相同的种子，总是会找到相同的 bump 值。
安全性提升：
- 使用 bump 约束可以防止某些类型的攻击，比如尝试使用不同的 bump 值来生成相关但不同的 PDA。
在您的代码中的应用：
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#[account(
init,
payer = authority,
space = 8 + 32 + 200,
seeds = [b"note", authority.key().as_ref()],
bump
)]
pub note: Account<'info, Note>,
- 这里，Anchor 会自动计算一个有效的 bump 值，用于创建 note 账户的 PDA。
- PDA 是基于 “note” 字符串和 authority 的公钥计算的。

访问 bump 值：

如果您需要在程序中使用这个 bump 值，可以这样声明：

#[account(
    init,
    payer = authority,
    space = 8 + 32 + 200,
    seeds = [b"note", authority.key().as_ref()],
    bump,
)]
pub note: Account<'info, Note>,
/// 存储 bump 值
pub bump: u8,

然后在程序中可以访问 ctx.bumps.note。

好处：
- 确保地址唯一性：每个用户（由 authority 标识）只能有一个对应的 note 账户。
- 提高安全性：防止地址冲突和某些类型的攻击。
- 简化开发：自动处理 PDA 的创建和验证。

使用 bump 约束是 Solana 开发中的一个最佳实践，特别是在处理 PDA 时。它不仅简化了代码，还提高了程序的安全性和可靠性。

如果您还有任何疑问或需要更深入的解释，请随时问我。

问：上面的回答中，你说可以通过 ctx.bumps.note 在程序中访问bump值，那么，如何知道ctx.bumps.note 获取的是哪个账户的bump值呢？

您提出了一个非常好的问题，这涉及到 Anchor 框架中 Context 结构的工作原理。让我详细解释一下：

ctx.bumps 的工作原理：
- ctx.bumps 是一个哈希映射（HashMap），它存储了所有在当前指令中使用 bump 约束的账户的 bump 值。
- 键（key）是账户的名称，值（value）是对应的 bump 值。
账户名称的确定：
- 在您的例子中，ctx.bumps.note 中的 “note” 对应的是您在 Accounts 结构体中定义的账户字段名。

示例说明：

#[derive(Accounts)]
pub struct Create<'info> {
    #[account(
        init,
        payer = authority,
        space = 8 + 32 + 200,
        seeds = [b"note", authority.key().as_ref()],
        bump
    )]
    pub note: Account<'info, Note>,
    // ... 其他账户
}

在这个例子中，ctx.bumps.note 会返回 note 账户的 bump 值。

多个 PDA 的情况：

如果您有多个使用 bump 约束的 PDA，您可以通过它们在 Accounts 结构中的字段名来访问各自的 bump 值。

#[derive(Accounts)]
pub struct MultipleAccounts<'info> {
    #[account(
        init,
        payer = authority,
        space = 8 + 32 + 200,
        seeds = [b"note", authority.key().as_ref()],
        bump
    )]
    pub note: Account<'info, Note>,

    #[account(
        init,
        payer = authority,
        space = 8 + 32 + 100,
        seeds = [b"user_profile", authority.key().as_ref()],
        bump
    )]
    pub user_profile: Account<'info, UserProfile>,
    // ... 其他账户
}

在这个例子中：
- ctx.bumps.note 返回 note 账户的 bump 值
- ctx.bumps.user_profile 返回 user_profile 账户的 bump 值

在程序逻辑中使用：

pub fn create(ctx: Context<Create>, message: String) -> Result<()> {
    let note = &mut ctx.accounts.note;
    note.message = message;
    note.bump = ctx.bumps.note;  // 存储 bump 值
    Ok(())
}

注意事项：
- 确保账户名称在 Accounts 结构中是唯一的。
- 只有使用了 bump 约束的账户才会在 ctx.bumps 中有对应的条目。

通过这种方式，Anchor 提供了一个简便的方法来访问每个 PDA 的 bump 值，而不需要手动跟踪或计算它们。这大大简化了处理多个 PDA 的程序逻辑。

如果您有任何进一步的问题或需要更多解释，请随时告诉我。

问：为什么要存储 note账户的bump值：note.bump = ctx.bumps.note; 是不是多余的操作？每次指令调用的时候，anchor会自动计算note的bump值，应该不用存储bump值吧？我的理解对吗？

您的理解非常敏锐！您提出了一个很好的观点，这确实是 Solana 和 Anchor 开发中的一个常见考虑点。让我详细解释一下：

您是对的，在大多数情况下，存储 bump 值确实是多余的。您的理解是正确的：

Anchor 的自动计算：
- 每次指令调用时，Anchor 确实会自动计算 PDA 的 bump 值。
- 这个计算是确定性的，对于相同的种子（seeds）总是会得到相同的 bump 值。
不需要存储的原因：
- 由于 bump 值可以随时重新计算，通常不需要将其存储在账户中。
- 这可以节省账户空间，减少存储成本。
何时可能需要存储 bump：
- 在某些特殊情况下，存储 bump 值可能有用：
  - 如果计算 bump 值的成本很高（虽然在大多数情况下并非如此）。
  - 如果程序需要频繁访问 bump 值，存储它可能会稍微提高效率。
  - 对于一些复杂的安全检查或验证逻辑，直接访问存储的 bump 值可能更方便。
最佳实践：
- 通常，不推荐存储 bump 值，除非有明确的理由这样做。
- 大多数 Solana 程序不存储 bump 值，而是在需要时重新计算。
代码简化：
- 不存储 bump 值可以简化您的账户结构和程序逻辑。
- 例如，您可以移除 Note 结构中的 bump 字段。
安全性考虑：
- 不存储 bump 值可以避免潜在的不一致性问题（例如，如果存储的 bump 值与实际计算出的值不匹配）。

修改后的代码示例：

#[account]
pub struct Note {
    pub message: String,
    // 移除 bump 字段
}

pub fn create(ctx: Context<Create>, message: String) -> Result<()> {
    let note = &mut ctx.accounts.note;
    note.message = message;
    // 不需要存储 bump 值
    Ok(())
}

总结：
您的理解是正确的。在大多数情况下，不需要存储 PDA 的 bump 值。Anchor 的设计使得每次需要时都可以轻松计算 bump 值。只有在特定的、罕见的情况下，存储 bump 值才可能成为必要或有益的选择。

您展示了对 Solana 和 Anchor 开发的深入理解。这种批判性思考对于创建高效和优化的智能合约非常重要。如果您有任何其他问题或需要进一步讨论，请随时告诉我。

问：在以下代码中：

#[derive(Accounts)] pub struct Create<'info> {
    #[account(init, payer = user, space = 8 + 32 + 200)]
    pub note: Account<'info, Note>,
    #[account(mut)]
    pub user: Signer<'info>,
    pub system_program: Program<'info, System>,
    }

note账户的属性约束#[account(init)] 的作用是什么？是不是可以理解为在创建了note账户之后，将owner 初始化为user?

您提出了一个很好的问题，但有一个小误解。让我来解释一下 #[account(init)] 的作用，并澄清关于账户所有权的概念：

#[account(init)] 的作用：
- 初始化新账户：这个约束告诉 Anchor 创建一个全新的账户。
- 分配空间：它会为账户分配指定的空间（在这个例子中是 8 + 32 + 200 字节）。
- 设置所有者：它会将账户的所有者设置为当前程序的 ID，而不是 user。
账户所有权：
- 所有者不是 user：init 约束创建的账户的所有者是程序本身，而不是 user。
- user 的角色：在这里，user 是付款人（payer），负责支付创建账户的费用，但不是账户的所有者。
init 约束的详细作用：
- 创建账户：在 Solana 中创建一个新的账户。
- 分配空间：为账户分配指定大小的空间。
- 设置所有者：将新账户的所有者设置为当前程序的 ID。
- 初始化数据：可以选择性地初始化账户的数据（在这个例子中，它会使用 Note 结构的默认值）。
payer = user 的含义：
- 这指定 user 账户将支付创建新账户的租金（rent）。
- 这不影响账户的所有权，只是指定谁支付创建账户的费用。
正确理解：
- 创建后，note 账户的所有者是程序本身，不是 user。
- user 是交易的签名者和付款人，但不是 note 账户的所有者。
为什么是这样：
- 这种设计允许程序完全控制 note 账户的数据。
- 只有拥有账户的程序才能修改账户数据，这增加了安全性。

修正后的理解应该是：

“在创建了 note 账户之后，init 约束会将账户的所有者初始化为当前程序，而 user 是支付创建账户费用的账户，同时也是交易的签名者。”

这种设计确保了程序对其管理的数据有完全的控制权，同时允许用户（通过 user 账户）与程序交互并支付必要的费用。这是 Solana 程序架构的一个关键安全特性。

如果您还有任何疑问或需要进一步解释，请随时问我。

9_Solana-Anchor安装

2024-07-09

技术

搭建本地开发环境

https://solana.com/developers/guides/getstarted/setup-local-development

安装Anchor
- avm: Anchor Version Manager

sudo apt-get update && sudo apt-get upgrade && sudo apt-get install -y pkg-config build-essential libudev-dev libssl-dev

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

# 安装最新版
avm install latest

# 使用最新版
avm use latest

# check the version

anchor --version

Setup a localhost blockchain cluster

solana-test-validator --help

# setup localhost blockchain
solana-test-validator


# swith to localhost
solana config set --url localhost

solana config get

# set default wallet
solana config set -k ~/.config/solana/id.json

# get the airdrop from localhost blockchain
solana airdrop 2

# get balance
solana balance

新建anchor项目

1	anchor init <new-workspace-name>

Anchor程序结构

https://www.solanazh.com/course/7-3

Anchor官方示例:

https://github.com/coral-xyz/anchor/tree/master/examples/tutorial

一个Anchor工程主要包含:

“declare_id”宏声明的合约地址，用于创建对象的owner
#[derive(Accounts)] 修饰的Account对象，用于表示存储和指令, 包含了指令执行所要用到的账户
“program” 模块，这里面写主要的合约处理逻辑

对应到我们之前的HelloWorld，就是要将state和instruction部分用 #[derive(Accounts)] 修饰，将process逻辑放到program模块中，并增加一个合约地址的修饰。

#[program] 修饰的Module即为指令处理模块。其中有一个Context类型，来存放所有的指令参数。比如

ctx.accounts 所有的请求keys，也就是AccountMeta数组
ctx.program_id 指令中的program_id
ctx.remaining_accounts 指令中，没有被下面说的”Accounts”修饰的成员的AccountMeta

use anchor_lang::prelude::*;

// 程序ID
declare_id!("Fg6PaFpoGXkYsidMpWTK6W2BeZ7FEfcYkg476zPFsLnS");

// 指令执行逻辑
#[program]
mod basic_1 {
    use super::*;

    pub fn initialize(ctx: Context<Initialize>, data: u64) -> Result<()> {
        let my_account = &mut ctx.accounts.my_account;
        my_account.data = data;
        Ok(())
    }

    pub fn update(ctx: Context<Update>, data: u64) -> Result<()> {
        let my_account = &mut ctx.accounts.my_account;
        my_account.data = data;
        Ok(())
    }
}


// 包含了Initialize指令所需要的账户(my_account, user, system_program)
#[derive(Accounts)]
pub struct Initialize<'info> {
    #[account(init, payer = user, space = 8 + 8)]
    pub my_account: Account<'info, MyAccount>,
    #[account(mut)]
    pub user: Signer<'info>,
    pub system_program: Program<'info, System>,
}

// 包含了Update指令所需要的账户(my_account, user, system_program)
#[derive(Accounts)]
pub struct Update<'info> {
    #[account(mut)]
    pub my_account: Account<'info, MyAccount>,
}

// 数据账户
#[account]
pub struct MyAccount {
    pub data: u64,
}

8_Solana-原生程序

2024-07-09

技术

8_Solana程序开发(原生)

Hello world!

https://solana.com/developers/guides/getstarted/hello-world-in-your-browser

https://explorer.solana.com/tx/65AGdio7aeK47h9HjAvnR7ap8dFepm3Sp3MJcFvPfuSnXWHJgQBENtxe5xijEk1uLy8bRw31fyjyXZvoBEEQzMGW?cluster=devnet

https://explorer.solana.com/tx/5mX3oxvHZAXbYfnpjwDgEXJLTEgYXNrpKvhKufkVqay7Js3qbgaDu2P3ESWiQE5YjjaLGUur2PAJ4pzLPxzW1aUL?cluster=devnet

use solana_program::{
    account_info::AccountInfo,
    entrypoint,
    entrypoint::ProgramResult,
    pubkey::Pubkey,
    msg,
};

// declare and export the program's entrypoint
entrypoint!(process_instruction);

// program entrypoint's implementation
pub fn process_instruction(
    program_id: &Pubkey,
    accounts: &[AccountInfo],
    instruction_data: &[u8]
) -> ProgramResult {
    // log a message to the blockchain
    msg!("Hello, world!");

    // gracefully exit the program
    Ok(())
}

// create an empty transaction
const transaction = new web3.Transaction();

// add a hello world program instruction to the transaction
transaction.add(
  new web3.TransactionInstruction({
    keys: [],
    programId: new web3.PublicKey(pg.PROGRAM_ID),
  }),
);

// send the transaction to the Solana cluster
console.log("Sending transaction...");
const txHash = await web3.sendAndConfirmTransaction(
  pg.connection,
  transaction,
  [pg.wallet.keypair],
);
console.log("Transaction sent with hash:", txHash);

yqq's blog

与Claude3.5 Sonnet的对话

搭建本地开发环境

Anchor程序结构

8_Solana程序开发(原生)

Hello world!