Solana核心概念: Solana 账户模型

在 Solana 上，所有数据都存储在称为账户的结构中。

Solana 上的数据组织方式类似于键值存储，其中数据库中的每个条目称为账户。

关键点

• 账户可以存储最多 10MB 的数据，这些数据可以是可执行程序代码或程序状态。
• 账户需要存入与存储数据量成比例的 SOL 作为租金，当账户关闭时，这些租金可以全额退还。
• 每个账户都有一个程序所有者。只有拥有账户的程序才能修改其数据或扣除其 lamport 余额。 不过，任何人都可以增加账户的余额。
• 程序（智能合约）是存储可执行代码的无状态账户。
• 数据账户由程序创建，用于存储和管理程序状态。
• 原生程序是 Solana 运行时包含的内置程序。
• Sysvar 账户是存储网络集群状态的特殊账户。

账户

每个账户通过其唯一地址进行标识，该地址由 32 字节组成，格式为 Ed25519 公钥。

可以将地址视为账户的唯一标识符。

账户与其地址之间的关系可以看作是键值对，其中地址作为键，用于定位账户对应的链上数据。

账户信息

账户的最大大小为 10MB（10 兆字节），每个 Solana 上存储的数据账户都具有以下结构， 称为账户信息（AccountInfo）。

每个账户的账户信息包括以下字段：

• data：存储账户状态的字节数组。如果账户是一个程序（智能合约），则存储可执行程序代码。该字段通常称为“账户数据”。
• executable：一个布尔标志，指示该账户是否是一个程序。
• lamports：账户余额的数字表示，单位为 lamports，这是 SOL 的最小单位（1 SOL = 10 亿 lamports）。
• owner：指定拥有账户的程序的公钥（程序 ID）。

作为 Solana 账户模型的一个关键部分，每个 Solana 上的账户都有一个指定的“所有者”，即一个程序。

只有被指定为账户所有者的程序才能修改账户上存储的数据或扣除 lamport 余额。

需要注意的是，虽然只有所有者可以扣除余额，但任何人都可以增加余额。

info

要在链上存储数据，需要将一定数量的 SOL 转入账户。 转入的数量与账户上存储的数据量成比例。 这个概念通常称为租金。不过，您可以将租金视为押金， 因为当账户关闭时，分配给账户的 SOL 可以全额退还。

原生程序

Solana 包含少量原生程序，这些程序是验证器实现的一部分，并为网络提供各种核心功能。 您可以在此处找到完整的原生程序列表。

在 Solana 上开发自定义程序时，您通常会与两个原生程序进行交互，即系统程序和 BPF 加载器。

系统程序

默认情况下，所有新账户都由系统程序拥有。

系统程序执行以下几个关键任务：

• 新账户创建：只有系统程序可以创建新账户。
• 空间分配：设置每个账户数据字段的字节容量。
• 分配程序所有权：系统程序创建账户后，可以将指定的程序所有者重新分配给其他程序账户。 这就是自定义程序如何获得系统程序创建的新账户的所有权。

在 Solana 上，“钱包”只是由系统程序拥有的一个账户。钱包的 lamport 余额是账户拥有的 SOL 数量。

info

只有由系统程序拥有的账户才能用作交易费用支付者。

BPF 加载器程序

BPF 加载器是网络上所有其他程序（不包括原生程序）的指定“所有者”。它负责部署、升级和执行自定义程序。

Sysvar 账户

Sysvar 账户是位于预定义地址的特殊账户，提供访问集群状态数据的功能。

这些账户会动态更新网络集群的数据。您可以在此处找到 Sysvar 账户的完整列表。

自定义程序

在 Solana 上，智能合约称为程序。

程序是包含可执行代码的账户，通过设置为 true 的“可执行”标志来表示。

有关程序部署过程的详细说明，请参阅本文档的部署程序页面。

程序账户

当在 Solana 上部署新程序时，实际上会创建三个独立的账户：

• 程序账户：表示链上程序的主账户。该账户存储可执行数据账户的地址（存储已编译的程序代码）和程序的更新权限（授权更改程序的地址）。
• 程序可执行数据账户：包含程序可执行字节代码的账户。
• 缓冲账户：在程序正在部署或升级时存储字节代码的临时账户。完成后，数据将转移到程序可执行数据账户，缓冲账户将关闭。

例如，这里是指向 Solana Explorer 的 Token 扩展程序账户及其相应的程序可执行数据账户的链接。

为简单起见，您可以将“程序账户”视为程序本身。

info

程序账户的地址通常称为程序 ID，用于调用程序。

数据账户

Solana 程序是“无状态”的，这意味着程序账户仅包含程序的可执行字节代码。

为了存储和修改额外的数据，必须创建新账户。

这些账户通常称为数据账户。

数据账户可以存储在所有者程序代码中定义的任何任意数据。

请注意，只有系统程序可以创建新账户。

系统程序创建账户后，可以将新账户的所有权转移给另一个程序。

换句话说，为自定义程序创建数据账户需要两个步骤：

1. 调用系统程序创建账户，然后将所有权转移给自定义程序。
2. 调用现在拥有该账户的自定义程序，然后根据程序代码初始化账户数据。

这个数据账户创建过程通常被抽象为一步，但了解底层过程是有帮助的。

Solana 账户模型总结

在 Solana 区块链上，所有数据都存储在称为“账户”的结构中。

以下是 Solana 上账户模型的主要内容和账户类型：

账户类型

1. 程序账户（Program Accounts）

   • 描述：存储可执行程序代码的无状态账户。
   • 用途：代表链上的智能合约，包含可执行的字节码。
   • 关键点：程序账户的地址被称为程序 ID，用于调用该程序。

2. 数据账户（Data Accounts）

   • 描述：存储程序状态的账户。
   • 用途：用于存储和管理与程序相关的任意数据。
   • 关键点：只有系统程序可以创建新账户，创建后可以将所有权转移给自定义程序。

3. 原生程序账户（Native Program Accounts）

   • 描述：内置于 Solana 运行时的程序账户。
   • 用途：提供网络的核心功能。
   • 关键点：包括系统程序和 BPF 加载器等，系统程序默认拥有新账户。

4. Sysvar 账户（Sysvar Accounts）

   • 描述：存储网络集群状态的特殊账户。
   • 用途：提供动态更新的网络状态数据。
   • 关键点：包括诸如时钟、租金等集群状态信息。

账户功能

• 租金（Rent）：存储数据的账户需要存入与数据量成比例的 SOL 作为租金，这些 SOL 可以在账户关闭时全额退还。
• 账户地址：每个账户都有唯一的地址，格式为 Ed25519 公钥，作为账户的唯一标识符。
• 账户信息（AccountInfo）：
  • data：存储账户状态的字节数组。
  • executable：标识账户是否为程序的布尔标志。
  • lamports：账户余额，单位为 lamports（1 SOL = 10 亿 lamports）。
  • owner：账户的所有者程序的公钥（程序 ID）。

系统程序（System Program）

• 新账户创建：只有系统程序可以创建新账户。
• 空间分配：设置账户数据字段的字节容量。
• 分配程序所有权：系统程序创建账户后，可以将所有权转移给其他程序。

BPF 加载器（BPF Loader）

• 描述：负责部署、升级和执行自定义程序的程序。
• 用途：管理非原生程序的部署和执行。

总结

Solana 的账户模型包括多种账户类型，各自具有不同的功能和用途。

• 程序账户：用于存储和执行智能合约
• 数据账户：用于存储程序状态
• 原生程序账户：提供核心网络功能
• Sysvar 账户：存储网络状态数据
• 系统程序：负责新账户的创建和管理
• BPF 加载器：管理自定义程序的部署和执行。

理解这些账户类型及其作用，有助于更好地进行 Solana 区块链的开发和使用。