理解 Solana 程序派生地址

概述

程序派生地址（PDA） 是 Solana 上使用的特殊类型账户，它们是确定性派生的，看起来像标准公钥，但没有关联的私钥。

只有派生 PDA 的程序才能签署涉及该地址/账户的交易。这是因为 PDA 不在 Ed25519 曲线（椭圆曲线密码学）上。只有出现在曲线上的地址才能具有匹配的私钥，这使得 PDA 成为从程序内签署交易的安全方式。这意味着没有外部用户可以为 PDA 地址生成有效签名并代表 pda/程序签名。

PDA 的作用

PDA 主要用于：

管理状态：PDA 允许程序创建账户并将数据存储到确定性 PDA 地址，从而允许程序进行读写访问。
授权交易：只有拥有 PDA 的程序才能授权涉及它的交易，确保安全的受控访问。例如，这允许程序和 PDA 账户存储代币/拥有 NFT，这将需要代币/NFT 的当前所有者签署交易以将项目转移到另一个账户。

PDA 如何派生

PDA 是使用程序 ID 和一组种子值的组合派生的。派生过程涉及将这些值一起哈希并确保生成的地址有效。

派生过程

选择程序 ID：正在派生 PDA 的程序的公钥。
选择种子：一个或多个种子值，与程序 ID 一起，将根据组合值通过算法确定性地生成 PDA。
计算 PDA：使用 Pubkey::find_program_address 函数派生 PDA。此函数确保派生的地址有效且不会与任何常规（非 PDA）地址冲突。

Rust 示例

以下是在用 Rust 编写的 Solana 程序中派生 PDA 的示例：

use solana_program::{
    pubkey::Pubkey,
    system_instruction,
    system_program,
    sysvar::rent::Rent,
    program::invoke_signed,
};

// Function to derive a PDA
fn derive_pda(program_id: &Pubkey, seeds: &[&[u8]]) -> (Pubkey, u8) {
    Pubkey::find_program_address(seeds, program_id)
}

// Example usage
fn example_usage(program_id: &Pubkey) {
    // Define seeds
    let seed1 = b"seed1";
    let seed2 = b"seed2";

    // Derive PDA
    let (pda, bump_seed) = derive_pda(program_id, &[seed1, seed2]);

    // Print PDA
    println!("Derived PDA: {}", pda);
}

实际用例： 账户创建程序经常使用 PDA 来创建和管理程序特定的账户。以下是如何使用 PDA 创建账户的示例：


use solana_program::{
    pubkey::Pubkey,
    system_instruction,
    system_program,
    sysvar::rent::Rent,
    program::invoke_signed,
};

fn create_account_with_pda(
    program_id: &Pubkey,
    payer: &Pubkey,
    seeds: &[&[u8]],
    lamports: u64,
    space: u64,
) -> Result<(), ProgramError> {
    let (pda, bump_seed) = Pubkey::find_program_address(seeds, program_id);

    let create_account_ix = system_instruction::create_account(
        payer,
        &pda,
        lamports,
        space,
        program_id,
    );

    // Sign the instruction with the PDA
    let signers_seeds = &[&seeds[..], &[bump_seed]];

    invoke_signed(
        &create_account_ix,
        &[payer_account_info, pda_account_info],
        signers_seeds,
    )?;

    Ok(())
}