Wie schreibe ich einen Smart Contract in Rust für Solana?

Die Laufzeitumgebung von Solana verstehen

1. Solana führt Programme auf einer Blockchain mit hohem Durchsatz aus, die auf paralleler Transaktionsverarbeitung mithilfe der Sealevel-Laufzeit basiert.

2. Auf Solana bereitgestellte Programme sind zustandslos und werden in einer eingeschränkten Ausführungsumgebung mit strengen Beschränkungen für Recheneinheiten ausgeführt.

3. Rust ist aufgrund seiner Speichersicherheit, der kostenlosen Abstraktionen und der starken Ökosystemunterstützung die primäre Sprache zum Schreiben von Solana-Programmen.

4. Jedes Solana-Programm muss nach der Kompilierung über die Crates solana-sdk und solana-program dem BPF-Befehlssatz (Berkeley Packet Filter) entsprechen.

5. Das Layout der Kontodaten folgt strengen Serialisierungsregeln. Benutzerdefinierte Strukturen erfordern #[derive(BorshSerialize, BorshDeserialize)], um eine deterministische Codierung sicherzustellen.

Einrichten der Entwicklungs-Toolchain

1. Installieren Sie die Solana-CLI mithilfe des offiziellen Installationsskripts, um lokale Testvalidatoren zu verwalten und Programme bereitzustellen.

2. Verwenden Sie „cargo-build-bpf“, um Rust-Code in BPF-Bytecode zu kompilieren, der mit der Laufzeit von Solana kompatibel ist.

3. Integrieren Sie die Solana-Programmkiste als Abhängigkeit mit einer Versionsausrichtung, die der Laufzeit des Zielclusters entspricht.

4. Konfigurieren Sie .cargo/config.toml, um target = 'bpfel-unknown-elf' und Linker-Einstellungen für die BPF-Verknüpfung zu erzwingen.

5. Initialisieren Sie eine neue Rust-Bibliothekskiste ohne Hauptfunktion, da Solana-Programme keine Einstiegspunkte wie herkömmliche Binärdateien haben.

Strukturierung eines Basisprogramm-Einstiegspunkts

1. Definieren Sie den Einstiegspunkt mit dem #[program]-Makro aus der Solana-Programmkiste, um eine Boilerplate-Versandlogik zu generieren.

2. Implementieren Sie Anweisungshandler als öffentliche Funktionen, die mit #[account(...)]-Attributen versehen sind, um erforderliche Kontobeschränkungen zu deklarieren.

3. Verwenden Sie den Kontext um während der Ausführung typsicher auf Konten, Programm-ID und Befehlsdaten zuzugreifen.

4. Überprüfen Sie den Kontobesitz, die Veränderbarkeit, den Unterzeichnerstatus und die Mietbefreiung explizit, bevor Sie Statusänderungen durchführen.

5. Geben Sie ProgramResult<()> zurück, wobei Ok(()) den Erfolg signalisiert und Err(ProgramError::Custom(x)) im Programm definierte benutzerdefinierte Fehlercodes zulässt.

Verwalten von Konten und Statusspeicherung

1. Alle persistenten Daten befinden sich in Konten, die dem Programm gehören, und erfordern eine explizite Zuweisung und Initialisierung während der ersten Anweisung.

2. Verwenden Sie AccountInfo::try_borrow_mut_data(), um auf veränderbare Bytepuffer zuzugreifen und strukturierte Daten mit Borsh zu serialisieren.

3. Leiten Sie PDAs (Program Derived Addresses) mithilfe von Seeds und der Programm-ID ab, um deterministische, nicht vom Unterzeichner kontrollierte Adressen zu generieren.

4. Erzwingen Sie die Anforderungen an die Kontogröße zum Zeitpunkt der Erstellung mit SystemInstruction::create_account, um Laufzeitfehler zu verhindern.

5. Verfolgen Sie Kontoänderungen über Anweisungen hinweg mithilfe von Bump-Seeds und inkrementierenden Zählern, die in den Kontodaten gespeichert sind.

Test- und Bereitstellungsworkflow

1. Schreiben Sie Komponententests in die Programmkiste mit solana_program_test, um die Ausführung in der Kette mit Scheinkonten zu simulieren.

2. Starten Sie mit solana-test-validator einen lokalen Testvalidator, um das Bereitstellungs- und Interaktionsverhalten unter produktionsnahen Bedingungen zu überprüfen.

3. Stellen Sie den kompilierten BPF-Bytecode mit dem Solana-Programm bereit und bestätigen Sie die erfolgreiche Registrierung mit dem Solana-Programm.

4. Interagieren Sie mit dem bereitgestellten Programm über web3.js oder @solana/web3.js in Frontend-Anwendungen oder CLI-Tools wie spl-token.

5. Überwachen Sie Transaktionsprotokolle und berechnen Sie die Budgetnutzung über Solana Explorer oder RPC-Aufrufe, um Ineffizienzen oder Rückschläge zu erkennen.

Häufig gestellte Fragen

F: Was passiert, wenn ein Solana-Programm sein Rechenbudget überschreitet? Die Ausführung wird sofort angehalten und die Transaktion schlägt mit dem Fehler „ComputeBudgetExceeded“ fehl. Es bleiben keine Statusänderungen bestehen und Gebühren werden weiterhin abgezogen.

F: Kann ich ein anderes Programm aus meinem Rust-Smart-Vertrag heraus aufrufen? Ja, durch Cross-Program Invocation (CPI). Sie müssen eine Anweisungsstruktur erstellen und diese mit Program::invoke oder Program::invoke_signed aufrufen.

F: Warum schlägt mein Programm beim Deserialisieren mit InvalidAccountData fehl? Dies tritt auf, wenn die Borsh-Deserialisierung auf fehlerhafte oder abgeschnittene Bytes stößt. Stellen Sie sicher, dass die Länge der Kontodaten mit der erwarteten Strukturgröße übereinstimmt, und initialisieren Sie alle Felder ordnungsgemäß.

F: Wie gehe ich mit Fehlern um, die von CPI-Aufrufen zurückgegeben werden? CPI-Aufrufe geben ProgramResult<()> zurück. Sie müssen explizit nach Fehlern suchen und diese weitergeben oder behandeln. Andernfalls kann es zu Inkonsistenzen im stillen Zustand kommen.