PDA 与密钥对账户：Solana 中的地址与权限模型

在 Solana 中，程序派生地址（PDA）是由程序地址和 seeds 派生出的账户地址，此前文章中我们主要使用 PDA。本文将介绍另一种账户类型——密钥对账户（Keypair Account），它在程序外部创建并传入程序初始化。我们将探讨两者的区别、安全性及使用场景。

密钥对账户拥有私钥，但这并不带来预期的安全隐患。让我们深入研究。

账户创建回顾

我们先回顾 PDA 的创建方式，这是 Solana 中的标准模式：

Rust 实现

use anchor_lang::prelude::*;
use std::mem::size_of;

declare_id!("41ktTpNonvrbJJ2eH3SkxWwBfXyUJqZhDjYBKiq5RrVW");

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

    pub fn initialize_pda(ctx: Context<InitializePDA>) -> Result<()> {
        Ok(())
    }
}

#[derive(Accounts)]
pub struct InitializePDA<'info> {
    // This is the program derived address
    #[account(init,
              payer = signer,
              space=size_of::<MyPDA>() + 8,
              seeds = [],
              bump)]
    pub my_pda: Account<'info, MyPDA>,

    #[account(mut)]
    pub signer: Signer<'info>,

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

#[account]
pub struct MyPDA {
    x: u64,
}

Typescript 测试

import * as anchor from "@coral-xyz/anchor";
import { Program } from "@coral-xyz/anchor";
import { KeypairVsPda } from "../target/types/keypair_vs_pda";

describe("keypair_vs_pda", () => {
  anchor.setProvider(anchor.AnchorProvider.env());

  const program = anchor.workspace.KeypairVsPda as Program<KeypairVsPda>;

  it("Is initialized -- PDA version", async () => {
    const seeds = []
    const [myPda, _bump] = anchor.web3.PublicKey.findProgramAddressSync(seeds, program.programId);

    console.log("the storage account address is", myPda.toBase58());

    const tx = await program.methods.initializePda().accounts({myPda: myPda}).rpc();
  });
});

解析

• PDA 特性：地址通过 findProgramAddressSync(seeds, programId) 派生，seeds 和 bump 在 init 中定义，确保程序控制。
• 熟悉性：这是我们常用的模式，账户归程序所有。

密钥对账户

密钥对账户在程序外部生成后传入初始化，缺少 seeds 和 bump。

Rust 实现

use anchor_lang::prelude::*;
use std::mem::size_of;

declare_id!("41ktTpNonvrbJJ2eH3SkxWwBfXyUJqZhDjYBKiq5RrVW");

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

    pub fn initialize_keypair_account(ctx: Context<InitializeKeypairAccount>) -> Result<()> {
        Ok(())
    }
}

#[derive(Accounts)]
pub struct InitializeKeypairAccount<'info> {
    // This is the program derived address
    #[account(init,
              payer = signer,
              space = size_of::<MyKeypairAccount>() + 8,)]
    pub my_keypair_account: Account<'info, MyKeypairAccount>,

    #[account(mut)]
    pub signer: Signer<'info>,

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

#[account]
pub struct MyKeypairAccount {
    x: u64,
}

Typescript 测试

import * as anchor from "@coral-xyz/anchor";
import { Program } from "@coral-xyz/anchor";
import { KeypairVsPda } from "../target/types/keypair_vs_pda";

// this airdrops sol to an address
async function airdropSol(publicKey, amount) {
  let airdropTx = await anchor.getProvider().connection.requestAirdrop(publicKey, amount * anchor.web3.LAMPORTS_PER_SOL);
  await confirmTransaction(airdropTx);
}

async function confirmTransaction(tx) {
  const latestBlockHash = await anchor.getProvider().connection.getLatestBlockhash();
  await anchor.getProvider().connection.confirmTransaction({
    blockhash: latestBlockHash.blockhash,
    lastValidBlockHeight: latestBlockHash.lastValidBlockHeight,
    signature: tx,
  });
}

describe("keypair_vs_pda", () => {
  anchor.setProvider(anchor.AnchorProvider.env());

  const program = anchor.workspace.KeypairVsPda as Program<KeypairVsPda>;

  it("Is initialized -- keypair version", async () => {
    const newKeypair = anchor.web3.Keypair.generate();
    await airdropSol(newKeypair.publicKey, 1e9); // 1 SOL

    console.log("the keypair account address is", newKeypair.publicKey.toBase58());

    await program.methods.initializeKeypairAccount()
      .accounts({myKeypairAccount: newKeypair.publicKey})
      .signers([newKeypair]) // the signer must be the keypair
      .rpc();
  });
});

关键点

1. 外部创建：
   • 使用 Keypair.generate() 生成账户，地址不由程序派生。
   • init 无 seeds 和 bump，Anchor 期望传入已有账户。
2. SOL 需求：
   • 需空投 SOL 支付交易费并维持租金豁免。
3. 签名者：
   • .signers([newKeypair]) 提供私钥，因账户需签名初始化。

安全性验证

无私钥的账户不可初始化

若传入无私钥的地址（如另一个 Keypair 的公钥），测试失败：

const secondKeypair = anchor.web3.Keypair.generate();
await program.methods.initializeKeypairAccount()
  .accounts({myKeypairAccount: secondKeypair.publicKey})
  .signers([newKeypair])
  .rpc();

错误：

Error: unknown signer: FarARzHZccVsjH6meT6TmTzZK1zQ9dAgapvuHEXpkEJ2

• 原因：Solana 要求被初始化的账户拥有账户私钥，防止任意地址被初始化。

伪造 PDA 地址

若传入 PDA（如 findProgramAddressSync 派生的地址）：

const [pda, _bump] = anchor.web3.PublicKey.findProgramAddressSync([], program.pro...