原生 Solana ：创建存储账户 (一)

原生 Solana：创建账户以进行存储 (一)

在本分为两部分的教程中，我们将学习如何使用两种方法在原生 Solana 程序中创建用于存储数据的账户：密钥对（本部分）和程序派生地址 (PDA)（第二部分）。我们的目标是深入理解账户分配、初始化和数据序列化——这是 Anchor 的 #[account(init)] 宏 所抽象出的底层逻辑。

对于这两种方法，我们都将构建一个程序，它创建一个账户并将数据写入其中，然后使用 TypeScript 客户端进行测试以验证数据是否正确写入。

设置密钥对存储程序

运行以下命令创建目录并使用 Cargo 初始化 Rust 项目：

Copymkdir solana-storage-write
cd solana-storage-write
cargo init --lib

将 Cargo.toml 更新为以下配置，它设置了 crate 类型并添加了 Solana 程序依赖项：

Copy[package]
name = "solana-storage-write"
version = "0.1.0"
edition = "2021"

[lib]
crate-type = ["cdylib", "lib"]

[dependencies]
solana-program = "1.18"
borsh = "0.10"

请注意，我们添加了 borsh = "0.10" 用于序列化，这在创建账户时是必需的。我们已经在之前的教程中详细介绍了 Borsh 序列化。

现在我们来创建我们的程序。

在原生 Solana 程序中用密钥对创建账户

数据存储的账户结构

在深入代码之前，让我们了解一下存储数据的 Solana 账户是怎样的：

data 字段是我们存储序列化结构体的地方（我们稍后会讲到）。当我们创建一个账户时，我们会指定该字段应容纳多少字节，系统程序会分配该空间。

创建基于密钥对的存储账户的步骤

以下步骤展示了如何创建用于数据存储的基于密钥对的账户：

1. 从客户端接收存储账户的公钥（客户端生成密钥对并签署交易）
2. 创建我们想要存储的数据结构（一个带有 u64 计数字段的 CounterData 结构体），并用 Borsh 对其进行序列化
3. 确定所需空间（设置账户数据字段大小的序列化数据的字节长度）。
4. 计算该空间所需的 免租金 lamports（为保持账户存活而不被垃圾回收所需的最小 SOL 余额）。
5. 使用系统程序以计算出的空间和 lamports 创建账户。
6. 将序列化数据直接写入账户的数据字段。

现在让我们在代码中看看。将 src/lib.rs 文件中的代码替换为以下内容。我们添加了代码注释以显示我们在何处实现了上述每个步骤：

Copyuse borsh::{BorshDeserialize, BorshSerialize};
use solana_program::{
    account_info::{next_account_info, AccountInfo},
    entrypoint,
    entrypoint::ProgramResult,
    msg,
    program::invoke,
    program_error::ProgramError,
    pubkey::Pubkey,
    rent::Rent,
    system_instruction, system_program,
};

entrypoint!(process_instruction);

// 这代表我们将存储在账户中的数据
// 我们添加了 Borsh 派生宏用于序列化和反序列化
#[derive(BorshSerialize, BorshDeserialize, Debug)]
pub struct CounterData {
    pub count: u64,
}

pub fn process_instruction(
    program_id: &Pubkey,
    accounts: &[AccountInfo],
    _instruction_data: &[u8],
) -> ProgramResult {
    msg!("Storage Write Program: Creating storage account and writing data");

    let accounts_iter = &mut accounts.iter();

    // 步骤 1：获取我们需要的账户
        // next_account_info() 从迭代器中提取下一个 AccountInfo
    let storage_account = next_account_info(accounts_iter)?;
    let signer = next_account_info(accounts_iter)?;
    let system_program = next_account_info(accounts_iter)?;

    // 验证系统程序
    if system_program.key != &system_program::ID {
        msg!("Invalid system program");
        return Err(ProgramError::IncorrectProgramId);
    }

    // 验证签名者账户确实是签名者
    if !signer.is_signer {
        msg!("Signer must be a signer");
        return Err(ProgramError::MissingRequiredSignature);
    }

    // 步骤 2：创建我们的计数器数据
    let counter_data = CounterData { count: 42 };

    // 步骤 2：用 Borsh 序列化数据 (u64 变成 8 字节的小端格式)
    let serialized_data = counter_data.try_to_vec()?; // [42, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]

    // 步骤 3：确定数据所需空间
    let space = serialized_data.len();

    msg!("Creating storage account with {} bytes", space);
    msg!("Serialized data: {:?}", serialized_data);

    // 步骤 4：计算免租金所需的 lamports
    let lamports = Rent::default().minimum_balance(space);

    // 步骤 5：使用系统程序创建账户
    let create_account_ix = system_instruction::create_account(
        signer.key,
        storage_account.key,
        lamports,
        space as u64,
        program_id,
    );

    // 步骤 5（续）：执行 create_account 指令
    invoke(
        &create_account_ix,
        &[\
            signer.clone(),\
            storage_account.clone(),\
            system_program.clone(),\
        ],
    )?;

    msg!("Storage account created successfully");

    // 步骤 6：将序列化数据写入账户
    let mut account_data = storage_account.try_borrow_mut_data()?;
    account_data.copy_from_slice(&serialized_data);

    msg!("Data written to storage account");

    Ok(())
}

现在我们将看看账户创建背后的步骤。

密钥对账户创建在我们的 Rust 程序中如何工作

我们程序中的账户创建分两步进行。首先，我们使用 system_instruction::create_account() 构建指令——这是一个辅助函数，它用正确的账户和数据为账户创建构建 Instruction 结构体（在 CPI 教程中，我们手动构建了这个结构体）。

其次，我们使用 invoke() 执行此指令，它对系统程序执行跨程序调用 (CPI)。然后系统程序实际在链上创建具有我们指定参数的账户。

create_account 指令

系统程序的 create_account 指令通过转移 lamports、分配数据空间和分配所有者来创建新的链上账户。它需要五个参数：

1. 支付者：为新账户租金提供资金的账户
2. 新账户地址：用于创建账户的地址（正在初始化的账户）
3. Lamports：要转移到新账户的 SOL 数量（必须覆盖免租金）
4. 空间：为账户数据分配的字节数
5. 所有者：将拥有新账户的程序 ID（公钥）

由于系统程序要求新账户地址在 create_account 指令中是签名者，因此密钥对账户按预期工作：交易包含来自密钥对私钥的签名。PDA 没有私钥，因此创建它的程序必须通过 invoke_signed() 提供种子，运行时使用这些种子重新派生和验证 PDA，授予其签名权限（我们将在第 2 部分中看到）。

Solana 如何知道密钥对地址可用于账户创建？

客户端生成一个新的密钥对并在交易中传递其公钥。我们的程序通过 `let stor...