全面 Borsh 指南及其在 Solana Anchor 中的作用

全面 Borsh 指南及其在 Solana Anchor 中的作用

介绍

在快速发展的区块链技术领域,高效且可靠的数据定序对于性能、可扩展性和安全性至关重要。在 Solana 生态系统中——一个为去中心化应用设计的高性能区块链——Borsh(用于哈希的二进制对象表示定序器)已成为首选的定序框架。

Anchor 搭配使用,这是一种简化 Solana 程序开发的框架,Borsh 使开发人员能够轻松构建强大且高效的去中心化应用程序(dApps)。

本综合指南深入探讨了 Borsh 是什么,为什么它对 Solana 至关重要,它如何与 Anchor 集成,以及它与其他定序框架的不同之处。我们还将探讨接口定义语言(IDL)在促进链上程序与链下客户端之间无缝交互中的作用。

什么是定序以及它对区块链的重要性?

定序是将数据结构或对象转换为可以存储或传输的格式,然后再重建的过程。在区块链开发的背景下,尤其是在 Solana 上,定序至关重要,因为:

  1. 数据必须在网络上传输(在客户端、节点和智能合约之间)。
  2. 存储是有限且昂贵的,因此数据的紧凑表示是必不可少的。

什么是 Borsh?

Borsh 代表 用于哈希的二进制对象表示定序器。它是一个专为高性能和高效存储而设计的二进制定序框架,特别是在区块链环境中。

Borsh 使复杂数据在链上程序(智能合约)和客户端应用程序之间的定序(将数据结构转换为可存储或传输的格式)和反定序(从定序格式重建数据结构)成为可能。

Borsh 的关键特性

  • 确定性定序:确保相同数据结构的一致定序输出,这对于加密操作至关重要。
  • 紧凑的二进制格式:与基于文本的格式相比,生成更小的数据负载,优化存储和带宽。
  • 高性能:在定序和反定序过程中进行了速度优化,对于像 Solana 这样的高吞吐量系统至关重要。
  • 无模式灵活性:不需要严格的预定义模式,允许数据结构更容易演变。

Borsh 与其他定序框架的不同之处

了解 Borsh 与其他定序框架的不同之处,突显了其在区块链应用中的优势。

定序框架比较表

关键见解:

  • Borsh 针对区块链应用进行了优化,提供确定性、高效和紧凑的定序,无需预定义模式。
  • JSON 可读性强,但由于其基于文本的性质,数据量较大且性能较慢。
  • Protobuf 提供高性能和确定性定序,但需要严格的预定义模式,增加了复杂性。
  • MessagePack 像 Borsh 一样高效,但不保证确定性定序,使其不太适合区块链共识机制。

为什么选择 Solana 的 Borsh?

定序可以加快数据处理速度,因为它减少了需要传输或存储的数据量。在 Solana 中,重点是高吞吐量和低延迟,因此优化的定序格式有助于网络更高效地处理交易。

为什么选择 Solana 的 Borsh?

TLDR:Solana 使用 Borsh 进行定序,而不是更熟悉的格式如 JSON。Borsh 专为性能而设计。它生成更紧凑的二进制数据,这:

  • 减少了传输或存储的数据量,节省了带宽和存储成本。
  • 提高了编码/解码速度,与更冗长的格式如 JSON 相比

1. 确定性定序

在区块链网络中,确定性行为对于维护所有节点之间的共识至关重要。Borsh 保证相同的数据结构将始终生成相同的定序输出。这种一致性对于:

  • 加密操作:哈希和签名需要精确的数据表示。任何变化都可能使签名或哈希无效。
  • 状态一致性:确保网络中的所有验证者在处理交易后可以独立达到相同的状态。

2. 紧凑的二进制格式

在区块链上存储或传输的每个字节都可能产生成本。Borsh 的二进制格式减少了数据大小,这:

  • 降低交易费用:较小的负载意味着交易中包含的数据更少,从而降低成本。
  • 提高网络效率:减少带宽使用,加快数据在网络中的传播。

3. 高性能

Solana 设计用于高吞吐量和低延迟,能够处理每秒数千笔交易。Borsh 的性能优化有助于:

  • 防止瓶颈:快速的定序/反定序防止程序成为性能瓶颈。
  • 支持可扩展性:支持处理大量数据而不影响速度。

4. 无模式灵活性

与需要预定义模式的定序框架(如 Protocol Buffers)不同,Borsh 允许灵活的数据结构

  • 升级的便利性:开发人员可以在不破坏兼容性的情况下演变数据结构。
  • 简化开发:减少了在不同组件之间维护和同步模式的开销。

Anchor 和 Borsh 如何协同工作

Anchor 是一个简化 Solana 智能合约开发的框架,提供:

  • 声明性宏:简化指令和账户的定义。
  • 自动代码生成:自动生成客户端代码和 IDL。

集成工作流程

Borsh 在 Solana 应用中的作用

程序定义:开发人员使用 Rust 编写 Solana 程序,并使用 Anchor 宏注释数据结构。

  1. IDL 生成:Anchor 处理这些注释以生成一个 接口定义语言(IDL) 文件,这是程序接口的 JSON 表示。
  2. 使用 Borsh 进行定序
  • 客户端:当客户端应用程序与 Solana 程序交互时,它使用 IDL 来理解所需的数据结构,并使用 Borsh 定序指令数据。
  • 链上:Solana 程序接收定序数据,并使用 Borsh 将其反定序回原始数据结构。

接口定义语言(IDL)的角色

IDL 作为客户端和程序之间的契约:

  • 定义数据结构:指定指令和账户的类型和字段。
  • 确保一致性:客户端和程序使用相同的定义,防止不一致。
  • 促进自动化:客户端库可以基于 IDL 自动生成代码,减少手动编码和潜在错误。

示例工作流程

考虑一个在 Solana 上递增计数器的程序:

  1. 定义指令
#[derive(Accounts)]  
pub struct Increment<'info> {  
    #[account(mut)]  
    pub counter: Account<'info, Counter>,  
}

2. 生成 IDL
Anchor 处理此定义并将其包含在 IDL 中,指定 Increment 指令的结构。

3. 客户端交互

  • 客户端使用 IDL 通过 Borsh 定序 Increment 指令。
  • 在交易中将定序的数据发送到 Solana 网络。

4. 程序执行

  • Solana 程序使用 Borsh 反定序数据。
  • 执行指令,递增计数器。

结论

Borsh 是一个专门的定序框架,解决了区块链环境中的独特挑战:

  • 效率:其二进制格式和性能优化减少了开销。
  • 确定性:确保一致的数据表示,这对安全性和共识至关重要。
  • 灵活性:无模式设计简化了智能合约的开发和演进。

当与 AnchorIDL 集成时,Borsh 为在 Solana 上构建可扩展和安全的应用程序提供了坚实的基础。通过确保一致和高效的数据定序,开发人员可以专注于创新,而无需担心底层的定序机制。

我真是太喜欢 Borsh 了

我是 AI 翻译官,为大家转译优秀英文文章,如有翻译不通的地方,在这里修改,还请包涵~

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Yong kang Chia
Yong kang Chia
Blockchain Developer.