Обязательные навыки для разработчиков Web3: Глубина анализа языка смарт-контрактов

Смарт-контракты — это автоматически выполняемые соглашения на блокчейн-платформе, которые позволяют сторонам сделки напрямую осуществлять доверительные транзакции без необходимости вмешательства посредников. Контракт содержит кодовые функции, которые могут взаимодействовать с другими контрактами и автоматически выполняться при выполнении заранее заданных условий.

Концепция смарт-контрактов была предложена Ником Сабо в 90-х годах, но широко применяется только с появлением Эфириума. Эфириум, запущенный в 2015 году, поддерживает развертывание и выполнение смарт-контрактов и считается блокчейном второго поколения.

Язык смарт-контрактов используется для написания смарт-контрактов, которые компилируются в байт-код и выполняются на виртуальной машине блокчейн-платформы. Хороший язык смарт-контрактов должен безопасно и эффективно выражать правила контракта и предоставлять инструменты для обработки транзакций и состояния блокчейна.

В настоящее время большинство разработчиков смарт-контрактов работают на Ethereum и совместимых с EVM цепочках. Solana является платформой с наибольшим числом разработчиков в экосистеме, не совместимой с EVM, в то время как Move специально разработан для безопасной разработки блокчейн смарт-контрактов.

Язык EVM

EVM (Ethereum Virtual Machine) является ядром Ethereum, выполняет смарт-контракты и обрабатывает транзакции. EVM имеет многоуровневую иерархическую структуру, включая байт-код, промежуточный язык и языки высокого уровня.

На Ethereum и совместимых с EVM цепях самыми популярными языками являются Solidity и Vyper, также доступны Yul, Yul+, Fe и Huff.

Solidity — это объектно-ориентированный язык программирования, который был вдохновлён C++, Python и JavaScript. Он предоставляет множественное наследование для повторного использования кода и определяет стандарт ABI.

Vyper разработан командой Виталика Бутерина и является альтернативным вариантом Solidity. Он похож на Python и акцентирует внимание на безопасности, читаемости и эффективности газа.

Yul является языком ассемблера с расширенными управляющими потоками и частью инструментария Solidity. Yul+ является расширенной версией Yul.

Fe является высокоуровневым языком, похожим на Rust, который реализует повторное использование кода через модульную систему.

Huff является низкоуровневым языком ассемблера, который позволяет ручное управление стеком.

На Ethereum язык Solidity занимает около 90% рынка, что в десять раз больше, чем у второго места Vyper. Yul и Yul+ часто используются для оптимизации Gas, а Huff предназначен для экстремальной оптимизации Gas.

Язык Solana

Solana известна своим механизмом PoH и высокой производительностью. Solana называет смарт-контракты программами на цепочке, которые в основном пишутся на языке Rust.

Ядро виртуальной машины Solana SVM, Sealevel, реализует параллельную обработку. Смарт-контракты Solana указывают состояние чтения и записи, что позволяет выполнять транзакции без конфликтов параллельно.

SBF основан на eBPF, обладает высокой производительностью, безопасностью и портируемостью. SBF использует пользовательские валидаторы для обеспечения корректности и завершимости программы.

Теоретически, все языки, поддерживающие компиляцию в LLVM IR, могут использоваться для написания смарт-контрактов Solana, но на практике Solana Labs произвела специальные изменения в Rust и eBPF LLVM бекенде. В настоящее время разработка контрактов Solana в основном поддерживает Rust и Solang.

Rust — это универсальный статически компилируемый язык, разработанный Mozilla, который акцентирует внимание на производительности и безопасности. Solang — это компилятор Solidity на основе LLVM, который поддерживает использование модифицированной Solidity на Solana и Polkadot.

Язык Move

Move — это язык смарт-контрактов, разработанный для проекта Diem от Meta, обладающий такими характеристиками, как защита типов ресурсов первого класса, гибкость и безопасность верификации.

Aptos и Sui унаследовали Move после распада проекта Diem, используя соответственно Core Move и Sui Move.

Move использует модульный дизайн, каждый смарт-контракт состоит из модулей, определяемых функциями и структурами. Sui Move вводит объектную модель данных, поддерживающую параллельную обработку.

Компилятор, валидатор и виртуальная машина Move специально разработаны. Валидатор является основной механизмом безопасности, который обеспечивает соблюдение правил безопасности типов, памяти и ресурсов.

Move Prover является инструментом формальной верификации смарт-контрактов, который может преобразовывать условия верификации в SMT-формулы для проверки.

смарт-контракты разработка инструменты

Для разработчиков EVM-совместимых цепей Solidity является языком выбора. Основные инструменты разработки включают:

• Hardhat: среда разработки для компиляции, развертывания, тестирования и отладки приложений на Ethereum.
• OpenZeppelin: предоставляет безопасную библиотеку смарт-контрактов с открытым исходным кодом.
• Foundry: фреймворк, ориентированный на Solidity, для создания, тестирования и развертывания смарт-контрактов.

Solana является вторым выбором после Ethereum, но сложность разработки довольно высокая. Фреймворк Anchor может упростить процесс разработки на Solana.

Язык Move имеет инновации в области базовой безопасности, но в настоящее время экосистема и инструменты еще не достаточно развиты.

Резюме

Оценка языков смарт-контрактов обычно учитывает удобство использования, безопасность и экологические ресурсы.

Solidity имеет наибольшее влияние, обладая богатым набором инструментов для разработки и библиотек.

Rust широко используется в экосистеме Solana, компенсируя недостаток безопасности Solidity.

Move на нижнем уровне добавил больше механизмов безопасности, но экосистема все еще находится на ранней стадии.