Kỹ năng cần thiết cho nhà phát triển Web3: Phân tích độ sâu ngôn ngữ hợp đồng thông minh

hợp đồng thông minh là một giao thức thực thi tự động trên nền tảng blockchain, cho phép hai bên giao dịch thực hiện giao dịch tin cậy trực tiếp mà không cần sự can thiệp của bên trung gian. Hợp đồng chứa các hàm mã, có thể tương tác với các hợp đồng khác và tự động thực thi khi các điều kiện đã được thiết lập được thỏa mãn.

Khái niệm hợp đồng thông minh được Nick Szabo đưa ra vào những năm 90, nhưng phải đến khi Ethereum ra đời thì nó mới được áp dụng rộng rãi. Ethereum, được ra mắt vào năm 2015, hỗ trợ việc triển khai và thực thi hợp đồng thông minh, được coi là blockchain thế hệ thứ hai.

Ngôn ngữ hợp đồng thông minh được sử dụng để viết hợp đồng thông minh, sau khi biên dịch thành mã byte sẽ được thực thi trên máy ảo của nền tảng blockchain. Một ngôn ngữ hợp đồng thông minh xuất sắc cần phải thể hiện quy tắc hợp đồng một cách an toàn và hiệu quả, và cung cấp công cụ để xử lý giao dịch và trạng thái của blockchain.

Hiện tại, hầu hết các nhà phát triển hợp đồng thông minh đang làm việc trên Ethereum và các chuỗi tương thích EVM. Solana là nền tảng có nhiều nhà phát triển nhất trong hệ sinh thái không tương thích EVM, trong khi Move được thiết kế đặc biệt để phát triển hợp đồng thông minh blockchain an toàn.

Ngôn ngữ EVM

EVM (Máy ảo Ethereum) là cốt lõi của Ethereum, chạy hợp đồng thông minh và xử lý giao dịch. EVM có cấu trúc phân lớp đa cấp, bao gồm bytecode, ngôn ngữ trung gian và ngôn ngữ cấp cao.

Trên Ethereum và các chuỗi tương thích EVM, ngôn ngữ phổ biến nhất là Solidity và Vyper, ngoài ra còn có Yul, Yul+, Fe và Huff để lựa chọn.

Solidity là ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng, chịu ảnh hưởng từ C++, Python và JavaScript. Nó cung cấp kế thừa đa hình cho việc tái sử dụng mã và định nghĩa tiêu chuẩn ABI.

Vyper được phát triển bởi đội ngũ của Vitalik Buterin, là một lựa chọn thay thế cho Solidity. Nó giống như Python, chú trọng đến tính bảo mật, khả năng đọc và hiệu quả Gas.

Yul là một ngôn ngữ lắp ráp có điều khiển dòng cao cấp, là một phần của chuỗi công cụ Solidity. Yul+ là phiên bản mở rộng của Yul.

Fe là ngôn ngữ cấp cao giống Rust, thực hiện tái sử dụng mã thông qua hệ thống dựa trên mô-đun.

Huff là một ngôn ngữ hợp ngữ cấp thấp, cho phép điều khiển ngăn xếp thủ công.

Trên Ethereum, Solidity chiếm khoảng 90% thị phần, gấp mười lần Vyper ở vị trí thứ hai. Yul và Yul+ thường được sử dụng để tối ưu hóa Gas, trong khi Huff được sử dụng cho tối ưu hóa Gas cực hạn.

Ngôn ngữ hệ Solana

Solana nổi tiếng với cơ chế PoH và hiệu suất cao. Solana gọi hợp đồng thông minh là chương trình trên chuỗi, chủ yếu được viết bằng ngôn ngữ Rust.

Thành phần cốt lõi Sealevel của máy ảo Solana SVM thực hiện xử lý song song. Hợp đồng thông minh của Solana chỉ định trạng thái đọc và ghi trong thời gian thực, cho phép giao dịch không xung đột được thực hiện song song.

SBF dựa trên eBPF, có hiệu suất cao, an toàn và tính di động. SBF sử dụng bộ xác thực tùy chỉnh, đảm bảo tính chính xác và khả năng kết thúc của chương trình.

Về lý thuyết, các ngôn ngữ hỗ trợ biên dịch thành LLVM IR đều có thể viết hợp đồng thông minh Solana, nhưng trên thực tế, Solana Labs đã thực hiện các điều chỉnh đặc biệt đối với Rust và eBPF LLVM backend. Hiện tại, việc phát triển hợp đồng Solana chủ yếu hỗ trợ Rust và Solang.

Rust là ngôn ngữ biên dịch tĩnh đa dụng do Mozilla phát triển, chú trọng vào hiệu suất và an toàn. Solang là một trình biên dịch Solidity dựa trên LLVM, hỗ trợ việc sử dụng Solidity sửa đổi trên Solana và Polkadot.

Ngôn ngữ Move

Move là ngôn ngữ hợp đồng thông minh được phát triển cho dự án Diem của Meta, có các đặc điểm như bảo vệ loại tài nguyên hạng nhất, tính linh hoạt và khả năng xác minh an toàn.

Aptos và Sui đã kế thừa Move sau khi dự án Diem tan rã, sử dụng lần lượt Core Move và Sui Move.

Move áp dụng thiết kế mô-đun, mỗi hợp đồng thông minh là một mô-đun được cấu thành từ các định nghĩa hàm và cấu trúc. Sui Move giới thiệu mô hình dữ liệu dựa trên đối tượng, hỗ trợ xử lý song song.

Biên dịch viên, trình xác thực và máy ảo của Move đều được thiết kế đặc biệt. Trình xác thực là cơ chế an toàn cốt lõi, đảm bảo tuân thủ các quy tắc về kiểu, bộ nhớ và an toàn tài nguyên.

Move Prover là công cụ xác minh hình thức của hợp đồng thông minh, có thể chuyển đổi điều kiện xác minh thành công thức SMT để kiểm tra.

hợp đồng thông minh phát triển công cụ

Đối với các nhà phát triển chuỗi tương thích EVM, Solidity là ngôn ngữ được ưu tiên. Các công cụ phát triển chính bao gồm:

• Hardhat: Môi trường phát triển để biên dịch, triển khai, kiểm tra và gỡ lỗi ứng dụng Ethereum.
• OpenZeppelin: cung cấp thư viện mã nguồn mở hợp đồng thông minh an toàn.
• Foundry: Khung làm việc tập trung vào Solidity, dùng để xây dựng, kiểm tra và triển khai hợp đồng thông minh.

Solana là lựa chọn thứ hai ngoài Ethereum, nhưng độ khó phát triển cao. Khung Anchor có thể đơn giản hóa quy trình phát triển Solana.

Ngôn ngữ Move có những đổi mới trong thiết kế an toàn cơ bản, nhưng hiện tại hệ sinh thái và công cụ vẫn chưa hoàn thiện.

Tóm tắt

Đánh giá ngôn ngữ hợp đồng thông minh thường xem xét độ sâu, an toàn và tài nguyên sinh thái.

Solidity ảnh hưởng lớn nhất, sở hữu nhiều công cụ phát triển và thư viện phong phú.

Rust được ứng dụng rộng rãi trong hệ sinh thái Solana, bù đắp cho sự thiếu an toàn của Solidity.

Move đã bổ sung thêm nhiều cơ chế an toàn ở tầng dưới, nhưng hệ sinh thái vẫn đang ở giai đoạn đầu.