Jazyky pro chytré kontrakty

Skvělou vlastností Etherea je, že chytré kontrakty lze programovat pomocí jazyků, které jsou pro vývojáře poměrně přívětivé. Pokud máte zkušenosti s Pythonem nebo jakýmkoli jazykem se složenými závorkami (opens in a new tab), najdete zde jazyk se známou syntaxí.

Dva nejaktivnější a nejudržovanější jazyky jsou:

• Solidity
• Vyper

Remix IDE poskytuje komplexní vývojové prostředí pro vytváření a testování kontraktů v Solidity i Vyperu. Vyzkoušejte Remix IDE v prohlížeči (opens in a new tab) a začněte programovat.

Zkušenější vývojáři mohou také chtít použít Yul, mezijazyk pro Ethereum Virtual Machine, nebo Yul+, což je rozšíření jazyka Yul.

Pokud jste zvědaví a rádi pomáháte testovat nové jazyky, které jsou stále ve fázi intenzivního vývoje, můžete experimentovat s Fe, nově vznikajícím jazykem pro chytré kontrakty, který je v současné době stále v plenkách.

Předpoklady

Předchozí znalost programovacích jazyků, zejména JavaScriptu nebo Pythonu, vám může pomoci pochopit rozdíly v jazycích pro chytré kontrakty. Než se ponoříte příliš hluboko do srovnávání jazyků, doporučujeme vám také porozumět chytrým kontraktům jako konceptu. Úvod do chytrých kontraktů.

Solidity

• Objektově orientovaný vysokoúrovňový jazyk pro implementaci chytrých kontraktů.
• Jazyk se složenými závorkami, který byl nejvíce ovlivněn jazykem C++.
• Staticky typovaný (typ proměnné je znám v době kompilace).
• Podporuje:
  • Dědičnost (můžete rozšiřovat jiné kontrakty).
  • Knihovny (můžete vytvářet znovupoužitelný kód, který lze volat z různých kontraktů – podobně jako statické funkce ve statické třídě v jiných objektově orientovaných programovacích jazycích).
  • Komplexní uživatelsky definované typy.

Důležité odkazy

• Dokumentace (opens in a new tab)
• Portál jazyka Solidity (opens in a new tab)
• Solidity na příkladech (opens in a new tab)
• GitHub (opens in a new tab)
• Chatovací místnost Solidity na Gitteru (opens in a new tab) propojená s chatovací místností Solidity na Matrixu (opens in a new tab)
• Tahák (opens in a new tab)
• Blog o Solidity (opens in a new tab)
• Twitter Solidity (opens in a new tab)

Příklad kontraktu

// SPDX-License-Identifier: GPL-3.0
pragma solidity >= 0.7.0;

contract Coin {
    // Klíčové slovo "public" činí proměnné
    // přístupnými z jiných kontraktů
    address public minter;
    mapping (address => uint) public balances;

    // Události umožňují klientům reagovat na specifické
    // změny kontraktu, které deklarujete
    event Sent(address from, address to, uint amount);

    // Kód konstruktoru se spustí pouze tehdy, když je kontrakt
    // vytvořen
    constructor() {
        minter = msg.sender;
    }

    // Odešle množství nově vytvořených mincí na adresu
    // Může být zavoláno pouze tvůrcem kontraktu
    function mint(address receiver, uint amount) public {
        require(msg.sender == minter);
        require(amount < 1e60);
        balances[receiver] += amount;
    }

    // Odešle množství existujících mincí
    // od jakéhokoli volajícího na adresu
    function send(address receiver, uint amount) public {
        require(amount <= balances[msg.sender], "Insufficient balance.");
        balances[msg.sender] -= amount;
        balances[receiver] += amount;
        emit Sent(msg.sender, receiver, amount);
    }
}

Tento příklad by vám měl poskytnout představu o tom, jak vypadá syntaxe kontraktu v Solidity. Podrobnější popis funkcí a proměnných najdete v dokumentaci (opens in a new tab).

Vyper

• Programovací jazyk v pythonovském stylu
• Silné typování
• Malý a srozumitelný kód kompilátoru
• Efektivní generování bajtkódu
• Záměrně má méně funkcí než Solidity s cílem učinit kontrakty bezpečnějšími a snáze auditovatelnými. Vyper nepodporuje:
  • Modifikátory
  • Dědičnost
  • Vložený (inline) assembly
  • Přetěžování funkcí
  • Přetěžování operátorů
  • Rekurzivní volání
  • Smyčky nekonečné délky
  • Binární pevnou řádovou čárku

Pro více informací si přečtěte zdůvodnění návrhu jazyka Vyper (opens in a new tab).

Důležité odkazy

• Dokumentace (opens in a new tab)
• Vyper na příkladech (opens in a new tab)
• Další příklady ve Vyperu (opens in a new tab)
• GitHub (opens in a new tab)
• Komunitní chat Vyperu na Discordu (opens in a new tab)
• Tahák (opens in a new tab)
• Frameworky a nástroje pro vývoj chytrých kontraktů ve Vyperu
• VyperPunk - naučte se zabezpečit a hackovat chytré kontrakty ve Vyperu (opens in a new tab)
• Vyper Hub pro vývoj (opens in a new tab)
• Nejlepší příklady chytrých kontraktů ve Vyperu (opens in a new tab)
• Awesome Vyper – kurátorované zdroje (opens in a new tab)

Příklad

# Otevřená aukce

# Parametry aukce
# Příjemce obdrží peníze od účastníka s nejvyšší nabídkou
beneficiary: public(address)
auctionStart: public(uint256)
auctionEnd: public(uint256)

# Aktuální stav aukce
highestBidder: public(address)
highestBid: public(uint256)

# Na konci nastaveno na true, znemožní jakoukoli změnu
ended: public(bool)

# Udržuje přehled o vrácených nabídkách, abychom mohli následovat vzor výběru
pendingReturns: public(HashMap[address, uint256])

# Vytvoří jednoduchou aukci s dobou pro podávání nabídek `_bidding_time`
# sekund ve prospěch
# adresy příjemce `_beneficiary`.
@external
def __init__(_beneficiary: address, _bidding_time: uint256):
    self.beneficiary = _beneficiary
    self.auctionStart = block.timestamp
    self.auctionEnd = self.auctionStart + _bidding_time

# Přihodí v aukci s hodnotou odeslanou
# společně s touto transakcí.
# Hodnota bude vrácena pouze v případě, že
# aukce není vyhrána.
@external
@payable
def bid():
    # Zkontroluje, zda skončilo období pro podávání nabídek.
    assert block.timestamp < self.auctionEnd
    # Zkontroluje, zda je nabídka dostatečně vysoká
    assert msg.value > self.highestBid
    # Zaznamená vrácení peněz pro předchozího účastníka s nejvyšší nabídkou
    self.pendingReturns[self.highestBidder] += self.highestBid
    # Zaznamená novou nejvyšší nabídku
    self.highestBidder = msg.sender
    self.highestBid = msg.value

# Vybere dříve vrácenou nabídku. Vzor výběru se
# zde používá k zamezení bezpečnostnímu problému. Pokud by se vrácení peněz posílalo přímo
# jako součást bid(), škodlivý přihazující kontrakt by mohl zablokovat
# tato vrácení peněz a tím zablokovat příchod nových vyšších nabídek.
@external
def withdraw():
    pending_amount: uint256 = self.pendingReturns[msg.sender]
    self.pendingReturns[msg.sender] = 0
    send(msg.sender, pending_amount)

# Ukončí aukci a odešle nejvyšší nabídku
# příjemci.
@external
def endAuction():
    # Je dobrým pravidlem strukturovat funkce, které interagují
    # s jinými kontrakty (tj. volají funkce nebo posílají ether)
    # do tří fází:
    # 1. kontrola podmínek
    # 2. provádění akcí (potenciálně měnící podmínky)
    # 3. interakce s jinými kontrakty
    # Pokud se tyto fáze smíchají, mohl by jiný kontrakt zavolat
    # zpět do aktuálního kontraktu a upravit stav nebo způsobit,
    # že se efekty (výplata etheru) provedou vícekrát.
    # Pokud interně volané funkce zahrnují interakci s externími
    # kontrakty, musí být také považovány za interakci s
    # externími kontrakty.

    # 1. Podmínky
    # Zkontroluje, zda bylo dosaženo času konce aukce
    assert block.timestamp >= self.auctionEnd
    # Zkontroluje, zda již byla tato funkce zavolána
    assert not self.ended

    # 2. Efekty
    self.ended = True

    # 3. Interakce
    send(self.beneficiary, self.highestBid)

Tento příklad by vám měl poskytnout představu o tom, jak vypadá syntaxe kontraktu ve Vyperu. Podrobnější popis funkcí a proměnných najdete v dokumentaci (opens in a new tab).

Yul a Yul+

Pokud jste v Ethereu nováčkem a ještě jste neprogramovali v žádném jazyce pro chytré kontrakty, doporučujeme začít se Solidity nebo Vyperem. Yul nebo Yul+ prozkoumejte až tehdy, když budete obeznámeni s osvědčenými postupy zabezpečení chytrých kontraktů a specifiky práce s EVM.

Yul

• Mezijazyk pro Ethereum.
• Podporuje EVM a Ewasm (opens in a new tab), což je WebAssembly přizpůsobené pro Ethereum, a je navržen tak, aby byl použitelným společným jmenovatelem obou platforem.
• Dobrý cíl pro vysokoúrovňové fáze optimalizace, ze kterých mohou těžit platformy EVM i Ewasm stejnou měrou.

Yul+

• Nízkoúrovňové, vysoce efektivní rozšíření jazyka Yul.
• Původně navrženo pro kontrakt typu optimistický rollup.
• Na Yul+ lze pohlížet jako na experimentální návrh upgradu jazyka Yul, který do něj přidává nové funkce.

Důležité odkazy

• Dokumentace k Yul (opens in a new tab)
• Dokumentace k Yul+ (opens in a new tab)
• Úvodní článek o Yul+ (opens in a new tab)

Příklad kontraktu

Následující jednoduchý příklad implementuje funkci mocniny. Lze jej zkompilovat pomocí solc --strict-assembly --bin input.yul. Příklad by měl být uložen v souboru input.yul.

{
    function power(base, exponent) -> result
    {
        switch exponent
        case 0 { result := 1 }
        case 1 { result := base }
        default
        {
            result := power(mul(base, base), div(exponent, 2))
            if mod(exponent, 2) { result := mul(base, result) }
        }
    }
    let res := power(calldataload(0), calldataload(32))
    mstore(0, res)
    return(0, 32)
}

Pokud již máte s chytrými kontrakty bohaté zkušenosti, plnou implementaci ERC-20 v jazyce Yul najdete zde (opens in a new tab).

Fe

• Staticky typovaný jazyk pro Ethereum Virtual Machine (EVM).
• Inspirováno jazyky Python a Rust.
• Klade si za cíl být snadno naučitelný – a to i pro vývojáře, kteří jsou v ekosystému Etherea nováčky.
• Vývoj jazyka Fe je stále v rané fázi, jazyk měl svou alfa verzi v lednu 2021.

Důležité odkazy

• GitHub (opens in a new tab)
• Oznámení o Fe (opens in a new tab)
• Plán vývoje Fe pro rok 2021 (opens in a new tab)
• Chat Fe na Discordu (opens in a new tab)
• Twitter Fe (opens in a new tab)

Příklad kontraktu

Následuje jednoduchý kontrakt implementovaný v jazyce Fe.

type BookMsg = bytes[100]

contract GuestBook:
    pub guest_book: map<address, BookMsg>

    event Signed:
        book_msg: BookMsg

    pub def sign(book_msg: BookMsg):
        self.guest_book[msg.sender] = book_msg

        emit Signed(book_msg=book_msg)

    pub def get_msg(addr: address) -> BookMsg:
        return self.guest_book[addr].to_mem()

Jak si vybrat

Stejně jako u jakéhokoli jiného programovacího jazyka jde především o výběr správného nástroje pro danou práci a také o osobní preference.

Zde je několik věcí, které byste měli zvážit, pokud jste ještě žádný z těchto jazyků nevyzkoušeli:

Co je skvělé na Solidity?

• Pokud jste začátečník, existuje mnoho tutoriálů a výukových nástrojů. Více se o tom dozvíte v sekci Učte se programováním.
• K dispozici jsou dobré vývojářské nástroje.
• Solidity má velkou komunitu vývojářů, což znamená, že s největší pravděpodobností najdete odpovědi na své otázky poměrně rychle.

Co je skvělé na Vyperu?

• Skvělý způsob, jak začít pro vývojáře v Pythonu, kteří chtějí psát chytré kontrakty.
• Vyper má menší počet funkcí, což z něj dělá skvělý nástroj pro rychlé prototypování nápadů.
• Vyper si klade za cíl být snadno auditovatelný a maximálně čitelný pro lidi.

Co je skvělé na Yul a Yul+?

• Zjednodušený a funkční nízkoúrovňový jazyk.
• Umožňuje dostat se mnohem blíže k samotnému EVM, což může pomoci optimalizovat spotřebu gasu vašich kontraktů.

Srovnání jazyků

Pro srovnání základní syntaxe, životního cyklu kontraktu, rozhraní, operátorů, datových struktur, funkcí, řízení toku a dalších věcí se podívejte na tento tahák od Auditless (opens in a new tab)

Další čtení

• Knihovna kontraktů v Solidity od OpenZeppelin (opens in a new tab)
• Solidity na příkladech (opens in a new tab)