Linguagens de contratos inteligentes

Um ótimo aspecto sobre o Ethereum é que os contratos inteligentes podem ser programados usando linguagens relativamente amigáveis para desenvolvedores. Se você tem experiência com Python ou qualquer linguagem com chaves (opens in a new tab), poderá encontrar uma linguagem com sintaxe familiar.

As duas linguagens mais ativas e mantidas são:

• Solidity
• Vyper

O Remix IDE fornece um ambiente de desenvolvimento abrangente para criar e testar contratos tanto em Solidity quanto em Vyper. Experimente o Remix IDE no navegador (opens in a new tab) para começar a programar.

Desenvolvedores mais experientes também podem querer usar Yul, uma linguagem intermediária para a Máquina Virtual Ethereum (EVM), ou Yul+, uma extensão para Yul.

Se você é curioso e gosta de ajudar a testar novas linguagens que ainda estão em forte desenvolvimento, pode experimentar a Fe, uma linguagem emergente de contratos inteligentes que ainda está em sua infância.

Pré-requisitos

O conhecimento prévio de linguagens de programação, especialmente JavaScript ou Python, pode ajudá-lo a entender as diferenças nas linguagens de contratos inteligentes. Também recomendamos que você entenda os contratos inteligentes como um conceito antes de se aprofundar muito nas comparações de linguagens. Introdução aos contratos inteligentes.

Solidity

• Linguagem de alto nível orientada a objetos para a implementação de contratos inteligentes.
• Linguagem com chaves que foi mais profundamente influenciada pelo C++.
• Tipagem estática (o tipo de uma variável é conhecido em tempo de compilação).
• Suporta:
  • Herança (você pode estender outros contratos).
  • Bibliotecas (você pode criar código reutilizável que pode ser chamado de diferentes contratos – como funções estáticas em uma classe estática em outras linguagens de programação orientadas a objetos).
  • Tipos complexos definidos pelo usuário.

Links importantes

• Documentação (opens in a new tab)
• Portal da linguagem Solidity (opens in a new tab)
• Solidity by Example (opens in a new tab)
• GitHub (opens in a new tab)
• Sala de bate-papo do Solidity no Gitter (opens in a new tab) conectada à sala de bate-papo do Solidity no Matrix (opens in a new tab)
• Folha de dicas (opens in a new tab)
• Blog do Solidity (opens in a new tab)
• Twitter do Solidity (opens in a new tab)

Exemplo de contrato

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

contract Coin {
    // A palavra-chave "public" torna as variáveis
    // acessíveis a partir de outros contratos
    address public minter;
    mapping (address => uint) public balances;

    // Eventos permitem que os clientes reajam a alterações
    // específicas do contrato que você declarar
    event Sent(address from, address to, uint amount);

    // O código do construtor é executado apenas quando o contrato
    // é criado
    constructor() {
        minter = msg.sender;
    }

    // Envia uma quantidade de moedas recém-criadas para um endereço
    // Só pode ser chamado pelo criador do contrato
    function mint(address receiver, uint amount) public {
        require(msg.sender == minter);
        require(amount < 1e60);
        balances[receiver] += amount;
    }

    // Envia uma quantidade de moedas existentes
    // de qualquer chamador para um endereço
    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);
    }
}

Este exemplo deve lhe dar uma ideia de como é a sintaxe de um contrato em Solidity. Para uma descrição mais detalhada das funções e variáveis, veja a documentação (opens in a new tab).

Vyper

• Linguagem de programação pythônica
• Tipagem forte
• Código de compilador pequeno e compreensível
• Geração eficiente de bytecode
• Deliberadamente tem menos recursos que o Solidity com o objetivo de tornar os contratos mais seguros e fáceis de auditar. Vyper não suporta:
  • Modificadores
  • Herança
  • Assembly embutido (inline)
  • Sobrecarga de função
  • Sobrecarga de operador
  • Chamada recursiva
  • Loops de comprimento infinito
  • Pontos fixos binários

Para mais informações, leia a fundamentação do Vyper (opens in a new tab).

Links importantes

• Documentação (opens in a new tab)
• Vyper by Example (opens in a new tab)
• Mais Vyper by Example (opens in a new tab)
• GitHub (opens in a new tab)
• Bate-papo da comunidade Vyper no Discord (opens in a new tab)
• Folha de dicas (opens in a new tab)
• Frameworks e ferramentas de desenvolvimento de contratos inteligentes para Vyper
• VyperPunk - aprenda a proteger e hackear contratos inteligentes em Vyper (opens in a new tab)
• Vyper Hub para desenvolvimento (opens in a new tab)
• Exemplos dos melhores contratos inteligentes em Vyper (opens in a new tab)
• Recursos selecionados do Awesome Vyper (opens in a new tab)

Exemplo

# Leilão Aberto

# Parâmetros do leilão
# O beneficiário recebe o dinheiro do maior licitante
beneficiary: public(address)
auctionStart: public(uint256)
auctionEnd: public(uint256)

# Estado atual do leilão
highestBidder: public(address)
highestBid: public(uint256)

# Definido como true no final, não permite nenhuma alteração
ended: public(bool)

# Acompanha os lances reembolsados para que possamos seguir o padrão de retirada
pendingReturns: public(HashMap[address, uint256])

# Cria um leilão simples com `_bidding_time`
# segundos de tempo de lance em nome do
# endereço do beneficiário `_beneficiary`.
@external
def __init__(_beneficiary: address, _bidding_time: uint256):
    self.beneficiary = _beneficiary
    self.auctionStart = block.timestamp
    self.auctionEnd = self.auctionStart + _bidding_time

# Faça um lance no leilão com o valor enviado
# junto com esta transação.
# O valor só será reembolsado se o
# leilão não for ganho.
@external
@payable
def bid():
    # Verifica se o período de lances acabou.
    assert block.timestamp < self.auctionEnd
    # Verifica se o lance é alto o suficiente
    assert msg.value > self.highestBid
    # Rastreia o reembolso para o maior licitante anterior
    self.pendingReturns[self.highestBidder] += self.highestBid
    # Rastreia o novo lance mais alto
    self.highestBidder = msg.sender
    self.highestBid = msg.value

# Retira um lance reembolsado anteriormente. O padrão de retirada é
# usado aqui para evitar um problema de segurança. Se os reembolsos fossem diretamente
# enviados como parte de bid(), um contrato de lance malicioso poderia bloquear
# esses reembolsos e, assim, bloquear a entrada de novos lances mais altos.
@external
def withdraw():
    pending_amount: uint256 = self.pendingReturns[msg.sender]
    self.pendingReturns[msg.sender] = 0
    send(msg.sender, pending_amount)

# Encerra o leilão e envia o lance mais alto
# para o beneficiário.
@external
def endAuction():
    # É uma boa diretriz estruturar funções que interagem
    # com outros contratos (ou seja, chamam funções ou enviam ether)
    # em três fases:
    # 1. verificação de condições
    # 2. execução de ações (potencialmente alterando condições)
    # 3. interação com outros contratos
    # Se essas fases forem misturadas, o outro contrato pode chamar
    # de volta o contrato atual e modificar o estado ou fazer com que
    # efeitos (pagamento de ether) sejam executados várias vezes.
    # Se as funções chamadas internamente incluírem interação com
    # contratos externos, elas também devem ser consideradas interação com
    # contratos externos.

    # 1. Condições
    # Verifica se o tempo de término do leilão foi atingido
    assert block.timestamp >= self.auctionEnd
    # Verifica se esta função já foi chamada
    assert not self.ended

    # 2. Efeitos
    self.ended = True

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

Este exemplo deve lhe dar uma ideia de como é a sintaxe de um contrato em Vyper. Para uma descrição mais detalhada das funções e variáveis, veja a documentação (opens in a new tab).

Yul e Yul+

Se você é novo no Ethereum e ainda não programou com linguagens de contratos inteligentes, recomendamos começar com Solidity ou Vyper. Só analise Yul ou Yul+ quando estiver familiarizado com as melhores práticas de segurança de contratos inteligentes e as especificidades de trabalhar com a EVM.

Yul

• Linguagem intermediária para Ethereum.
• Suporta a EVM e Ewasm (opens in a new tab), um WebAssembly adaptado para o Ethereum, e foi projetada para ser um denominador comum utilizável de ambas as plataformas.
• Bom alvo para estágios de otimização de alto nível que podem beneficiar igualmente as plataformas EVM e Ewasm.

Yul+

• Uma extensão de baixo nível e altamente eficiente para Yul.
• Inicialmente projetada para um contrato de rollup otimista.
• Yul+ pode ser vista como uma proposta de atualização experimental para Yul, adicionando novos recursos a ela.

Links importantes

• Documentação do Yul (opens in a new tab)
• Documentação do Yul+ (opens in a new tab)
• Postagem de introdução ao Yul+ (opens in a new tab)

Exemplo de contrato

O exemplo simples a seguir implementa uma função de potência. Ele pode ser compilado usando solc --strict-assembly --bin input.yul. O exemplo deve ser armazenado no arquivo 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)
}

Se você já tem bastante experiência com contratos inteligentes, uma implementação completa de ERC-20 em Yul pode ser encontrada aqui (opens in a new tab).

Fe

• Linguagem de tipagem estática para a Máquina Virtual Ethereum (EVM).
• Inspirada em Python e Rust.
• Tem como objetivo ser fácil de aprender -- mesmo para desenvolvedores que são novos no ecossistema Ethereum.
• O desenvolvimento da Fe ainda está em seus estágios iniciais, a linguagem teve seu lançamento alfa em janeiro de 2021.

Links importantes

• GitHub (opens in a new tab)
• Anúncio da Fe (opens in a new tab)
• Roteiro da Fe para 2021 (opens in a new tab)
• Bate-papo da Fe no Discord (opens in a new tab)
• Twitter da Fe (opens in a new tab)

Exemplo de contrato

O seguinte é um contrato simples implementado em 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()

Como escolher

Como em qualquer outra linguagem de programação, trata-se principalmente de escolher a ferramenta certa para o trabalho certo, bem como de preferências pessoais.

Aqui estão algumas coisas a considerar se você ainda não experimentou nenhuma das linguagens:

O que há de bom no Solidity?

• Se você é iniciante, existem muitos tutoriais e ferramentas de aprendizado disponíveis. Veja mais sobre isso na seção Aprenda programando.
• Boas ferramentas de desenvolvedor disponíveis.
• O Solidity tem uma grande comunidade de desenvolvedores, o que significa que você provavelmente encontrará respostas para suas perguntas rapidamente.

O que há de bom no Vyper?

• Ótima maneira de começar para desenvolvedores Python que desejam escrever contratos inteligentes.
• O Vyper tem um número menor de recursos, o que o torna ótimo para a prototipagem rápida de ideias.
• O Vyper tem como objetivo ser fácil de auditar e o mais legível possível para humanos.

O que há de bom no Yul e Yul+?

• Linguagem de baixo nível simplista e funcional.
• Permite chegar muito mais perto da EVM bruta, o que pode ajudar a otimizar o uso de gás dos seus contratos.

Comparações de linguagens

Para comparações de sintaxe básica, ciclo de vida do contrato, interfaces, operadores, estruturas de dados, funções, fluxo de controle e muito mais, confira esta folha de dicas da Auditless (opens in a new tab)

Leitura adicional

• Biblioteca de contratos Solidity da OpenZeppelin (opens in a new tab)
• Solidity by Example (opens in a new tab)