Мови смарт-контрактів

Чудова особливість Етеріуму полягає в тому, що смарт-контракти можна програмувати за допомогою відносно зручних для розробників мов. Якщо ви маєте досвід роботи з Python або будь-якою мовою з фігурними дужками (opens in a new tab), ви зможете знайти мову зі знайомим синтаксисом.

Дві найактивніші мови, що підтримуються:

• Solidity
• Vyper

Remix IDE надає комплексне середовище розробки для створення та тестування контрактів як на Solidity, так і на Vyper. Спробуйте браузерну Remix IDE (opens in a new tab), щоб почати писати код.

Більш досвідчені розробники також можуть використовувати Yul, проміжну мову для Віртуальної машини Етеріуму, або Yul+ — розширення для Yul.

Якщо вам цікаво і ви хочете допомогти в тестуванні нових мов, які все ще перебувають на стадії активної розробки, ви можете поекспериментувати з Fe — новою мовою смарт-контрактів, яка наразі перебуває на початковому етапі розвитку.

Передумови

Попередні знання мов програмування, особливо JavaScript або Python, можуть допомогти вам зрозуміти відмінності в мовах смарт-контрактів. Ми також рекомендуємо вам зрозуміти концепцію смарт-контрактів, перш ніж заглиблюватися в порівняння мов. Вступ до смарт-контрактів.

Solidity

• Об'єктно-орієнтована мова високого рівня для реалізації смарт-контрактів.
• Мова з фігурними дужками, на яку найбільше вплинув C++.
• Статично типізована (тип змінної відомий під час компіляції).
• Підтримує:
  • Спадкування (ви можете розширювати інші контракти).
  • Бібліотеки (ви можете створювати код для багаторазового використання, який можна викликати з різних контрактів — як статичні функції в статичному класі в інших об'єктно-орієнтованих мовах програмування).
  • Складні типи, визначені користувачем.

Важливі посилання

• Документація (opens in a new tab)
• Портал мови Solidity (opens in a new tab)
• Solidity на прикладах (opens in a new tab)
• GitHub (opens in a new tab)
• Чат Solidity у Gitter (opens in a new tab), об'єднаний з чатом Solidity у Matrix (opens in a new tab)
• Шпаргалка (opens in a new tab)
• Блог Solidity (opens in a new tab)
• Twitter Solidity (opens in a new tab)

Приклад контракту

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

contract Coin {
    // Ключове слово "public" робить змінні
    // доступними з інших контрактів
    address public minter;
    mapping (address => uint) public balances;

    // Події дозволяють клієнтам реагувати на конкретні
    // зміни контракту, які ви оголошуєте
    event Sent(address from, address to, uint amount);

    // Код конструктора виконується лише тоді, коли контракт
    // створюється
    constructor() {
        minter = msg.sender;
    }

    // Надсилає певну кількість новостворених монет на адресу
    // Може бути викликано лише творцем контракту
    function mint(address receiver, uint amount) public {
        require(msg.sender == minter);
        require(amount < 1e60);
        balances[receiver] += amount;
    }

    // Надсилає певну кількість існуючих монет
    // від будь-якого ініціатора виклику на адресу
    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);
    }
}

Цей приклад має дати вам уявлення про те, як виглядає синтаксис контракту на Solidity. Для більш детального опису функцій та змінних перегляньте документацію (opens in a new tab).

Vyper

• Мова програмування, подібна до Python
• Строга типізація
• Невеликий та зрозумілий код компілятора
• Ефективна генерація байт-коду
• Свідомо має менше функцій, ніж Solidity, з метою зробити контракти більш безпечними та простішими для аудиту. Vyper не підтримує:
  • Модифікатори
  • Спадкування
  • Вбудований асемблер (inline assembly)
  • Перевантаження функцій
  • Перевантаження операторів
  • Рекурсивні виклики
  • Нескінченні цикли
  • Двійкові числа з фіксованою комою

Для отримання додаткової інформації прочитайте обґрунтування Vyper (opens in a new tab).

Важливі посилання

• Документація (opens in a new tab)
• Vyper на прикладах (opens in a new tab)
• Більше про Vyper на прикладах (opens in a new tab)
• GitHub (opens in a new tab)
• Чат спільноти Vyper у Discord (opens in a new tab)
• Шпаргалка (opens in a new tab)
• Фреймворки та інструменти розробки смарт-контрактів для Vyper
• VyperPunk — навчіться захищати та зламувати смарт-контракти на Vyper (opens in a new tab)
• Vyper Hub для розробки (opens in a new tab)
• Найкращі приклади смарт-контрактів на Vyper (opens in a new tab)
• Добірка корисних ресурсів Awesome Vyper (opens in a new tab)

Приклад

# Відкритий аукціон

# Параметри аукціону
# Бенефіціар отримує гроші від учасника, який запропонував найвищу ціну
beneficiary: public(address)
auctionStart: public(uint256)
auctionEnd: public(uint256)

# Поточний стан аукціону
highestBidder: public(address)
highestBid: public(uint256)

# Встановлюється як true в кінці, забороняє будь-які зміни
ended: public(bool)

# Відстежуємо відшкодовані ставки, щоб ми могли дотримуватися патерну зняття коштів
pendingReturns: public(HashMap[address, uint256])

# Створює простий аукціон з `_bidding_time`
# секундами часу для торгів від імені
# адреси бенефіціара `_beneficiary`.
@external
def __init__(_beneficiary: address, _bidding_time: uint256):
    self.beneficiary = _beneficiary
    self.auctionStart = block.timestamp
    self.auctionEnd = self.auctionStart + _bidding_time

# Зробити ставку на аукціоні з надісланою сумою
# разом із цією транзакцією.
# Сума буде відшкодована лише в тому випадку, якщо
# аукціон не виграно.
@external
@payable
def bid():
    # Перевірити, чи закінчився період торгів.
    assert block.timestamp < self.auctionEnd
    # Перевірити, чи достатньо висока ставка
    assert msg.value > self.highestBid
    # Відстежувати відшкодування для попереднього учасника з найвищою ставкою
    self.pendingReturns[self.highestBidder] += self.highestBid
    # Відстежувати нову найвищу ставку
    self.highestBidder = msg.sender
    self.highestBid = msg.value

# Зняти попередньо відшкодовану ставку. Патерн зняття коштів
# використовується тут, щоб уникнути проблем з безпекою. Якби відшкодування надсилалися безпосередньо
# як частина bid(), зловмисний контракт для ставок міг би заблокувати
# ці відшкодування і таким чином заблокувати надходження нових вищих ставок.
@external
def withdraw():
    pending_amount: uint256 = self.pendingReturns[msg.sender]
    self.pendingReturns[msg.sender] = 0
    send(msg.sender, pending_amount)

# Завершити аукціон і надіслати найвищу ставку
# бенефіціару.
@external
def endAuction():
    # Хорошим правилом є структурування функцій, які взаємодіють
    # з іншими контрактами (тобто вони викликають функції або надсилають етер)
    # на три фази:
    # 1. перевірка умов
    # 2. виконання дій (потенційна зміна умов)
    # 3. взаємодія з іншими контрактами
    # Якщо ці фази переплутати, інший контракт може викликати
    # назад поточний контракт і змінити стан або спричинити
    # багаторазове виконання ефектів (виплата етеру).
    # Якщо функції, що викликаються внутрішньо, включають взаємодію із зовнішніми
    # контрактами, вони також повинні розглядатися як взаємодія із
    # зовнішніми контрактами.

    # 1. Умови
    # Перевірити, чи настав час завершення аукціону
    assert block.timestamp >= self.auctionEnd
    # Перевірити, чи ця функція вже була викликана
    assert not self.ended

    # 2. Ефекти
    self.ended = True

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

Цей приклад має дати вам уявлення про те, як виглядає синтаксис контракту на Vyper. Для більш детального опису функцій та змінних перегляньте документацію (opens in a new tab).

Yul та Yul+

Якщо ви новачок в Етеріумі і ще не писали код мовами смарт-контрактів, ми рекомендуємо почати з Solidity або Vyper. Розглядайте Yul або Yul+ лише тоді, коли ви ознайомитеся з найкращими практиками безпеки смарт-контрактів та специфікою роботи з EVM.

Yul

• Проміжна мова для Етеріуму.
• Підтримує EVM та Ewasm (opens in a new tab) (WebAssembly, адаптований для Етеріуму) і розроблена як зручний спільний знаменник для обох платформ.
• Хороша ціль для етапів високорівневої оптимізації, яка може принести однакову користь як платформам EVM, так і Ewasm.

Yul+

• Низькорівневе, високоефективне розширення для Yul.
• Спочатку розроблено для контракту оптимістичного ролапу.
• Yul+ можна розглядати як експериментальну пропозицію щодо оновлення Yul, яка додає до неї нові функції.

Важливі посилання

• Документація Yul (opens in a new tab)
• Документація Yul+ (opens in a new tab)
• Вступна стаття про Yul+ (opens in a new tab)

Приклад контракту

Наступний простий приклад реалізує функцію піднесення до степеня. Його можна скомпілювати за допомогою solc --strict-assembly --bin input.yul. Приклад слід зберегти у файлі 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)
}

Якщо ви вже маєте великий досвід роботи зі смарт-контрактами, повну реалізацію ERC-20 на Yul можна знайти тут (opens in a new tab).

Fe

• Статично типізована мова для Віртуальної машини Етеріуму (EVM).
• Натхненна Python та Rust.
• Має на меті бути простою у вивченні — навіть для розробників, які є новачками в екосистемі Етеріуму.
• Розробка Fe все ще перебуває на ранніх стадіях, альфа-реліз мови відбувся у січні 2021 року.

Важливі посилання

• GitHub (opens in a new tab)
• Анонс Fe (opens in a new tab)
• Дорожня карта Fe на 2021 рік (opens in a new tab)
• Чат Fe у Discord (opens in a new tab)
• Twitter Fe (opens in a new tab)

Приклад контракту

Нижче наведено простий контракт, реалізований на 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()

Як обрати

Як і з будь-якою іншою мовою програмування, здебільшого йдеться про вибір правильного інструменту для конкретного завдання, а також про особисті вподобання.

Ось кілька речей, які варто врахувати, якщо ви ще не пробували жодну з цих мов:

Чим чудова Solidity?

• Якщо ви новачок, існує багато посібників та інструментів для навчання. Дізнайтеся більше про це в розділі Навчання через програмування.
• Доступні хороші інструменти для розробників.
• Solidity має велику спільноту розробників, а це означає, що ви, швидше за все, досить швидко знайдете відповіді на свої запитання.

Чим чудова Vyper?

• Чудовий спосіб почати для розробників на Python, які хочуть писати смарт-контракти.
• Vyper має меншу кількість функцій, що робить її чудовою для швидкого прототипування ідей.
• Vyper прагне бути простою для аудиту та максимально зрозумілою для людини.

Чим чудові Yul та Yul+?

• Спрощена та функціональна низькорівнева мова.
• Дозволяє наблизитися до чистої EVM, що може допомогти оптимізувати використання газу у ваших контрактах.

Порівняння мов

Для порівняння базового синтаксису, життєвого циклу контракту, інтерфейсів, операторів, структур даних, функцій, потоку керування та іншого перегляньте цю шпаргалку від Auditless (opens in a new tab)

Подальше читання

• Бібліотека контрактів Solidity від ОупенЗеппелін (opens in a new tab)
• Solidity на прикладах (opens in a new tab)