Лучшие языки блокчейн-программирования для разработки блокчейна

Запуск Ethereum привел к появлению децентрализованных приложений (dApps): программ, работающих на смарт-контрактах, которые функционируют без доверия, прозрачно и без остановок на блокчейне.

Программное обеспечение, которое поддерживает саму сеть блокчейна (узлы и клиенты), представляет собой один набор приложений, но скрипты и dApps, работающие на платформах смарт-контрактов, являются отдельными и, как правило, написаны на другом языке. Создание этих dApps не то же самое, что и создание основной платформы блокчейна (что требует другого набора навыков).

Обзор популярных языков программирования блокчейна

Сегодня существует множество блокчейнов смарт-контрактов, которые предлагают аналогичную функциональность, но не все платформы смарт-контрактов равны. Среди прочих факторов язык, на котором кодируются смарт-контракты, имеет большое значение для доступности для разработчиков, функциональности и безопасности dApps, запущенных на блокчейне. Вот пять самых популярных языков программирования блокчейна и то, что они предлагают.

Solidity (Ethereum и совместимые с EVM платформы)

Solidity — самый популярный язык криптокодирования в мире. Это стандартный вариант для программирования смарт-контрактов на Ethereum и всех цепочках EVM (Ethereum Virtual Machine), включая Polygon, Arbitrum, Optimism, Binance Smart Chain, Avalanche и другие. Вместе эти блокчейны составляют миллионы активных пользователей в день (DAU).

Solidity был разработан специально для написания смарт-контрактов на Ethereum и имеет некоторые заметные сходства с популярным языком JavaScript, хотя есть и значительные различия. Как основной язык смарт-контрактов для Ethereum и совместимых с EVM цепочек, Solidity имеет множество преимуществ, но есть несколько проблем, которые новые языки криптопрограммирования стремятся решить.

Преимущества Solidity

Хотя Solidity был разработан для Ethereum, его широкие сходства с JavaScript означают, что он относительно доступен для разработчиков, знакомых с этим языком.

Ключевые преимущества Solidity сводятся к его преимуществу первопроходца, огромному сетевому эффекту и, следовательно, хорошей поддержке со стороны большой и активной сообщества разработчиков. Существуют обширные ресурсы, посвященные обучению Solidity и созданию децентрализованных приложений. Кроме того, есть множество форумов и платформ, где новые разработчики могут получить помощь от более опытных кодеров Solidity.

Этика открытого кода и прозрачная природа блокчейнов означают, что это сообщество хорошо подготовлено для аудита смарт-контрактов и предоставления обратной связи по любым проблемам безопасности (хотя это также означает, что злонамеренные стороны могут использовать уязвимости).

Solidity включает различные функции безопасности, чтобы помочь разработчикам писать безопасные контракты, такие как модификаторы функций, которые позволяют легко добавлять проверки к функциям. Он также поддерживает наследование, что позволяет создавать модульные и повторно используемые смарт-контракты, а также библиотеки, которые могут быть развернуты независимо и связаны с другими контрактами. Интеграция с популярными инструментами и фреймворками разработки упрощает работу разработчиков над проектами на базе Ethereum.

Недостатки

Несмотря на всю популярность и сетевой эффект Solidity, у него есть некоторые значительные недостатки. Для разработчиков, не привыкших к объектно-ориентированному программированию, он может быть запутанным, даже помимо необходимости понимать специфические для блокчейна концепции, такие как газ, переменные состояния и децентрализованное выполнение.

Безопасность может быть проблемой. Хотя Solidity включает функции безопасности, ошибки в кодировании могут привести к уязвимостям, которые могут привести к потере средств пользователей из децентрализованных протоколов. Из-за постоянно меняющейся природы Web3 важно, чтобы разработчики оставались в курсе последних стандартов и лучших практик, чтобы снизить эти риски. Разработчики должны быть внимательны к оптимизации своего кода, чтобы минимизировать затраты на газ, так как неэффективный код может привести к более высоким транзакционным сборам. Для опытных разработчиков Web3 использование Solidity может привести к более высоким затратам на газ, чем другие языки.

Solidity не хватает некоторых функций, доступных в более универсальных языках программирования. Однако это "ограничение" является намеренным, поскольку оно повышает безопасность и помогает предотвратить определенные типы атак.

Vyper (Ethereum)

Vyper — это еще один язык программирования Ethereum, хотя он не так популярен, как Solidity. Это "питонический" язык, и его сходство с одним из самых известных языков программирования в мире означает, что миллионы разработчиков могут писать лаконичный, читаемый человеком код без той кривой обучения, с которой им, возможно, придется столкнуться с другими языками программирования блокчейна.

Vyper был создан в 2017 году Виталиком Бутериным, одним из соучредителей Ethereum и, возможно, самым влиятельным человеком в экосистеме Ethereum. Хотя Solidity остается фаворитом, Vyper акцентирует внимание на безопасности и простоте, что делает его все более популярным выбором для разработчиков EVM.

Преимущества Vyper

Поскольку Vyper очень похож на Python, он чрезвычайно доступен для миллионов разработчиков, которые уже знают этот язык, а также для тех, кто не знает, поскольку Python легко изучить. В результате Vyper является вторым по популярности языком программирования блокчейна для Ethereum и систем EVM.

Как и Python, Vyper — это язык с высокой читаемостью (что имеет различные преимущества). Его простой синтаксис и избегание некоторых сложностей, встречающихся в других языках, снижают риск введения ошибок и упрощают аудит кода — что способствует общей безопасности.

Vyper имеет сильный акцент на безопасность. Он ограничивает различные функции, которые могут представлять собой риски безопасности, что делает код Vyper менее подверженным определенным уязвимостям (включая атаки повторного входа). Язык разработан для уменьшения числа возможных способов, которыми хакеры могут эксплуатировать смарт-контракты.

Одним из более очевидных преимуществ Vyper для конечных пользователей является его относительная эффективность газа. Выбор дизайна языка означает, что код часто дешевле запускать. Загруженность основной сети Ethereum и даже некоторых L2 означает, что цены на газ могут подниматься до неэкономичных уровней, что препятствует использованию dApps. Поэтому разработка dApps на Vyper может иметь немедленное финансовое преимущество.

Недостатки

Как и любой другой язык смарт-контрактов, Vyper имеет свои недостатки. С одной стороны, его относительная простота является силой, поскольку сложность Solidity может вводить серьезные уязвимости. Vyper снижает риск этих уязвимостей, удаляя определенные функции. Однако в результате он менее мощный и более ограниченный. Некоторые из продвинутых функций Solidity отсутствуют, что может быть недостатком для разработчиков, которым требуются специфические функциональности. У него нет модификаторов, наследования классов и рекурсивных вызовов, и язык программирования не является полным по Тьюрингу. Разработчики, которые решают использовать Vyper, должны будут выяснить, как обойти эти ограничения.

Широкое использование и сетевой эффект Solidity означают, что Vyper сравнительно менее заметен как язык блокчейна. Vyper, хотя и привлекает внимание, имеет меньшее сообщество и экосистему. Существует меньше поддержки и меньше разработчиков, которые в нем разбираются (поскольку это более простой язык, это может не быть большой проблемой). Также есть инструменты, родные для Solidity, которые в настоящее время недоступны в Vyper. Несмотря на все очевидные преимущества Vyper, разработчики должны решить, оправдывают ли его недостатки переход к более полному набору инструментов Solidity.

Rust (Solana)

Solidity остается стандартным языком криптопрограммирования для цепочек EVM. Для цепочек, не совместимых с EVM, Rust стал популярным выбором, включая Solana и Polkadot (хотя также возможно использовать другие языки с Solana, включая C, C++ и Solidity). Только Solana имеет полмиллиона DAU.

Одним из больших преимуществ Rust является то, что он используется за пределами сферы блокчейна. Он был создан в 2006 году и широко принят разработчиками и крупными программными платформами (включая Amazon, Discord, Meta, Google и других).

Преимущества Rust

Rust — это эффективный и компактный язык, который уменьшает ненужный объем. Он хорош для создания оптимизированного кода, что идеально подходит для блокчейн- и криптопрограммирования, где пространство имеет значение. Он также известен своим акцентом на безопасность и включает меры, которые снижают риск распространенных ошибок программирования (особенно безопасности памяти — защиты от различных ошибок и уязвимостей, которые могут возникнуть при работе с доступом к памяти), которые могут привести к эксплуатации смарт-контрактов.

Rust также поддерживает безопасную параллельность (возможность выполнения различных частей программы вне порядка), что важно для Solana, поскольку она акцентирует внимание на параллельной обработке. Разработчики могут писать параллельный код, не беспокоясь о гонках: проблемах, которые возникают, если операции выполняются в неправильной последовательности.

У Rust растущее и активное сообщество, а также широкий выбор библиотек и инструментов. Язык был создан для продвижения чистого и выразительного кода, что облегчает жизнь разработчикам и способствует созданию кода, который легко читать и поддерживать.

Недостатки

Основной недостаток Rust — это кривая обучения и относительная сложность для разработчиков, которые не знакомы с его менее известными парадигмами. Переход с других популярных языков может потребовать значительного времени и усилий.

Наконец, даже если Rust является более предпочтительным выбором по сравнению с Solidity (дебаты для разработчиков смарт-контрактов), относительно немногие блокчейны имеют инструменты или поддержку для Rust.

Haskell (Cardano)

Cardano был построен на Haskell, языке программирования, который был создан в 1980-х годах для обучения, исследований и промышленных приложений. Смарт-контракты Cardano написаны на Plutus, который по сути является подмножеством Haskell.

Преимущества Haskell

Haskell — это так называемый "функциональный" язык, который поощряет высокий уровень абстракции и математической строгости. Это хорошо соответствует исследовательской этике Cardano и может способствовать созданию надежного и безопасного кода. Он также подходит для формальной верификации, процесса, в котором правильность кода математически доказывается (что также может повысить безопасность). Выразительный и лаконичный синтаксис Haskell предлагает возможность более чистого и поддерживаемого кода.

Как и Rust, Haskell поддерживает параллельное программирование. Это позволяет разработчикам писать масштабируемый и эффективный код, что делает его полезным для смарт-контрактов, которые могут потребовать обработки нескольких транзакций одновременно.

Недостатки

Haskell имеет репутацию сложного языка для изучения, особенно для разработчиков, которые приходят из более популярных языков и могут быть незнакомы с концепциями функционального программирования.

Cardano имеет большое и активное сообщество, но Haskell используется только как язык смарт-контрактов в этой единственной экосистеме (тем не менее, это включает десятки тысяч активных пользователей в день). Таким образом, использование ограничено, и экосистема смарт-контрактов менее развита по сравнению с другими платформами с более крупными сообществами разработчиков. Кроме того, существует меньше инструментов, документации и поддержки для разработчиков.

Наконец, приложения на Haskell могут потреблять больше ресурсов по сравнению с языками программирования блокчейна, разработанными для более ограниченных по ресурсам сред. Это иногда делает его менее эффективным, чем он должен быть.

ErgoScript (Ergo)

Созданный в 2014 году, ErgoScript является упрощенным подмножеством Scala. Scala широко используется в программной индустрии для крупномасштабных приложений (включая Twitter и Netflix), и теперь он используется как язык программирования для блокчейна.

Преимущества ErgoScript

ErgoScript был разработан для создания смарт-контрактов с использованием модели eUTXO Ergo. Это расширяет функциональность Bitcoin, сохраняя при этом высокий уровень безопасности и конфиденциальности. В отличие от родного скрипта Bitcoin (который не поддерживает циклы или сложные смарт-контракты), ErgoScript позволяет создавать приложения, полные по Тьюрингу.

Где ErgoScript выделяется, так это с его родной поддержкой Sigma Protocols. Эти протоколы позволяют легко и безопасно развертывать высококомпозируемые криптографические утверждения, которые могут быть использованы для создания мощных, настраиваемых приложений, включая кольцевые и пороговые подписи.

Недостатки

Scala — популярный язык, но он не так прост в изучении, как некоторые другие. Использование ErgoScript также ограничено Ergo — на данный момент. Узнайте больше о преимуществах ErgoScript для криптопрограммирования и узнайте, как создать свое первое dApp на Ergo!

Сравнение языков блокчейна

Сравнивать языки программирования смарт-контрактов может быть сложно, потому что существуют различные компромиссы и ключевые различия. Тем не менее, есть определенные критерии, на которые разработчики могут обратить внимание:

• Соответствующие экосистемы и широта использования. Некоторые языки используются гораздо шире, чем другие (Solidity является самым популярным), что означает, что существует больше поддержки, больше инструментов, и у них более длительная история.
• Сложность функциональности, предлагаемой языками. Некоторые языки предлагают функции, которых нет у других. Как уже упоминалось в этой статье, Vyper менее богат функциями, чем Solidity и не является полным по Тьюрингу.
• Доступность. Некоторые языки блокчейна легче изучить, чем другие — Vyper является одним из самых простых благодаря своим сходствам с Python. С другой стороны, такие языки, как Haskell, более сложны, и их принципы не так легко усваиваются многими программистами, приходящими из других языков. Rust широко используется за пределами сектора блокчейна, но может использоваться только на нескольких платформах смарт-контрактов.

Выберите правильный язык для вашего блокчейн-проекта

Эти пять языков криптокодирования — лишь некоторые из возможностей, которые разработчики могут выбрать при создании dApps. На практике, однако, количество вариантов не означает, что разработчики могут выбрать любой из них. Создание приложений смарт-контрактов не похоже на создание обычных приложений Web2 (где множество различных языков программирования могут справиться с задачей), и выбор может больше зависеть от личных предпочтений разработчиков.

Первый фактор, определяющий, какой язык использовать, зависит от того, на какой блокчейн-платформе создается dApp. Разные блокчейны поддерживают разные языки программирования, поэтому нет универсального варианта. Если вы уже решили, какую блокчейн-экосистему использовать, это ограничит количество языков программирования, которые вы можете использовать. Например, если вы используете Cardano, вы в основном ограничены Plutus. Если вы используете Ethereum или совместимую с EVM платформу, то у вас есть возможность использовать Solidity или Vyper (а также некоторые менее известные языки).

Если вы еще не решили, какую блокчейн-платформу использовать, то выбор шире. В этом случае решение может больше зависеть от того, какие языки имеют лучшую поддержку или какие из них похожи на языки программирования, которые вы уже знаете. При равных условиях, Solidity и Vyper, вероятно, имеют лучшую поддержку в плане сообщества разработчиков и инструментов, а экосистема EVM предлагает, безусловно, самую большую арену в пространстве блокчейна.

В качестве альтернативы, если вы уже знакомы с языком программирования, то может иметь смысл выбрать язык криптокодирования, который несколько похож. Если вы знаете JavaScript, то Solidity, вероятно, имеет наибольший смысл. Если вы хорошо разбираетесь в Python, но не уверены в JavaScript, то Vyper может быть более разумным выбором. Rust похож на C или C++. ErgoScript основан на Scala, поэтому, если вы знаете этот язык и просто хотите попробовать свои силы в Web3 dApps, это может быть наиболее жизнеспособным вариантом.

Заключение

Разработка dApps для Web3 может сильно отличаться от Web2. Кроме необходимости понимать специфические для блокчейна концепции (включая газ/транзакционные сборы), существуют различные языки, которые можно использовать. Каждая блокчейн-платформа имеет ограниченное количество поддерживаемых языков криптокодирования (иногда только один), что означает, что разработчики часто ограничены в своих вариантах.

Более того, существуют значительные компромиссы, которые необходимо учитывать при выборе блокчейн-платформы и языка для работы. Языки смарт-контрактов сильно различаются по своему сетевому эффекту, инструментам и уровням поддержки. У них разные уровни сложности и функциональности (и, следовательно, разные требования к безопасности). Некоторые из них более доступны, чем другие, требуют разного времени на изучение, и они могут быть более или менее похожи на другие популярные языки программирования. Наконец, размер экосистем, в рамках которых они могут использоваться, значительно различается.

Все эти факторы и многое другое делают выбор языка криптокодирования вопросом, который разработчики должны тщательно обдумать. Успех их dApp и услуг, к которым он подключается, может зависеть от сильных сторон одного конкретного языка программирования.