
以太坊的推出带来了去中心化应用程序(dApps)的兴起:由智能合约驱动的程序在区块链上以无信任、透明和不可阻止的方式运行。
维护区块链网络本身的软件(节点和客户端)是一组应用程序,但在智能合约平台上运行的脚本和dApps是分开的,通常用不同的语言编写。构建这些dApps与创建基础区块链平台并不相同(这需要不同的技能)。
流行区块链编程语言概述
如今,有许多智能合约区块链提供类似的功能——但并非所有智能合约平台都是平等的。在其他因素中,智能合约编码的语言对开发者的可访问性、功能性和在区块链上启动的dApps的安全性有很大影响。以下是五种最流行的区块链编程语言及其提供的功能。
Solidity(以太坊和EVM兼容平台)
Solidity是世界上最流行的加密编码语言。它是以太坊和所有EVM(以太坊虚拟机)链的智能合约编程的默认选项,包括Polygon、Arbitrum、Optimism、Binance Smart Chain、Avalanche等。这些区块链共同拥有数百万的日活跃用户(DAU)。
Solidity专门为在以太坊上编写智能合约而设计,并与流行的JavaScript语言有一些显著的相似之处——尽管也存在显著的差异。作为以太坊和EVM兼容链的首要智能合约语言,Solidity有很多优势,但也有几个新兴的加密编程语言试图解决的问题。
Solidity的优点
虽然Solidity是为以太坊设计的,但它与JavaScript的广泛相似性意味着它对熟悉该语言的开发者相对可访问。
Solidity的主要优点在于其先发优势、巨大的网络效应,因此得到了一个庞大且活跃的开发者社区的良好支持。还有大量资源专门用于教授Solidity和创建去中心化应用程序。此外,还有许多论坛和平台,新开发者可以从更有经验的Solidity编码者那里获得帮助。
开源精神和区块链的透明性意味着这个社区能够很好地审计智能合约并提供关于任何安全问题的反馈(尽管这也意味着恶意方可以利用漏洞)。
Solidity包括各种安全功能,帮助开发者编写安全的合约,例如函数修饰符,允许轻松地将检查添加到函数中。它还支持继承,使得可以创建模块化和可重用的智能合约,以及可以独立部署并链接到其他合约的库。与流行的开发工具和框架的集成使得开发者更容易在基于以太坊的项目上工作。
缺点
尽管Solidity很受欢迎并且具有网络效应,但它确实存在一些显著的缺点。对于不习惯面向对象编程的开发者来说,它可能会令人困惑,甚至在理解区块链特定概念(如gas、状态变量和去中心化执行)之外。
安全性可能是一个问题。虽然Solidity包括安全功能,但编码中的错误可能会引入漏洞,导致去中心化协议中的用户资金损失。由于Web3的不断变化,开发者需要保持对最新标准和最佳实践的了解,以减少这些风险。开发者需要注意优化代码以最小化gas成本,因为低效的代码可能导致更高的交易费用。对于熟练的Web3开发者来说,使用Solidity可能会导致比其他语言更高的gas成本。
Solidity缺乏一些更通用编程语言中可用的功能。然而,这种“限制”是故意的,因为它增强了安全性并有助于防止某些类型的攻击。
Vyper(以太坊)
Vyper是另一种以太坊编码语言,尽管它不如Solidity流行。它是一种“Pythonic”语言,与世界上最著名的编程语言之一的相似性意味着数百万开发者可以编写简洁、可读性强的代码,而无需经历其他区块链编程语言可能需要的学习曲线。
Vyper于2017年由以太坊的联合创始人Vitalik Buterin创建,他仍然可以说是以太坊生态系统中最有影响力的人。虽然Solidity仍然是首选,但Vyper强调安全性和简单性,使其成为EVM开发者越来越受欢迎的选择。
Vyper的优点
由于Vyper与Python非常相似,因此它对已经知道该语言的数百万开发者极具可访问性——即使是那些不熟悉的人,因为Python易于学习。因此,Vyper是以太坊和EVM系统中第二受欢迎的区块链编码语言。
就像Python一样,Vyper是一种高度可读的语言(这有各种好处)。它的简单语法和避免其他语言中一些复杂性的特性降低了引入错误的风险,并使代码更易于审计——这有助于整体安全性。
Vyper在自身上对安全性有很强的强调。它限制了可能带来安全风险的各种功能,使得Vyper代码不易受到某些漏洞(包括重入攻击)的影响。该语言旨在减少黑客可能利用智能合约的方式。
Vyper对最终用户的一个明显好处是其相对的gas效率。该语言的设计选择意味着代码的运行成本通常更低。以太坊主网的拥堵,甚至一些L2,意味着gas价格可能上涨到不经济的水平,从而阻止dApps的使用。因此,使用Vyper开发dApps可以带来直接的经济优势。
缺点
与其他智能合约语言一样,Vyper也有其缺点。一方面,其相对简单性是一种优势,因为Solidity的复杂性可能引入严重的漏洞。Vyper通过删除某些功能来降低这些风险。然而,结果是它的功能较弱且限制更多。一些Solidity的高级功能缺失,这可能对需要特定功能的开发者来说是一个缺点。它没有修饰符、类继承和递归调用,并且该编程语言不是图灵完备的。选择使用Vyper的开发者需要想办法绕过这些限制。
Solidity的广泛使用和网络效应意味着Vyper作为区块链语言相对不那么突出。尽管Vyper正在获得关注,但它的社区和生态系统较小。支持较少,熟练的开发者也较少(尽管由于它是一种简单的语言,这可能不是一个主要问题)。目前也有一些Solidity原生工具在Vyper中不可用。尽管Vyper显然有其优点,但开发者需要决定其缺点是否需要转向Solidity更全面的工具集。
Rust(Solana)
Solidity仍然是EVM链的默认加密编程语言。对于非EVM链,Rust已成为一种流行的选择,包括Solana和Polkadot(尽管也可以使用其他语言与Solana一起使用,包括C、C++和Solidity)。仅Solana就有50万DAU。
Rust的一个巨大好处是它在区块链领域之外也被使用。它于2006年创建,并被开发者和主要软件平台(包括亚马逊、Discord、Meta、谷歌等)广泛采用。
Rust的优点
Rust是一种高效且紧凑的语言,减少了不必要的臃肿。它适合生成优化代码,这对于区块链和加密编程来说是理想的,因为空间是有限的。它还以其对安全性的关注而闻名,并包括减少常见编程错误(特别是内存安全——保护免受处理内存访问时可能出现的各种错误和漏洞)风险的措施,这些错误可能导致智能合约被利用。
Rust还支持安全并发(程序不同部分可以无序执行的能力),这对Solana很重要,因为它强调并行处理。开发者可以编写并发代码,而无需担心竞争条件:如果操作按错误顺序进行而产生的问题。
Rust拥有一个不断增长和活跃的社区,以及各种库和工具。该语言旨在促进干净和富有表现力的代码,使开发者的生活更轻松,并有助于代码的可读性和可维护性。
缺点
Rust的主要缺点是其学习曲线和对不熟悉其较少知名范式的开发者的相对困难。因此,从其他流行语言过渡可能需要大量时间和精力。
最后,即使Rust是比Solidity更优越的选择(这是智能合约开发者之间的争论),相对较少的区块链拥有Rust的工具或支持。
Haskell(Cardano)
Cardano是用Haskell构建的,这是一种在1980年代为教学、研究和工业应用而创建的编程语言。Cardano的智能合约是用Plutus编写的,Plutus本质上是Haskell的一个子集。
Haskell的优点
Haskell是一种所谓的“函数式”语言,鼓励高水平的抽象和数学严谨性。这与Cardano的研究驱动精神非常契合,并且可以促进可靠和安全的代码。它还适合形式验证,这是一个数学上证明代码正确性的过程(再次可能增强安全性)。Haskell的表现力和简洁的语法提供了更清晰和更易于维护的代码的可能性。
与Rust一样,Haskell支持并发编程。这使得开发者能够编写可扩展和高效的代码,使其适用于可能需要同时处理多个交易的智能合约。
缺点
Haskell因其学习难度而声名在外,特别是对于来自更流行语言的开发者,他们可能不熟悉函数式编程概念。
Cardano有一个庞大而活跃的社区,但Haskell仅在这个单一生态系统中用作智能合约语言(然而,这包括数万名日活跃用户)。因此,使用受到限制,智能合约生态系统与其他拥有更大开发者社区的平台相比不够成熟。此外,开发者的工具、文档和支持也较少。
最后,与为资源受限环境设计的区块链编程语言相比,Haskell应用程序的资源消耗可能更高。这有时使其效率低于所需。
ErgoScript(Ergo)
ErgoScript于2014年创建,是Scala的简化子集。Scala在软件行业广泛用于大规模应用(包括Twitter和Netflix),现在也被用作区块链的编程语言。
ErgoScript的优点
ErgoScript旨在使用Ergo的eUTXO模型创建智能合约。这扩展了比特币的功能,同时保持了高度的安全性和隐私性。与比特币的原生脚本(不支持循环或复杂智能合约)不同,ErgoScript允许图灵完备的应用程序。
ErgoScript的亮点在于其对Sigma协议的原生支持。这些协议使得高度可组合的加密声明的轻松和安全部署成为可能,可以用于构建强大且自定义的应用程序,包括环签名和门限签名。
缺点
Scala是一种流行的语言,但它并不像其他一些语言那样容易学习。ErgoScript的使用也仅限于Ergo——目前如此。了解更多关于ErgoScript的好处用于加密编程,并学习如何在Ergo上构建您的第一个dApp!
比较区块链语言
比较智能合约编程语言可能很困难,因为存在各种权衡和关键差异。然而,开发者可能会关注某些标准:
- 相关生态系统和使用广度。一些语言的使用远远超过其他语言(Solidity是最流行的),这意味着有更多的支持、更多的工具,并且它们有更长的历史。
- 提供的功能复杂性。一些语言提供其他语言没有的功能。正如本文之前提到的,Vyper的功能不如Solidity丰富,并且不是图灵完备的。
- **可访问性。**一些区块链语言比其他语言更容易学习——Vyper是最简单的之一,得益于其与Python的相似性。另一方面,像Haskell这样的语言更复杂,其原则对许多来自其他语言的程序员来说并不容易理解。Rust在区块链领域外被广泛使用,但只能在少数智能合约平台上使用。
为您的区块链项目选择正确的语言
这五种加密编码语言只是开发者在创建dApps时可以选择的一些可能性。然而,实际上,选择的数量并不意味着开发者可以随意选择其中任何一种。构建智能合约应用程序与创建常规Web2应用程序(许多不同的编程语言可能都能完成工作)并不相同,选择可能更多地与开发者的个人偏好有关。
决定使用哪种语言的第一个因素取决于正在构建dApp的区块链平台。不同的区块链支持不同的编码语言,因此没有“通用”选项。如果您已经决定了一个区块链生态系统,这将限制您可以使用的编码语言数量。例如,如果使用Cardano,您基本上被限制在Plutus。如果使用以太坊或EVM兼容平台,那么您可以选择Solidity或Vyper(以及一些不太知名的语言)。
如果您尚未决定区块链平台,那么选择范围更广。在这种情况下,决定可能更多地与哪些语言具有最佳支持,或哪些语言与您已经知道的编程语言相似有关。在所有条件相同的情况下,Solidity和Vyper在开发者社区和工具方面可能具有最佳支持,而EVM生态系统在区块链领域提供了最大的舞台。
或者,如果您已经熟悉某种编程语言,那么选择一种与之相似的加密编码语言可能是有意义的。如果您知道JavaScript,那么Solidity可能是最合适的选择。如果您精通Python但对JavaScript不太确定,那么Vyper可能更合适。Rust与C或C++相似。ErgoScript基于Scala,因此如果您知道该语言并只是想在Web3 dApps中试水,它可能是最可行的选择。
结论
为Web3开发dApps可能与Web2非常不同。除了需要理解区块链特定概念(包括gas/交易费用)外,还有不同的语言可以使用。每个区块链平台支持的加密编码语言数量有限(有时只有一种),这意味着开发者通常在选择上受到限制。
此外,在选择区块链平台和语言时需要考虑显著的权衡。智能合约语言在网络效应、工具和支持水平方面差异很大。它们在复杂性和功能性方面(因此安全要求也不同)存在不同的水平。有些语言比其他语言更易于访问,学习所需的时间也不同,它们可能与其他流行编程语言的相似性也有所不同。最后,它们可以使用的生态系统的规模差异也很大。
所有这些因素以及更多因素使得选择加密编码语言成为开发者需要仔细考虑的事情。他们的dApp的成功及其链接的服务可能取决于某种特定编码语言的优势。
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