راهنمای انتخاب بهترین زبان برنامه نویسی قرارداد هوشمند

برای نوشتن یک قرارداد هوشمند (Smart Contract) در صنعت ارزهای دیجیتال، به زبان‌های برنامه‌نویسی نیاز داریم. برخی از زبان‌ها مخصوص این کاربری طراحی شده‌اند، اما از برخی زبان‌های قدیمی‌تر نیز می‌توان برای این منظور استفاده کرد. انتخاب درست زبان برنامه نویسی قرارداد هوشمند اولین گامی است که در این زمینه باید بردارید.

در این مقاله، ضمن معرفی زبان‌های برنامه‌نویسی مناسب برای اسمارت کانترکت‌ها، پنج مورد از بهترین گزینه‌های موجود در این زمینه در ابتدای سال ۲۰۲۳ را بررسی می‌کنیم. در پایان این مقاله، قادر خواهید بود زبان برنامه‌نویسی موردنظر خود برای نوشتن قرارداد هوشمند را انتخاب کنید.

معیارهای انتخاب زبان برنامه نویسی قرارداد هوشمند

پیش از معرفی معروف‌ترین زبان‌های برنامه نویسی برای قرارداد هوشمند، باید معیارهای کیفی و متمایزکننده‌ی این برنامه‌ها از یکدیگر را بشناسید. در این بخش مهم‌ترین این معیارها را بررسی می‌کنیم.

بلاکچین های در حال استفاده از برنامه

هرچه یک زبان برنامه نویسی قرارداد هوشمند از بلاکچین‌های بیشتری پشتیبانی کند، مسلما مطمئن‌تر، امن‌تر و باکیفیت‌تر است. این ویژگی از این جهت مهم است که بیشتر کاربران قراردادهای هوشمند خود را در بلاکچین‌های مختلف اجرا می‌کنند. همچنین با تحقق این ویژگی، قادر خواهیم بود که پروژه‌های خود را بین بلاکچین‌های متنوع جابجا کنیم.

میزان آشنایی با سینتکس زبان

اگر از قبل زبان‌های برنامه‌نویسی دیگری بلد هستید، خوب است که در انتخاب زبان جدید، شباهت سینتکس (Syntax) یا قوانین نوشتاری آن‌ها را ملاک قرار دهید. دراین‌صورت، سرعت و سهولت یادگیری زبان جدید برای شما افزایش می‌یابد. به‌عنوان‌مثال سینتکس زبان‌های سالیدیتی و جاوا اسکریپت شباهت‌های زیادی با یکدیگر دارند.

تورینگ کامل بودن زبان

برخورداری یک زبان برنامه نویسی قرارداد هوشمند از ویژگی تورینگ کامل (Turing Complete) مزایای زیادی دارد. این ویژگی به این معنی است که تمامی مشکلاتی که قابلیت کدگذاری دارند، قابل‌حل نیز هستند. تورینگ کامل به معنی توان بالای محاسباتی و حل مسئله‌ی زبان کدنویسی، بلاکچین یا ماشین محاسباتی است. برخورداری یک زبان برنامه‌نویسی اسمارت کانترکت از این ویژگی، امکان توسعه‌ی برنامه‌های کاربردی روی بلاکچین را نیز به آن می‌دهد. امکانی که به‌عنوان‌مثال سالیدیتی از آن برخوردار بوده و بلاکچین بیت کوین، فاقد آن است. با‌این‌حال، تورینگ کامل، اطمینانی از بابت زمان حل مسئله به شما نمی‌دهد.

پشتیبانی از حلقه (Loop)

ویژگی لوپ یا حلقه به این معنی است که کد نوشته‌شده تا زمان حصول نتیجه‌ی موردنظر تکرار می‌شود. ویژگی‌ای که به اجرای کامل تراکنش و انتقال کامل وجوه موردمعامله و سپس فسخ قرارداد کمک می‌کند. معمولا زبان‌های برنامه‌نویسی تابعی، حلقه (loop) ندارند. در این مورد، برنامه‌نویسان باید از روش‌های جایگزین برای دستیابی به نتایج حلقه استفاده کنند. map و fold‌ مهم‌ترین جایگزین‌های‌ loop هستند.

نوع زبان، compiled یا interpreted

به‌طورکلی، یک زبان برنامه نویسی قرارداد هوشمند Interpreted یا تفسیری می‌تواند اشکالات ناشی از باگ‌ها را با حذف کامپایلرهای واسطه، به حداقل برساند. به‌عنوان‌مثال، EVM یا ماشین مجازی اتریوم از چنین زبانی استفاده می‌کند. با‌این‌حال، برنامه‌های Complied بین پنج تا ده برابر سرعت بیشتری نسبت به برنامه‌های Interpreted دارند. به‌طورخلاصه زبان‌های compiled‌ سریع‌تر و زبان‌های Interpreted دقیق‌تر هستند. بر اساس اولویت‌های خود باید یکی از آن‌ها را انتخاب کنید.

محبوبیت زبان

هنگام انتخاب از میان انواع زبان برای برنامه نویسی قرارداد هوشمند باید به شهرت و سابقه‌ی آن توجه کنید. برای این منظور، سایت Github‌ می‌تواند یک مرجع مناسب باشد. اگر زبان موردنظر، جامعه‌ی نسبتا فعال و زیادی داشته باشد، قطعا قابل‌اعتمادتر خواهد بود. همچنین مقایسه‌ی تعداد ستاره‌های زبان‌ها در این وب‌سایت نیز می‌تواند یک معیار خوب هنگام انتخاب یک زبان برنامه‌نویسی باشد. برخی زبان‌ها مانند Move‌ نسبتا جدید هستند اما به دلیل توانمندی‌هایشان با اقبال خوبی مواجه شده‌اند.

رنکینگ زبان موردنظر در سایت های معتبر

سایت‌های متعددی هستند که زبان‌های برنامه‌نویسی را رتبه‌بندی می‌کنند. معیار آن‌ها معمولا نظرسنجی‌های است که از مخاطبان عمدتا برنامه‌نویس خود به‌عمل می‌آورند. نمونه‌هایی از این وب‌سایت‌ها شامل Github، Tiobe، Distantjob و survey.stackoverflow هستند.

بر اساس معیارهای ذکرشده می‌توان پنج زبان زیر را برای برنامه نویسی قرارداد هوشمند مناسب دانست:

• سالیدیتی (Solidity)
• وایپر (Vyper)
• یول (Yul)
• راست (Rust)
• موو (Move)

در ادامه ویژگی‌ها، مزایا و معایب هریک از این زبان‌ها را شرح می‌دهیم.

معرفی زبان برنامه نویسی سالیدیتی

معروف‌ترین و پرکاربردترین زبان برنامه نویسی قرارداد هوشمند در ماشین مجازی اتریوم، سالیدیتی (Solidity) است. بسیاری از بلاکچین‌های ساخته‌شده روی اتریوم و سازگار با EVM از این زبان شی‌گرا و استاتیک‌تایپ استفاده می‌کنند. طراحی این زبان با استفاده از زبان‌هایی مانند C++، Python و جاوا اسکریپت انجام شده و ساختار و سینتکس آن، بسیار مشابه این زبان‌هاست.

سالیدیتی، اولین زبانی است که اختصاصا برای برنامه نویسی قرارداد هوشمند طراحی شد. علاوه بر این کاربرد، این زبان برای ساخت برنامه‌های غیرمتمرکز نیز ایده‌آل است. برخی از معروف‌ترین بلاکچین‌های استفاده‌کننده از این زبان، بایننس اسمارت چین، اتریوم کلاسیک، ترون، آوالانچ و هدرا هستند.

مزایای برنامه نویسی قرارداد هوشمند با سالیدیتی

از مهم‌ترین مزایا و ویژگی‌های مثبت زبان سالیدیتی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• برخورداری از جامعه‌ی بزرگ و فعال که منبع خوبی برای برنامه‌نویسان جدید در حل مشکلات‌شان هستند.
• طراحی اختصاصی برای برنامه نویسی Smart Contract
• برخورداری از ویژگی تورینگ کامل و درنتیجه توانایی حل و محاسبه‌ی همه‌ی توابع قابل‌محاسبه و افزایش سرعت کدنویسی
• مشابهت‌های مفهومی زیاد با دیگر زبان‌های برنامه‌نویسی مدرن مانند توابع، رشته‌ها (String Manipulations)، کلاس، متغیرها و اپراتورهای محاسباتی (Arithmetic Operators)
• پشتیبانی از دیتا استراکچرهای مپ
• برخورداری از ویژگی محافظت داخلی که از بروز اشتباهات سنگین و خسارات ناشی از آن‌ها جلوگیری می‌کند.
• دسترسی بهتر و بیشتر توسعه‌دهندگان به منابع، ابزارها و اسناد در انجمن‌های سالیدیتی
• سهولت در یادگیری به دلیل مشابهت با زبان‌های شناخته‌شده

معایب زبان برنامه نویسی سالیدیتی

هنگام برنامه نویسی قرارداد هوشمند با زبان سالیدیتی ممکن است با محدودیت‌های زیر نیز مواجه شوید:

• به‌طورکلی ساختار شی‌گرا کمی پیچیده بوده و ممکن است خوانایی کدها را دشوار کند.
• سالیدیتی به‌طورطبیعی از Decimal پشتیبانی نمی‌کند.
• تولید هزینه‌ی گاز بیشتر در مقایسه با زبان‌های سطح پایین‌تر برای توسعه‌دهندگان حرفه‌ای‌تر وب ۳

معرفی زبان برنامه نویسی وایپر

دومین زبان برنامه‌نویسی پرکاربرد بین بلاکچین‌های سازگار با ماشین مجازی اتریوم، وایپر (Vyper) است. این زبان قراردادمحور، پایتونیک و تایپ قوی، کد کامپایلر کوچکی داشته و در تولید بایت، عالی عمل می‌کند. از دیگر ویژگی‌های خاص این زبان نیز می‌توان به اعلان رویدادها و متغیرها و ثابت‌های جهانی و سفارشی‌اش اشاره کرد.

درحقیقت، وایپر برای رفع دغدغه‌های امنیتی سالیدیتی و نه به‌عنوان جایگزینی برای آن توسعه یافته است. به همین دلیل تعمدا امکانات کمتری داشته و از Modifier ها، وراثت (Inheritance)، Inline Assembly، Overload کردن عملگرها (Operators)، توابع بازگشتی (Recursive)، حلقه‌های بی‌نهایت و نقاط ثابت باینری، پشتیبانی نمی‌کند.

مزایای زبان برنامه نویسی قرارداد هوشمند وایپر

مهم‌ترین مزایای استفاده از وایپر در برنامه نویسی Smart Contract موارد زیر هستند:

• مناسب برای توسعه‌دهندگان آشنا به پایتون
• امنیت بالای قراردادها
• زبان ساده با خوانایی بالا به‌ویژه برای خواننده
• توانایی محاسبه‌ی حداکثر هزینه‌ی گاز با استفاده از ویژگی Vyper Call

محدودیت های برنامه نویسی با وایپر

موارد زیر را می‌توان از نقاط ضعف وایپر به‌عنوان یک زبان مناسب برای برنامه نویسی قرارداد هوشمند دانست:

• ابزارهای کمتر نسبت به سالیدیتی
• جامعه‌ی نه‌چندان بزرگ
• عدم برخورداری از ویژگی تورینگ کامل
• عدم پشتیبانی از توابع خالص (Pure Function)

معرفی زبان برنامه نویسی Yul

یول، یک زبان سطح متوسط کامپایل‌شده و تایپ استاتیک است. این زبان مستقلا یا به‌عنوان یک مکمل برنامه نویسی قرارداد هوشمند در زبان سالیدیتی استفاده می‌شود. یول با هدف استفاده در EVM و EWSAM طراحی شده و بایت‌کدها را مستقیما ترجمه می‌کند. این زبان، نزد توسعه‌دهندگان حرفه‌ای‌تر وب ۳ به‌منظور بهینه‌سازی قراردادهای هوشمند و کاهش هزینه‌های گاز، محبوب است.

مزایا و معایب زبان برنامه نویسی یول

مهم‌ترین ویژگی‌های مثبت برنامه نویسی قرارداد هوشمند با زبان یول عبارتند از:

• خوانایی بالا
• مناسب برای نوشتن کدهای خاص
• ارائه ویژگی‌های ساختاری سطح بالا مانند حلقه‌ها، فراخوانی توابع (Yul Calls) و دستورات if و switch
• زبان انعطاف‌پذیر و سهولت کاربری برای مبتدیان

مهم‌ترین نقطه ضعف زبان یول نیز زمان‌بر بودن کل فرآیند برنامه‌نویسی به دلیل لزوم کامپایل‌شدن بایت‌کد است.

معرفی زبان برنامه نویسی Rust

مطابق نظرسنجی وب‌سایت ،Overflow زبان برنامه‌نویسی راست (Rust) یکی از محبوب‌ترین‌ها در سال‌های گذشته نزد توسعه‌دهندگان قراردادهای هوشمند بوده است. این زبان تایپ استاتیک سطح پایین، سریع، ساده، مقیاس‌پذیر بوده و حافظه‌ی قوی و امنی دارد. Rust تعدادی پیش‌فرض برای توسعه در اختیار شما برای برنامه نویسی قرارداد هوشمند قرار می‌دهد که امکان تغییر آن‌ها را نیز دارید.

ویژگی اصلی زبان Rust، عدم استفاده‌ی آن از گاربج کالکتور (Garbage Collector) است. به همین دلیل با استفاده از آن بروز خطاهای انسانی هنگام آزادسازی فضای حافظه، منتفی می‌شود. بلاک چین‌های سولانا، به‌عنوان یکی از سریع‌ترین‌ها در این صنعت، پلکادات و Near از زبان Rust استفاده می‌کنند.

مزایا و معایب زبان برنامه نویسی Rust

مهم‌ترین نقاط قوت زبان Rust عبارتند از:

• برخورداری کامپایلر Rust‌ از خروجی‌های با خطای دقیق (Detailed Error Output) برای رفع بهتر اشکالات
• نشان‌دادن محل خطاها با برجسته‌کردن کد مربوطه با رنگ و ارائه‌ی توضیحاتی درباره‌ی علت آن‌ها و نیز ارائه‌ی پیشنهاد برای رفع خطاها
• برخورداری از برخی ویژگی‌های شی‌گرا
• مناسب برای توسعه برنامه‌های غیرمتمرکز
• مناسب برای نوشتن برنامه‌های قابل‌پیش‌بینی

مطابق نظرات کاربران، معایب زیر را نیز می‌توان برای برنامه نویسی قرارداد هوشمند با زبان Rust برشمرد:

• عدم برخورداری از ویژگی وراثت
• منابع و راهنماهای محدود
• حجم بالای کدها
• مفاهیم جدید که ممکن است کار با این زبان را برای تازه‌کارهای برنامه‌نویسی دشوار کند.

معرفی زبان برنامه نویسی Move

موو یک زبان برنامه نویسی قرارداد هوشمند Interpreted مبتنی بر Rust است که در سال ۲۰۱۹ برای توسعه‌ی بلاکچین Meta’s Diem توسعه یافت. چهار ویژگی اصلی این زبان، عبارتند از:

• منابع درجه‌یک
• ایمنی عالی
• قابلیت تایید ارتقاء
• امکان تعریف منابع سفارشی و یکپارچه سازی آن‌ها در سطح Type

Move، علاوه بر قراردادهای هوشمند، به‌منظور پیاده‌سازی تراکنش‌های سفارشی نیز استفاده می‌شود. با استفاده از این زبان، امکان کپی منابع وجود نداشته و تنها امکان یک بار انتقال آن‌ها وجود دارد.

مزایای برنامه نویسی قرارداد هوشمند با Move

از مهم‌ترین نقاط قوت زبان Move‌ موارد زیر هستند:

• برخورداری از مهم‌ترین ویزگی‌های شی‌گرا
• انعطاف‌پذیری بالا با استفاده از مفهوم اسکریپت تراکنش و امکان انجام رفتارهای تکراری
• پشتیبانی از تورینگ کامل
• ایمنی بالا و محافظت در برابر حملات با استفاده از تاییدکننده‌ی بایت‌کد و مفسر آن به‌جای کامپایلر و نیز تعیین کنترل دسترسی برای هر دارایی
• کاهش امکان نوشتن کدهای باگ
• عدم امکان کپی یا خرج دوباره‌ی یک قرارداد
• رفع مشکلاتی نظیر ورود مجدد به قرارداد

نقاط ضعف زبان برنامه نویسی Move

هنگام انتخاب زبان برنامه‌نویسی Move مهم‌ترین نقاط ضعف آن یعنی موارد زیر را در نظر داشته باشید:

• سرعت برنامه نویسی قرارداد هوشمند با این زبان نسبتا پایین است
• در زمان نگارش این مقاله، هنوز مدت زیادی از عمر زبان Move‌ نمی‌گذرد و نمی‌توان در مورد امنیت و میزان خطاهایش نظر دقیقی داد.
• بلاکچین‌های اندکی از آن استفاده می‌کنند.
• کد قرارداد هوشمند نوشته‌شده با آن را نمی‌توان به دیگر بلاک چین‌ها منتقل کرد.

مقایسه پنج زبان برنامه نویسی اسمارت کانترکت

در جدول زیر خلاصه‌ای از آنچه در بخش‌های گذشته گفتیم را به‌منظور مقایسه سریع‌تر پنج زبان برتر برنامه نویسی قرارداد هوشمند مشاهده می‌کنید.

نام زبان	معروف‌ترین بلاک چین‌های سازگار	ساخته‌شده از	بیشترین شباهت با	تورینگ کامل	پشتیبانی از Loop	نوع زبان
Solidity	آربیتروم، Aurora، آوالانچ، C-Chain، BNB Chain، اتریوم، هارمونی، هدرا، هش گراف، Klaytn، متیس، مون بیم، مون ریور، اپتیمیسم، پالیگان و ترون	++C	جاوااسکریپت	دارد	بله	compiled
Vyper	مشابه سالیدیتی	پایتون	پایتون	ندارد	بله	compiled
Yul	مشابه سالیدیتی	C و ++C	سالیدیتی	دارد	بله	compiled
Rust	سولانا، Near و پلکادات	C و ++C	پایتون	دارد	بله	compiled
Move	Diem، Pontem، Aptos و Sui	C و ++C	Rust	دارد	بله	Interpreted

همچنین مقایسه رتبه‌ی این زبان‌ها در ترند‌ رنکینگ گیت هاب نشان می‌دهد که زبان سالیدیتی با اختلاف نسبتا زیاد از بقیه محبوب‌تر است.

بهترین زبان برنامه نویسی قرارداد هوشمند

برای برنامه نویسی قرارداد هوشمند به زبانی نیاز دارید که بتواند انتظارات شما اعم از سرعت، امنیت، خوانایی، دسترسی به ابزارهای موردنیاز و منابع را برآورده کند. هریک از این زبان‌ها از بلاک چین‌های خاصی پشتیبانی می‌کنند. با‌این‌حال با توجه به اینکه بیشتر قراردادها روی اتریوم و ماشین مجازی آن اجرا می‌شوند، به‌نظر می‌رسد که دو زبان سالیدیتی و وایپر کاربرد و محبوبیت بیشتری دارند. زبان‌های یول، راست و موو نیز می‌توانند برای بلاک چین‌ها و نیازهای خاص‌تر مناسب باشند. همچنین اگر در برنامه‌نویسی تازه‌کار هستید بهتر است زبانی را انتخاب کنید که علاوه بر سادگی، ویژگی‌ها و منابع زیادی را در اختیار شما قرار می‌دهد.