راهنمای کامل انتخاب بهترین زبان های برنامه نویسی قرارداد هوشمند

برای ساخت قراردادهای هوشمند (Smart Contract) در دنیای ارزهای دیجیتال، استفاده از زبان‌های برنامه‌نویسی تخصصی ضروری است. برخی از این زبان‌ها به‌طور ویژه برای این منظور طراحی شده‌اند. در این مقاله می‌خواهیم به این زبان‌ها و بهترین زبان‌های برنامه نویسی قرارداد هوشمند بپردازیم.

تعریف قرارداد هوشمند

قرارداد هوشمند یک برنامه کامپیوتری است که روی بلاک‌چین اجرا می‌شود. این برنامه شامل مجموعه‌ای از دستورات است که در شرایط مشخص و از پیش تعیین‌شده، به‌طور خودکار اجرا می‌شود. قراردادهای هوشمند معمولا برای خودکارسازی فرآیندها و حذف واسطه‌ها در برنامه‌های غیرمتمرکز (DApp) به کار می‌روند.

برای درک بهتر عملکرد قراردادهای هوشمند، می‌توان آن‌ها را به دستگاه‌های فروش خوراکی (Vending Machine) تشبیه کرد. این دستگاه‌ها بر اساس دو شرط مشخص عمل می‌کنند: ابتدا مشتری محصول را انتخاب و سپس هزینه آن را پرداخت می‌کند. در صورت برآورده شدن این دو شرط، دستگاه محصول را تحویل می‌دهد. قراردادهای هوشمند نیز به همین شکل در بستر بلاک‌چین و با کاربردهای بسیار گسترده‌تر فعالیت می‌کنند

تاریخچه قرارداد هوشمند (smart contract)

ایده قراردادهای هوشمند نخستین بار در سال ۱۹۹۴ توسط نیک سابو (Nick Szabo)، دانشمند علوم کامپیوتر، مطرح شد. هدف او از این مفهوم، توسعه روش‌های پرداخت الکترونیکی و پیاده‌سازی فرآیندهای خودکار در دنیای دیجیتال بود. در آن زمان، هنوز ارزهای دیجیتال به شکل امروزی وجود نداشتند، اما سابو پیشنهاد داد که از قراردادهای هوشمند می‌توان برای مدیریت دارایی‌های مصنوعی مانند اوراق و بازار مشتقات استفاده کرد.

در سال ۲۰۱۵، بلاک‌چین اتریوم به‌عنوان نخستین شبکه‌ای که امکان برنامه‌نویسی و اجرای قراردادهای هوشمند را فراهم می‌کرد، راه‌اندازی شد. با این حال، برخی منابع بیت کوین را به‌عنوان اولین نمونه کاربردی از قراردادهای هوشمند معرفی می‌کنند. دلیل این موضوع آن است که در شبکه بیت کوین، اجرای یک تراکنش نیازمند برآورده شدن شرایط از پیش تعیین‌شده‌ای است که می‌توان آن را نوعی قرارداد هوشمند ساده در نظر گرفت.

معیار انتخاب بهترین زبان برنامه نویسی اسمارت کانترکت

پیش از معرفی محبوب‌ترین زبان‌های برنامه‌نویسی قراردادهای هوشمند، باید بدانیم که چه عواملی باعث برتری یک زبان نسبت به دیگر گزینه‌ها می‌شود. در این بخش، مهم‌ترین معیارهای انتخاب زبان مناسب برای کدنویسی اسمارت کانترکت‌ها را بررسی می‌کنیم.

۱. پشتیبانی از بلاک‌چین‌های مختلف

یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های یک زبان برنامه‌نویسی قرارداد هوشمند، میزان پشتیبانی آن از بلاک‌چین‌های مختلف است. هرچه یک زبان در بلاک‌چین‌های بیشتری کاربرد داشته باشد، انعطاف‌پذیرتر، ایمن‌تر و کاربردی‌تر خواهد بود. این ویژگی همچنین امکان جابجایی پروژه‌ها بین بلاک‌چین‌های مختلف را فراهم می‌کند.

۲. میزان آشنایی با سینتکس زبان

برای انتخاب یک زبان مناسب، بهتر است میزان شباهت قوانین نگارشی و سینتکس (Syntax) آن با زبان‌هایی که از قبل بلد هستید را در نظر بگیرید. این کار روند یادگیری شما را ساده می‌کند. برای مثال، زبان سالیدیتی (Solidity) که برای برنامه‌نویسی قراردادهای هوشمند در اتریوم استفاده می‌شود، شباهت زیادی به جاوا اسکریپت دارد، که این موضوع یادگیری آن را برای توسعه‌دهندگانی که آشنایی قبلی با جاوا اسکریپت دارند، ساده‌تر می‌کند.

۳. تورینگ کامل (Turing Complete)

یک زبان برنامه‌نویسی قرارداد هوشمند اگر تورینگ کامل باشد، یعنی می‌تواند تمام مسائل قابل‌کدگذاری را حل کند. این ویژگی، امکان توسعه برنامه‌های پیچیده را در بلاک‌چین فراهم می‌کند. به‌عنوان مثال، سالیدیتی یک زبان تورینگ کامل است که برای توسعه قراردادهای هوشمند بر بستر اتریوم استفاده می‌شود. اما بیت کوین فاقد این ویژگی است، زیرا تنها از اسکریپت‌های ساده و غیرتورینگ برای اجرای تراکنش‌ها استفاده می‌کند. البته، تورینگ کامل بودن به معنای تضمین حل مسائل نیست.

۴. پشتیبانی از حلقه (Loop)

وجود قابلیت حلقه (Loop) در زبان‌های برنامه‌نویسی به این معنا است که یک مجموعه از دستورات می‌تواند بارها تکرار شود تا نتیجه مطلوب به‌دست‌آید. این ویژگی در برخی از زبان‌های برنامه‌نویسی وجود ندارد. در قراردادهای هوشمند، حلقه‌ها برای اجرای مداوم عملیات و بررسی شرایط موردنیاز بسیار کاربردی هستند.

۵. نوع زبان

زبان‌های برنامه‌نویسی از نظر شیوه اجرا به دو دسته کامپایل‌شونده و تفسیری تقسیم می‌شوند. زبان‌های تفسیری (Interpreted) مانند آنچه در ماشین مجازی اتریوم (EVM) استفاده می‌شود، می‌توانند اشکالات ناشی از باگ‌های کدنویسی را کاهش دهند. اما در مقابل، زبان‌های کامپایل‌شونده (Compiled) از سرعت بالاتری برخوردار هستند و می‌توانند بین ۵ تا ۱۰ برابر سریع‌تر اجرا شوند. هنگام انتخاب زبان مناسب، باید بین دقت بالاتر (در زبان‌های تفسیری) و سرعت بیشتر (در زبان‌های کامپایل‌شونده) اولویت‌بندی کنید.

۶. محبوبیت و جامعه توسعه‌دهندگان

یکی از مهم‌ترین معیارهای انتخاب یک زبان برنامه‌نویسی، میزان استقبال و استفاده از آن در جامعه است. زبان‌هایی که جامعه‌ای فعال و پویا دارند، معمولاً از پشتیبانی بهتری برخوردارند و منابع آموزشی بیشتری برای یادگیری آن‌ها در دسترس است. بررسی تعداد پروژه‌های ثبت‌شده در گیت‌هاب (GitHub) و میزان مشارکت توسعه‌دهندگان در انجمن‌های تخصصی می‌تواند معیار خوبی برای ارزیابی میزان محبوبیت یک زبان باشد.

لیست بهترین زبان های برنامه نویسی قرارداد هوشمند

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

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

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

زبان برنامه نویسی سالیدیتی (Solidity)

سالیدیتی معروف‌ترین و پرکاربردترین زبان برنامه‌نویسی قرارداد هوشمند در ماشین مجازی اتریوم است. این زبان به طور ویژه برای توسعه قراردادهای هوشمند در اتریوم و بلاک‌چین‌های مشابه طراحی شده‌است.

مزایای زبان برنامه‌نویسی سالیدیتی:

• جامعه بزرگ و فعال: برخورداری از یک جامعه بزرگ از توسعه‌دهندگان که به حل مشکلات کمک می‌کنند.
• طراحی اختصاصی برای قراردادهای هوشمند: این زبان برای ساخت قراردادهای هوشمند بهینه شده‌است.
• تورینگ کامل: قابلیت حل همه توابع قابل محاسبه را دارد.
• سادگی در یادگیری: شباهت با زبان‌های مشهور مانند جاوا اسکریپت و پایتون.
• پشتیبانی از دیتاهای پیشرفته.

معایب زبان برنامه‌نویسی سالیدیتی:

• پیچیدگی ساختار: ممکن است خوانایی کدها را دشوار کند.
• عدم پشتیبانی از Decimal: زبان به طور پیش‌فرض از اعداد اعشاری پشتیبانی نمی‌کند.
• هزینه بالا: برای قراردادهای پیچیده، هزینه‌های بیشتری به نسبت زبان‌های ساده‌تر دارد.

اتریوم، بایننس اسمارت چین، ترون، آوالانچ و هدرا از جمله بلاکچین‌هایی هستند که از سالیدیتی استفاده می‌کنند.

زبان برنامه نویسی جاوا اسکریپت (JavaScript)

جاوا اسکریپت در توسعه برنامه‌های وب و وب۳ کاربرد فراوانی دارد و برای ارتباط با قراردادهای هوشمند از طریق کتابخانه‌هایی مانند Web3.js و ethers.js استفاده می‌شود.

مزایای زبان برنامه‌نویسی جاوا اسکریپت:

• آشنایی عمومی: بسیاری از توسعه‌دهندگان وب با جاوا اسکریپت آشنا هستند.
• پشتیبانی گسترده: تعداد زیادی ابزار و کتابخانه برای جاوا اسکریپت وجود دارد.
• انعطاف‌پذیری بالا: قابلیت استفاده در محیط‌های مختلف.

معایب زبان برنامه‌نویسی جاوا اسکریپت:

• ایمنی پایین‌تر نسبت به زبان‌های تخصصی: در مقایسه با زبان‌های خاص قرارداد هوشمند مثل سالیدیتی و وایپر، امنیت کمتری دارد.
• وابستگی به کتابخانه‌های ثالث: باید به کتابخانه‌های غیر رسمی برای تعامل با قراردادهای هوشمند متکی باشد.

تعامل با قراردادهای اتریوم و سایر بلاکچین‌ها از طریق کتابخانه‌های جاوا اسکریپت انجام می‌شود.

زبان برنامه نویسی وایپر (Vyper)

وایپر یک زبان برنامه‌نویسی ساده‌تر و امنیت‌محور برای قراردادهای هوشمند است که با هدف رفع نگرانی‌های امنیتی در سالیدیتی طراحی شده‌است.

مزایای زبان برنامه‌نویسی وایپر:

• امنیت بالا: عدم پشتیبانی از ویژگی‌های پیچیده مانند وراثت و توابع بازگشتی باعث امنیت بیشتر قراردادها می‌شود.
• خوانایی بالا: وایپر نسبت به سالیدیتی کدهای خواناتری تولید می‌کند.
• سادگی: برخلاف سالیدیتی که ویژگی‌های زیادی دارد، وایپر ویژگی‌های کمتری دارد که باعث سادگی درک آن می‌شود.

معایب زبان برنامه‌نویسی وایپر:

• ابزار کمتر: نسبت به سالیدیتی ابزارهای کمتری برای توسعه‌دهندگان وجود دارد.
• جامعه کوچک: جامعه توسعه‌دهندگان وایپر کوچک‌تر است.
• عدم پشتیبانی از تورینگ کامل: محدودیت‌هایی در توسعه قراردادهای پیچیده وجود دارد.

پشتیبانی از قراردادهای هوشمند در بلاک‌چین‌های کوچکتر یا پروژه‌هایی که به امنیت بالا نیاز دارند توسط وایپر انجام می‌شود.

زبان برنامه نویسی یول (Yul)

یول یک زبان در سطح متوسط است که برای بهینه‌سازی قراردادهای هوشمند طراحی شده و در EVM و EWSAM به کار می‌رود.

مزایای زبان برنامه‌نویسی یول:

• خوانایی بالا: یول برای نوشتن کدهای خاص و پیچیده بهینه شده‌است.
• قابلیت‌های ساختاری سطح بالا: این زبان از ویژگی‌هایی مانند حلقه‌ها و دستورات شرطی پشتیبانی می‌کند.
• صرفه‌جویی در هزینه‌ها: یول به توسعه‌دهندگان کمک می‌کند تا هزینه‌ها را کاهش دهند.

معایب زبان برنامه‌نویسی یول:

• زمان‌بر بودن: تبدیل کد در یول به زمان بیشتری نیاز دارد.

از زبان یول در بهینه‌سازی قراردادهای هوشمند اتریوم استفاده می‌شود.

زبان برنامه نویسی راست (Rust)

راست یکی از زبان‌های سطح پایین، سریع، مقیاس‌پذیر و امن است که برای نوشتن قراردادهای هوشمند در بلاک‌چین‌هایی مانند سولانا و پلتفرم‌هایی مانند Near استفاده می‌شود.

مزایای زبان برنامه‌نویسی راست:

• سرعت و امنیت بالا: زبان Rust به دلیل سرعت بالا و مدیریت حافظه‌، بسیار ایمن و سریع است.
• کامپایلر دقیق: کامپایلر Rust خطاهای دقیق را برای اصلاح کد ارائه می‌دهد.
• مناسب برای برنامه‌های مقیاس‌پذیر: برای توسعه بلاک‌چین‌های با مقیاس بزرگ ایده‌آل است.

معایب زبان برنامه‌نویسی راست:

• مفاهیم پیچیده: مفاهیم جدید در Rust ممکن است کار با آن را برای تازه‌کارها دشوار کند.
• منابع محدود: تعداد منابع و مستندات آموزشی این زبان کم است.

بلاکچین‌های سولانا و پلتفرم Near از Rust برای توسعه استفاده می‌کنند.

زبان برنامه نویسی موو (Move)

موو یک زبان برنامه‌نویسی امن برای قراردادهای هوشمند است که برای بلاک‌چین Diem از Meta توسعه داده شده‌است. این زبان برای پیاده‌سازی تراکنش‌های سفارشی نیز استفاده می‌شود.

مزایای زبان برنامه‌نویسی موو:

• ایمنی بالا: استفاده از تاییدکننده‌های بایت‌کد به جای کامپایلر به افزایش ایمنی کمک می‌کند.
• عدم امکان کپی منابع: این زبان از تکرار تراکنش‌ها جلوگیری می‌کند و تنها یک بار می‌توان منابع را انتقال داد.
• تورینگ کامل: زبان موو به طور کامل از تورینگ پشتیبانی می‌کند.

معایب زبان برنامه‌نویسی موو:

• سرعت پایین: توسعه قراردادهای هوشمند با این زبان ممکن است زمان‌بر باشد.
• امنیت نامشخص: هنوز به اندازه کافی درباره‌ی امنیت این زبان تحقیق نشده‌است.
• کد غیرقابل انتقال: قراردادهایی که با موو نوشته می‌شوند، قابل انتقال به دیگر بلاک‌چین‌ها نیستند.

بلاکچین Diem از زبان موو برای توسعه استفاده می‌کند.

مقایسه زبان های برنامه نویسی قراداد هوشمند

در جدول زیر خلاصه‌ای از آنچه در بخش‌ قبلی گفتیم را به‌منظور مقایسه سریع‌تر ۶ زبان برتر برنامه نویسی قرارداد هوشمند مشاهده می‌کنید.

جمع بندی: انتخاب بهترین زبان برنامه‌نویسی قراردادهای هوشمند

برای برنامه‌نویسی قرارداد هوشمند، انتخاب زبان مناسب اهمیت زیادی دارد. شما نیاز به زبانی دارید که توانایی برآورده کردن انتظارات شما را از نظر سرعت، امنیت، خوانایی، دسترسی به ابزارهای مورد نیاز و منابع مختلف داشته باشد. هر یک از زبان‌های برنامه‌نویسی قرارداد هوشمند از بلاک‌چین‌های خاصی پشتیبانی می‌کنند، اما در این میان، زبان‌هایی مانند سالیدیتی و وایپر به‌دلیل سازگاری بیشتر با اتریوم و ماشین مجازی آن، محبوبیت بالاتری دارند و بیشتر قراردادهای هوشمند بر روی این شبکه‌ها اجرا می‌شوند.

از طرف دیگر، زبان‌هایی همچون یول، راست و موو نیز می‌توانند برای بلاک چین‌های خاص‌تر و نیازهای ویژه مناسب باشند. اگر شما در زمینه برنامه‌نویسی تازه‌کار هستید، پیشنهاد می‌شود از زبان‌هایی استفاده کنید که علاوه بر سادگی، قابلیت‌ها و منابع زیادی را در اختیار شما قرار دهند تا بتوانید به راحتی به ابزارهای موردنیاز دسترسی پیدا کرده و پروژه‌های خود را با سرعت بیشتری پیش ببرید.

سوالات متداول درباره بهترین زبان برنامه‌نویسی قراردادهای هوشمند