Domine a linguagem de programação Solidity em 5 minutos: a espinha dorsal dos contratos inteligentes Ethereum

Introdução:

Este texto discute vários aspectos do desenvolvimento e implantação de contratos Solidity na rede Ethereum. Ele destaca a importância de escrever código seguro e eficiente, evitando vulnerabilidades comuns, como reentrada e estouro de número inteiro. O texto também sugere práticas recomendadas, como o uso da biblioteca SafeMath, a realização de auditorias completas e a implementação de padrões de verificações-efeitos-interações para garantir a segurança.

Você já refletiu sobre como o aumento no setor de blockchain mudou drasticamente nossa perspectiva sobre os ativos digitais? Essa transformação não teria se materializado sem o Ethereum, uma plataforma globalmente acessível para aplicativos descentralizados (dApps) que é de código aberto por natureza. Ele serve de base para sua criptomoeda nativa, o Ether (ETH).

O Ether, representado pelo símbolo ETH, detém a segunda maior capitalização de mercado entre as criptomoedas, com aproximadamente US$ 404,86 bilhões. Isso segue apenas o Bitcoin (BTC). Ethereum é particularmente reconhecido por empregar um mecanismo de consenso de prova de participação. A rede Ethereum acolhe qualquer pessoa em busca de uma plataforma versátil, programável e autônoma que garanta a segurança dos dados.

Como pesquisador que investiga as capacidades do Ethereum, gostaria de enfatizar a importância de sua principal linguagem de programação para contratos inteligentes – Solidity. Para obter uma compreensão completa dos fundamentos do Ethereum, vamos nos aprofundar nos elementos essenciais do Solidity.

Introdução à Solidez:

O que é Solidez?

Como um investidor em criptografia, eu colocaria desta forma: Ethereum introduziu Solidity como sua linguagem principal para a construção de contratos inteligentes em 2014. É uma linguagem de programação de alto nível, orientada a objetos e digitada estaticamente, adaptada especificamente às nossas necessidades. Gavin Wood apresentou inicialmente o Solidity, com Christian Reitwiessner e Alex Beregszaszi posteriormente liderando seu desenvolvimento. Apesar de ser relativamente novo, o Solidity rapidamente ganhou popularidade entre os desenvolvedores do Ethereum devido à sua eficácia e facilidade de uso.

Esta tecnologia oferece as seguintes características notáveis: Ela permite herança múltipla junto com a linearização C3, permitindo tipos de dados complexos definidos pelo usuário, bibliotecas e até mesmo heranças aninhadas. Além disso, incorpora Application Binary Interface (ABI) para segurança de tipo e inclui especificação de linguagem natural.

Por que Solidity para Ethereum?

Como pesquisador que estuda a tecnologia blockchain, me deparei com Solidity, uma linguagem de programação que compartilha semelhanças com C++, JavaScript e Python. Notavelmente, ele opera na Máquina Virtual Ethereum (EVM), que está hospedada em nós Ethereum vinculados ao blockchain. Com o Solidity, posso desenvolver aplicativos robustos e de força industrial que oferecem muitos benefícios e funcionalidades. Esses aplicativos oferecem suporte a bibliotecas e herança definidas pelo usuário para maior versatilidade. Além disso, eles garantem implantação e execução sem esforço em nós Ethereum, garantindo uma experiência perfeita.

A Máquina Virtual Ethereum funciona principalmente como uma plataforma onde operam contratos inteligentes. O seu papel é crucial na segurança e execução de códigos de software suspeitos através da utilização de uma rede global de nós acessíveis ao público.

Como um investidor criptográfico, eu descreveria assim: No Solidity, os bytecodes Ethereum são compilados para execução pela Máquina Virtual Ethereum (EVM). Seu foco principal é a proteção contra ataques de negação de serviço (DoS) e a garantia de que cada programa opere de forma independente, sem acesso aos estados um do outro. Este design garante um alto nível de segurança, pois evita qualquer inferência potencial entre programas.

Sintaxe e estrutura de solidez

Sintaxe Básica

Como um investidor em criptografia, eu colocaria desta forma: Solidity, a linguagem de programação para contratos inteligentes Ethereum, compartilha algumas semelhanças com linguagens como C++, JavaScript e Python. No entanto, o Solidity se diferencia ao incorporar digitação estática em sua sintaxe semelhante ao ECMAScript. Os fundamentos do design do Solidity podem ser rastreados até C++. Isso significa que a linguagem possui um paradigma de programação imperativo onde as funções precisam ser explicitamente codificadas em cada etapa.

Esta linguagem incorpora estruturas de dados comuns, incluindo mapeamentos, listas e tipos personalizados, como números inteiros, booleanos e endereços de memória. Os componentes principais são funções, que servem como blocos de construção fundamentais capazes de alterar variáveis ​​de estado e fornecer resultados por meio de tipos de retorno.

Estrutura de um Contrato de Solidez

Como um investidor em criptografia, eu descreveria desta forma: inicio meu contrato inteligente incluindo um preâmbulo, onde especifico a versão do Solidity com a diretiva pragma. Esta declaração indica a versão do compilador utilizada para codificar o contrato. Em seguida, inicio o próprio contrato usando a palavra-chave “contrato”, sinalizando o início do código que rege as regras e funções do meu contrato de investimento específico.

Na Programação Orientada a Objetos (OOP), os contratos podem ser comparados a classes. Cada contrato compreende os seguintes componentes:

Em termos simples, cada componente do código serve a um propósito distinto. As variáveis ​​de estado retêm os dados do contrato, as funções delineiam as ações, os eventos facilitam a interação com entidades externas e os modificadores estabelecem restrições.

Escrever um contrato simples e inteligente com solidez

Configurando o ambiente de desenvolvimento

O contrato inteligente Solidity pode ser implementado nos modos offline e online

• Modo offline: Para executar o solidity offline, você deve ter Node.js, trufa global e ganache-cli em seu sistema. Em seguida, você pode implementar contratos inteligentes, criar um projeto de trufas e interagir usando o console de trufas
• Modo Online: Remix IDE é usado para compilar e executar os contratos inteligentes. A seguir estão as etapas envolvidas:

1. Comece com o Remix IDE, defina o ambiente e crie um novo arquivo
2. Crie um código de contrato inteligente e compile-o
3. Implantar e executar o código 
4. Depuração e chamada de método

 Exemplo de contrato de solidez simples

Vamos colocar na prática um exemplo simples de contrato de solidez:

Trecho:

Em termos mais simples, o segmento de código fornecido permite salvar um único número inteiro não assinado pelo usuário. A função “set” é responsável por armazenar os dados, enquanto a função “get” os recupera para uso. Os iniciantes podem achar benéfico praticar com exemplos tão concisos e descomplicados como ponto de partida neste campo.

Recursos avançados no Solidity

Herança e bibliotecas

Além da forma lúcida de redigir contratos, a característica notável do Solidity é a herança. Herança refere-se ao uso de classes ou à herança das propriedades de uma classe em OOPS. Da mesma forma, permite que os usuários herdem as propriedades e métodos de um contrato em outro. Isso torna o código mais legível, torna a escrita mais limpa e aumenta a capacidade de reutilização do código. Bibliotecas no Solidity são uma vantagem, pois ajudam a organizar a forma como você representa seu código, permitindo modificações adequadas para modularizá-lo.

Práticas recomendadas de segurança

É essencial priorizar a segurança ao desenvolver contratos inteligentes. Os riscos comuns incluem ataques de reentrada e estouros de número inteiro. Um ataque de reentrada ocorre quando seu código é suscetível à manipulação durante uma chamada de função para um contrato externo. Neste cenário, o contrato externo pode interferir no processo de atualização do estado da função fazendo outra chamada e repetindo ações, como saques.

Um problema comum é o estouro de número inteiro, em que o resultado de uma operação matemática ultrapassa o valor mais alto que o tipo de dados designado pode conter. Para mitigar esse risco, é recomendável utilizar a biblioteca SafeMath, realizar auditorias rigorosas e implementar padrões de verificação-efeitos-interações (CEI) em seu código.

Medidas de segurança eficazes incluem a adoção de designs de contrato simples e a implementação de testes difusos como um método não convencional, mas benéfico, para descobrir problemas ocultos. Outra abordagem estratégica é estabelecer programas de recompensa de bugs em grande escala, que convidam a comunidade de segurança a identificar e resolver vulnerabilidades em troca de recompensas substanciais.

Desenvolvimento e implantação de contratos Solidity

Fluxo de trabalho de desenvolvimento

A seguir está o fluxo de trabalho:

1. Conceitualização da ideia: O desenvolvedor deve definir um propósito claro para o contrato.
2. Escreva contratos: escreva código limpo e legível usando IDEs como Remix IDE, Truffle ou Hardhat.
3. Teste: use estruturas de teste apropriadas nos IDEs
4. Depuração: depure o código em busca de quaisquer problemas e verifique se o código funciona conforme o esperado.
5. Verificação de segurança: verifique se há vulnerabilidades usando ferramentas de segurança como MythX.
6. Implantar: por fim, implante o contrato e garanta uma integração perfeita

Implantação na rede Ethereum

Ao implementar contratos inteligentes, é crucial prestar muita atenção aos detalhes da codificação. Para garantir a precisão e evitar possíveis problemas, inicialmente implantamos nosso contrato em redes de teste Ethereum, como Ropsten, Kovan ou Rinkeby. Estas redes permitem-nos identificar e corrigir quaisquer erros no código antes de interagir com a rede principal. Uma adição mais recente a essas redes de teste é Goerli, introduzida em 2018, que opera sob um mecanismo de consenso de prova de autoridade.

Como investidor em criptografia, posso dizer que, assim que terminar de definir os termos do contrato, preciso implantá-lo na rede principal. Este processo envolve o pagamento de taxas de gás em Ether (ETH). Portanto, é crucial garantir que meu código esteja livre de erros e seja preciso antes da implantação. Felizmente, serviços como Infura e Metamask oferecem APIs e soluções de carteira para uma experiência mais tranquila. Depois que meus contratos estiverem ativos na rede principal, eles se tornarão imutáveis ​​e acessíveis ao público.

Em vez dos ambientes de desenvolvimento integrado (IDEs) Truffle e Hardhat comumente usados, considere optar pelo Brownie. Brownie oferece uma interface de linha de comando e um console interativo, o que o torna uma excelente alternativa. Além disso, o Brownie se integra ao pytest, o que é particularmente conveniente para desenvolvedores acostumados com Python. Empregar Brownie pode, inegavelmente, ganhar pontos de brownie!

Futuro da Solidity e Contratos Inteligentes Ethereum

Evolução da Solidez

Como analista do Solidity, posso atestar a notável progressão desta linguagem de programação. Meu foco atualmente é principalmente garantir melhorias de segurança, melhorar a eficiência e maximizar a reutilização. A vasta comunidade que apoia a sua evolução desempenha um papel crucial em nos impulsionar, contribuindo consistentemente com novas ideias e avanços que mantêm a Solidity na vanguarda do desenvolvimento da blockchain.

Como um investidor criptográfico com interesse em desenvolver usando Solidity, eu diria que a comunidade de desenvolvedores que trabalham nesta tecnologia está se expandindo rapidamente em várias partes do mundo. No entanto, para se juntar a eles e começar a construir o blockchain Ethereum usando Solidity, é essencial primeiro ter uma sólida experiência em programação de computadores.

Tendências e Inovações

Como investidor em criptografia e entusiasta de aplicativos descentralizados (dApps), percebi uma tendência interessante no desenvolvimento de contratos inteligentes Solidity. Em vez de se concentrarem apenas em contratos independentes, os desenvolvedores estão agora incorporando diversas inovações para melhorar sua funcionalidade e interoperabilidade.

Além de aprimorar a análise do programa para melhor precisão, os pesquisadores estão trabalhando na incorporação de métodos criptográficos sofisticados, como o sistema de votação eletrônica TAVS, no Solidity. Enquanto isso, ferramentas como o SolSEE estão sendo desenvolvidas para melhorar a usabilidade e resolver as limitações da análise em nível de byte.

Conclusão

Em resumo, o Solidity serve de base para o Ethereum e para o desenvolvimento de contratos inteligentes. Oferece uma infraestrutura robusta, segura e confiável para a construção de aplicativos descentralizados (dApps). À medida que a tecnologia blockchain prospera na indústria, o papel da Solidity como pioneira continua a ser essencial para impulsionar o crescimento. Prepare-se e junte-se ao movimento rumo a um futuro descentralizado!

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2024-07-08 13:53