Python smart-kontraktlari: Ethereum Virtual Mashinasida kuchni ochish

Blokcheyn inqilobi, Ethereum kabi kriptovalyutalar tomonidan boshlab berilib, bizning ishonch, shaffoflik va markazlashtirilmagan tizimlar haqidagi tasavvurimizda tub o‘zgarishlarni keltirib chiqardi. Bu inqilobning markazida smart-kontraktlar – shartnoma shartlari to‘g‘ridan-to‘g‘ri kodga yozilgan o‘z-o‘zini bajaruvchi kelishuvlar tushunchasi yotadi. Ethereum Virtual Mashinasida (EVM) smart-kontraktlarni yozish uchun Solidity ustun til bo‘lib kelgan bo‘lsa-da, o‘qiluvchanligi, keng kutubxonalari va ishlab chiquvchilar uchun qulayligi bilan mashhur bo‘lgan Pythondan foydalanishga qiziqish ortib bormoqda. Ushbu maqola EVMda smart-kontraktlarni rivojlantirish uchun Pythonning hayajonli salohiyatini o‘rganib chiqadi, butun dunyo bo‘ylab dasturchilarga uning kuchidan foydalanish imkonini beruvchi vositalar, tushunchalar va eng yaxshi amaliyotlarni ko‘rib chiqadi.

Ethereum Virtual Mashinasi (EVM): Ethereumning yurak urishi

Python smart-kontraktlariga sho‘ng‘ishdan oldin, ularning faoliyat yuritadigan muhitini: Ethereum Virtual Mashinasini (EVM) tushunish juda muhimdir. EVM Ethereum tarmog‘ida smart-kontraktlarni bajaradigan markazlashtirilmagan, Tyuring-to‘liq virtual mashinadir. Uni minglab tugunlar bo‘ylab kodni deterministik va tekshiriladigan tarzda ishga tushiradigan global, taqsimlangan kompyuter deb hisoblang. Ethereum tarmog‘idagi har bir tugun EVM instansiyasini ishga tushiradi, bu esa smart-kontraktlarning bajarilishini izchil va buzilmasligini ta’minlaydi.

EVMning asosiy xususiyatlari:

• Markazlashtirilmagan: Bu yagona server emas, balki kompyuterlar tarmog‘idir.
• Deterministik: Bir xil kirish va holat berilganda, EVM har doim bir xil natija beradi. Bu konsensus uchun juda muhim.
• Tyuring-to‘liq: U oddiy kompyuter bajara oladigan har qanday hisoblashni amalga oshirishi mumkin, bu esa murakkab smart-kontrakt mantig‘ini yaratishga imkon beradi.
• Gaz mexanizmi: EVMda har bir operatsiya ma’lum miqdordagi 'gaz'ni talab qiladi, bu Etherda to‘lanadi. Bu cheksiz sikllarning oldini oladi va samarali kodni rag‘batlantiradi.
• Qutichaga olingan muhit (Sandboxed Environment): Smart-kontraktlar izolyatsiya qilingan muhitda ishlaydi, bu ularni host tizimiga kirishdan yoki unga ta’sir qilishdan saqlaydi.

EVM bayt-kod darajasida ishlaydi. Solidity kabi tillar EVM bayt-kodiga kompilyatsiya qilinayotgan bir paytda, savol tug‘iladi: bu maqsad uchun Pythondan bevosita yoki bilvosita foydalana olamizmi?

Blokcheynni rivojlantirishda Pythonning jozibasi

Pythonning mashhurligi inkor etib bo‘lmaydi. Uning aniq sintaksisi, keng standart kutubxonasi va jonli hamjamiyati uni veb-ishlab chiqishdan tortib ma’lumotlar faniga, mashinani o‘rganishdan tortib avtomatlashtirishgacha bo‘lgan keng ko‘lamli ilovalar uchun asosiy tilga aylantirdi. Bu kuchli tomonlar blokcheyn dunyosiga ajoyib tarzda o‘tadi:

• O‘qiluvchanlik va soddalik: Pythonning aniq sintaksisi smart-kontraktlarni dasturlashga yangi kirgan dasturchilar uchun o‘rganish egri chizig‘ini sezilarli darajada pasaytiradi. Bu qulaylik blokcheynni rivojlantirishni demokratlashtirib, butun dunyo bo‘ylab kengroq iste’dodlar bazasini jalb qilishi mumkin.
• Keng ekotizim va kutubxonalar: Python deyarli har qanday vazifa uchun misli ko‘rilmagan kutubxonalar to‘plamiga ega. Bu shuni anglatadiki, dasturchilar ma’lumotlarni boshqarish, kriptografiya, tarmoqlarni boshqarish va boshqa vazifalar uchun mavjud vositalardan foydalanishlari mumkin, bu esa rivojlanish sikllarini tezlashtiradi.
• Dasturchi mahsuldorligi: Python kodini yozish va sinash qulayligi odatda dasturchilarning yuqori mahsuldorligiga olib keladi. Bu tez o‘zgaruvchan blokcheyn sohasida, tezkor takrorlashlar ko‘pincha zarur bo‘lgan joylarda ayniqsa foydalidir.
• Hamjamiyat yordami: Ulkan va faol Python hamjamiyati yordam uchun ko‘plab resurslar, darsliklar va forumlar mavjudligini anglatadi. Bu global qo‘llab-quvvatlash tarmog‘i qiyinchiliklarga duch kelayotgan dasturchilar uchun bebaho ahamiyatga ega.

Python va EVMni bog‘lash: Vyper, Python tipidagi smart-kontrakt tili

Pythonning o‘zi to‘g‘ridan-to‘g‘ri EVM bayt-kodiga kompilyatsiya qilinmasa-da, blokcheyn hamjamiyati bu bo‘shliqni to‘ldirish uchun yechimlar ishlab chiqqan. Ularning orasida eng mashhuri Vyperdir. Vyper Python bilan sezilarli sintaktik o‘xshashliklarga ega bo‘lgan kontraktga yo‘naltirilgan dasturlash tilidir. U EVM uchun maxsus, xavfsiz, tekshiriladigan va yozish oson bo‘lishi uchun yaratilgan.

Vyperning dizayn falsafasi soddalik ustidan aniqlik va xavfsizlikni birinchi o‘ringa qo‘yadi. U Pythonda (va Solidityda) mavjud bo‘lgan, zaifliklarga olib kelishi yoki kodni tekshirishni qiyinlashtirishi mumkin bo‘lgan ayrim xususiyatlarni ataylab cheklaydi. Xavfsizlikka qaratilgan bu e’tibor uni muhim smart-kontraktlarni yozish uchun jozibador variantga aylantiradi.

Vyper qanday ishlaydi:

• Python uslubidagi sintaksis: Vyper kodi Pythonga o‘xshaydi va uning singari his tuyg‘u beradi, bu esa Python dasturchilari uchun qulaylik yaratadi.
• EVM bayt-kodiga kompilyatsiya: Vyper manba kodi EVM bayt-kodiga kompilyatsiya qilinadi, keyin esa Ethereum blokcheyniga joylashtirilishi mumkin.
• Xavfsizlikka e’tibor: Vyper qat’iyroq qoidalarni joriy qiladi va ekspluatatsiya qilinishi mumkin bo‘lgan ayrim murakkab xususiyatlarga ega emas. Masalan, u Soliditydagi kabi merosxo‘rlikka ega emas va u ko‘proq oldindan aytiladigan gaz xarajatlarini maqsad qiladi.
• Tekshirish qulayligi: Sodda sintaksis va kamaytirilgan xususiyatlar to‘plami Vyper kontraktlarini auditorlar uchun ko‘rib chiqishni va dasturchilar uchun tushunishni osonlashtiradi.

Misol: Vyperdagi oddiy token kontrakti

Vyperning Python tipidagi tabiatini ko‘rsatish uchun uning token kontraktining soddalashtirilgan misolini ko‘rib chiqaylik:

            # SPDX-License-Identifier: MIT

# A simplified ERC20-like token contract

owner: public(address)
total_supply: public(uint256)
balances: HashMap[address, uint256]

@external
def __init__():
    self.owner = msg.sender
    self.total_supply = 1_000_000 * 10**18  # 1 million tokens with 18 decimal places
    self.balances[msg.sender] = self.total_supply

@external
def transfer(_to: address, _value: uint256) -> bool:
    assert _value <= self.balances[msg.sender], "Insufficient balance"
    self.balances[msg.sender] -= _value
    self.balances[_to] += _value
    log Transfer(msg.sender, _to, _value)
    return True

@external
def get_balance(_owner: address) -> uint256:
    return self.balances[_owner]

            

              
                Copy
              
            
          

Pythonga o‘xshashligini sezdingizmi: dekoratorlar (`@external`) bilan funksiya ta’riflari, tur ko‘rsatmalari bilan o‘zgaruvchilar e’lonlari va standart boshqaruv oqimi. Bu Python dasturchilari uchun o‘tishni ancha osonlashtiradi.

Boshqa yondashuvlar va kutubxonalar

Vyper asosiy bag‘ishlangan Python tipidagi smart-kontrakt tili bo‘lsa-da, boshqa vositalar va kutubxonalar Pythonning EVM bilan o‘zaro aloqasini osonlashtiradi:

• Web3.py: Bu Pythondan Ethereum blokcheyni bilan o‘zaro aloqada bo‘lish uchun muhim kutubxonadir. U sizga Ethereum tuguniga (Ganache, Infura yoki mahalliy tugun kabi) ulanish, tranzaktsiyalarni yuborish, blokcheyn ma’lumotlarini so‘rash va Solidity yoki Vyperda yozilgan kontraktlarni joylashtirish imkonini beradi. Web3.py smart-kontraktlarni o‘zi yozmaydi, lekin ularni boshqarish va ular bilan o‘zaro aloqada bo‘lish uchun juda muhimdir.
• Brownie: Smart-kontraktlar uchun Python asosidagi ishlab chiqish va sinov ramkasi. Brownie loyiha menejeri, vazifa yuguruvchisi va birlashtirilgan konsol kabi xususiyatlarni taklif qilib, smart-kontraktlarni qurish, sinash va joylashtirish jarayonini soddalashtiradi. U Solidity va Vyper bilan muammosiz ishlaydi.
• Eth-Brownie: (Ko‘pincha Brownie bilan bir-birining o‘rnida ishlatiladi) - Pythonda yozilgan Ethereum smart-kontraktlari uchun kuchli rivojlanish ramkasi. U bog‘liqliklarni boshqarish, kontraktlarni kompilyatsiya qilish, sinovlarni o‘tkazish va blokcheyn bilan o‘zaro aloqada bo‘lishning qulay usulini taqdim etadi.

Bu vositalar Python dasturchilariga blokcheyn o‘zaro aloqasining ko‘plab past darajadagi murakkabliklarini abstraksiya qilish orqali murakkab markazlashtirilmagan ilovalarni (dApps) yaratish imkonini beradi.

Python (Vyper) bilan xavfsiz smart-kontraktlar yozish

Smart-kontraktlarni rivojlantirishda xavfsizlik ustuvor ahamiyatga ega. Smart-kontraktdagi xato sezilarli moliyaviy yo‘qotishlarga va obro‘ga tuzatib bo‘lmas zarar yetkazishi mumkin. Vyperning dizayni cheklovlar kiritish orqali xavfsizlikni tabiiy ravishda rag‘batlantiradi. Biroq, dasturchilar hali ham eng yaxshi amaliyotlarga rioya qilishlari kerak:

Xavfsiz smart-kontraktlar uchun eng yaxshi amaliyotlar:

• Uni sodda tuting: Murakkab kod xatoliklarga va zaifliklarga ko‘proq moyil bo‘ladi. Kontraktingiz uchun zarur bo‘lgan asosiy mantiqqa rioya qiling.
• Puxta sinov: Barcha kontrakt funksionalliklari uchun keng qamrovli birlik sinovlari va integratsiya sinovlarini yozing. Samarali sinov uchun Brownie kabi ramkalardan foydalaning.
• Gaz xarajatlarini tushunish: Samarali bo‘lmagan kod haddan tashqari yuqori gaz to‘lovlariga olib kelishi mumkin, bu foydalanuvchi tajribasiga ta’sir qiladi va potentsial ravishda kontraktni iqtisodiy jihatdan foydasiz qiladi. Vyper oldindan aytish mumkinlikni maqsad qiladi, ammo xabardorlik muhim.
• Reentrancy hujumlari: Reentrancy zaifliklaridan xabardor bo‘ling, bunda tashqi kontrakt dastlabki ijro tugamasidan oldin chaqiruvchi kontraktga qayta qo‘ng‘iroq qilishi va mablag‘larni to‘kishi mumkin. Vyperning dizayni bu xavflarning ba’zilarini kamaytiradi.
• Butun sonlarning to‘lib ketishi/yetishmasligi (Integer Overflow/Underflow): Vyper ba’zi operatsiyalar uchun ixtiyoriy aniqlikdagi butun sonlardan foydalansa-da, dasturchilar tashqi kirishlar yoki hisob-kitoblar bilan ishlashda potentsial to‘lib ketish yoki yetishmaslik muammolarini yodda tutishlari kerak.
• Kirishni boshqarish: Faqat vakolatli manzillar sezgir operatsiyalarni bajara olishini ta’minlash uchun mustahkam kirishni boshqarish mexanizmlarini joriy qiling. `owner` kabi o‘zgartiruvchilardan yoki rollarga asoslangan kirishni boshqarishdan foydalaning.
• Tashqi qo‘ng‘iroqlar: Tashqi kontraktlarga qo‘ng‘iroq qilishda ehtiyot bo‘ling. Qaytish qiymatlarini tasdiqlang va tashqi kontraktning kutilmaganda o‘zini tutishi ehtimolini hisobga oling.
• Auditlar: Har qanday ishlab chiqarishga tayyor smart-kontrakt uchun professional xavfsizlik auditi ajralmas hisoblanadi. Kodingizni ko‘rib chiqish uchun obro‘li audit firmalarini jalb qiling.

Misol: Vyperda kirishni boshqarish

Vyperda oddiy egaga asoslangan kirishni boshqarishni qanday amalga oshirishingiz mumkin:

            
# SPDX-License-Identifier: MIT

owner: public(address)

@external
def __init__():
    self.owner = msg.sender

# Modifier to restrict access to the owner
@modifier
def only_owner():
    assert msg.sender == self.owner, "Only the owner can call this function"
    assert.gas_left(GAS_MAINTENANCE_THRESHOLD) # Example gas check
    init_gas_left = gas_left()
    
    @external
    def __default__()(_data: bytes) -> bytes32:
        # The logic within the modified function would go here
        # For this example, we'll just return a dummy value
        pass

    # The following lines are conceptually where the wrapped function's code would execute
    # In actual Vyper, this is handled more directly by the compiler
    # For demonstration, imagine the decorated function's body is executed here
    
    # Example of executing the original function logic after checks
    # This part is conceptual for demonstration, actual Vyper handles this internally
    # Let's assume some operation happens here...
    
    # The following line is a placeholder for what the original function would return
    # In a real scenario, the decorated function would return its specific value
    return as_bytes32(0)

@external
@only_owner
def withdraw_funds():
    # This function can only be called by the owner
    # Placeholder for withdrawal logic
    pass

            

              
                Copy
              
            
          

Ushbu misolda, `@only_owner` modifikatori faqat kontraktni joylashtirgan manzil (`self.owner`) `withdraw_funds` funksiyasini bajarishi mumkinligini ta’minlaydi. Bu namuna blokcheyndagi sezgir operatsiyalarni boshqarish uchun juda muhimdir.

Smart-kontraktlar uchun Python (Vyper)dan foydalanishning afzalliklari

Smart-kontraktlarni rivojlantirish uchun Vyper kabi Python tipidagi vositalardan foydalanish bir qancha aniq afzalliklarni taqdim etadi:

• Kirish to‘sig‘ining pastligi: Python dasturchilarining ulkan global aholisi uchun Vyper Solidityni noldan o‘zlashtirishga nisbatan ancha yumshoqroq o‘rganish egri chizig‘ini taqdim etadi. Bu blokcheyn texnologiyasining qabul qilinishini sezilarli darajada tezlashtirishi mumkin.
• O‘qiluvchanlik va saqlanishning yaxshilanishi: Pythonning o‘ziga xos o‘qiluvchanligi yanada aniqroq va saqlanishi osonroq smart-kontrakt kodiga olib keladi. Bu uzoq muddatli loyiha boshqaruvi va hamkorlik uchun, ayniqsa xalqaro jamoalarda juda muhimdir.
• Tez prototiplash va rivojlantirish: Pythonning keng kutubxonalaridan va Vyperning dasturchilar uchun qulay tabiatidan foydalanish tezroq rivojlanish sikllarini va dApps’ni tezroq prototiplashni ta’minlaydi.
• Xavfsizlikka e’tibor: Vyperning dizayn tanlovlari xavfsizlik va tekshiriluvchanlikni birinchi o‘ringa qo‘yadi, bu esa dasturchilarga standart bo‘yicha yanada mustahkam kontraktlar yaratishga yordam beradi.
• Vositalar va integratsiya: Pythonning yetuk ekotizimi smart-kontraktlarni sinash, disk raskadrovka qilish va ular bilan o‘zaro aloqada bo‘lish uchun ajoyib vositalarni (masalan, Web3.py, Brownie) taqdim etadi, bu esa butun rivojlanish ish jarayonini soddalashtiradi.

Qiyinchiliklar va mulohazalar

Afzalliklariga qaramay, smart-kontraktlar uchun Pythondan foydalanish ham ba’zi qiyinchiliklar bilan birga keladi:

• EVM cheklovlari: EVMning o‘zi cheklovlarga va operatsiyalar bilan bog‘liq aniq gaz xarajatlariga ega. Dasturchilar yuqori darajadagi tildan qat’i nazar, bu nozik jihatlarni tushunishlari kerak.
• Vyperning xususiyatlar to‘plami: Vyperning kamaytirilgan xususiyatlar to‘plami xavfsizlikni oshirsa-da, u Solidityga nisbatan ba’zi murakkab naqshlar yoki optimallashtirishlarni qiyinlashtirishi mumkin. Dasturchilar bu cheklovlarga moslashishlari kerak.
• Hamjamiyat va qabul qilish: O‘sib borayotgan bo‘lsa-da, Vyper va Python smart-kontraktlarini rivojlantirish hamjamiyati Soliditynikidan kichikroq. Bu kamroq tayyor kutubxonalar, misollar va chuqur tajribaga ega dasturchilarning kamroq mavjudligini anglatishi mumkin.
• Vositalarning yetukligi: Blokcheyn uchun Python vositalari ajoyib bo‘lsa-da, Solidityning vositalar ekotizimi (masalan, Hardhat, Truffle) bahsan yanada yetukroq va katta foydalanuvchi bazasiga ega.
• Gazni optimallashtirish: Yuqori darajadagi tillarda optimal gaz samaradorligiga erishish ba’zan qiyinroq bo‘lishi mumkin. Dasturchilar samarali kod yozishda va Vyper kodining EVM bayt-kodiga qanday tarjima qilinishini tushunishda sinchkov bo‘lishlari kerak.

Python smart-kontraktlarining kelajagi

Blokcheynni rivojlantirish sohasi doimiy ravishda o‘zgarib bormoqda. Pythonning bu evolyutsiyadagi roli o‘sishi ehtimoli bor:

• Vyperning ko‘proq qabul qilinishi: Ko‘proq dasturchilar Vyperning afzalliklarini kashf etgani sari, uning qabul qilinishi oshishi, bu esa kattaroq hamjamiyat va boyroq vositalar va resurslar ekotizimiga olib kelishi kutilmoqda.
• O‘zaro ishlash qobiliyati: Turli smart-kontrakt tillari va platformalari o‘rtasidagi o‘zaro ishlash qobiliyatini yaxshilash bo‘yicha ishlar olib borilmoqda. Bu Python asosidagi smart-kontraktlarning mavjud Solidity asosidagi tizimlar bilan yanada muammosiz integratsiyalashuviga olib kelishi mumkin.
• 2-qavat yechimlari: 2-qavat masshtablash yechimlarining ko‘payishi bilan smart-kontraktlarni joylashtirish narxi va murakkabligi kamaymoqda. Bu Python tipidagi smart-kontraktlarni kengroq ilovalar uchun yanada qulay va amaliy qilishi mumkin.
• Ta’lim va resurslar: Butun dunyo bo‘ylab blokcheyn dasturchilariga bo‘lgan talab ortib borar ekan, Python asosidagi smart-kontraktlarni rivojlantirish bo‘yicha ta’lim resurslari ko‘payib borishi, bu esa kirish to‘sig‘ini yanada pasaytirishi ehtimoli bor.

Python smart-kontraktlarini rivojlantirishni boshlash

Python bilan smart-kontraktlarni yaratishni boshlashga tayyormisiz? Mana yo‘l xaritasi:

1. Pythonni o‘rnating: Tizimingizda Pythonning so‘nggi versiyasi o‘rnatilganligiga ishonch hosil qiling.
2. Vyperni o‘rnating: Kompilyatorni o‘rnatish uchun rasmiy Vyper hujjatlariga rioya qiling.
3. Rivojlanish ramkasini o‘rnating: Loyihalaringizni boshqarish, sinovdan o‘tkazish va joylashtirish uchun Brownieni (yoki ApeWorX kabi boshqa ramkani) o‘rnating. Pipdan foydalaning: `pip install eth-brownie`.
4. Mahalliy blokcheynni sozlang: Haqiqiy gaz xarajatlarisiz mahalliy rivojlantirish va sinov uchun Ganache yoki Hardhat Networkdan foydalaning.
5. Birinchi kontraktingizni yozing: Avval ko‘rsatilgan token kontrakti kabi oddiy misollardan boshlang va asta-sekin murakkablikni oshiring.
6. Qattiq sinov: Kontraktingizning barcha funksiyalari uchun keng qamrovli sinovlar yozing.
7. Hamjamiyatdan o‘rganing: Qo‘llab-quvvatlash va bilim almashish uchun Vyper va Brownie hamjamiyatlari bilan muloqot qiling.
8. Web3.py ni o‘rganing: Joylashtirilgan kontraktlaringiz bilan Python ilovasidan Web3.py yordamida qanday o‘zaro aloqada bo‘lishni tushuning.

Xulosa

Python o‘zining qulay sintaksisi va kuchli ekotizimi bilan smart-kontraktlarni rivojlantirish dunyosida muhim o‘rin egallamoqda. Vyper kabi tillar va Brownie kabi mustahkam rivojlanish ramkalari orqali Python dasturchilari endi Ethereum Virtual Mashinasida smart-kontraktlarni ishonchli tarzda qurish, sinovdan o‘tkazish va joylashtirishlari mumkin. Qiyinchiliklar saqlanib qolsa-da, dasturchi mahsuldorligining oshishi, o‘qiluvchanlikning yaxshilanishi va kirish to‘sig‘ining pastligi Pythonda markazlashtirilmagan ilovalarni rivojlantirish kelajagi uchun jozibador tanlovga aylantiradi. Ushbu vositalar va eng yaxshi amaliyotlarni qo‘llash orqali butun dunyo bo‘ylab dasturchilar rivojlanayotgan Web3 ekotizimiga hissa qo‘shishlari va markazlashtirilmagan kelajak uchun yangi imkoniyatlarni ochishlari mumkin.

Blokcheyn texnologiyasining global tabiati shuni anglatadiki, hamkorlikni va foydalanish qulayligini rag‘batlantiradigan vositalar va tillar tabiiy ravishda ustuvor ahamiyatga ega bo‘ladi. Python o‘zining universal jozibasi bilan smart-kontraktlar va markazlashtirilmagan innovatsiyalarning keyingi avlodini shakllantirishda katta rol o‘ynash uchun mukammal joylashgan.