Những cải tiến trong phiên bản mới của ngôn ngữ hợp đồng thông minh Solidity là gì?

Tác giả: Adam Boudjemaa

Người biên soạn: Ông Hoài, Giám đốc Phòng Nghiên cứu Đầu tư Câu lạc bộ Web3 của Đại học Vũ Hán

Giới thiệu

Sau khi phân tích sâu rộng các thông tin như kho lưu trữ Solidity Github, lộ trình Solidity, các cuộc trò chuyện cộng đồng trên Twitter, Yêu cầu kéo đang hoạt động và Các vấn đề, bài viết này sẽ đi sâu vào nơi tương lai của Solidity đang hướng tới.

Ngôn ngữ lập trình hợp đồng thông minh hàng đầu sắp được phát hành với các nâng cấp 0.9.0 và 1.0.0, sẽ giới thiệu một số cải tiến rất được mong đợi.

Mục đích của bài viết này là giới thiệu cho độc giả những phát triển và cải tiến mới nhất trong Solidity, dựa trên ý kiến đóng góp của cộng đồng và các cuộc tranh luận đang diễn ra. Mặc dù thông tin liên quan được cung cấp là không thuyết phục, nhưng nó cho thấy các hướng tiềm năng cho tiến bộ công nghệ.

1. Tích hợp mang tính cách mạng của require() với Custom Error

Phương pháp hiện tại (0.8.x):

Dự kiến sẽ xảy ra tại 0.9.0 hoặc 1.0.0:

Thay vì sử dụng một số lượng lớn các điều kiện if để đưa ra lỗi với thông tin chuỗi hoặc lỗi tùy chỉnh, sử dụng kết hợp require() và lỗi tùy chỉnh sẽ làm cho chương trình rõ ràng hơn và tiết kiệm gas.

2. Tối ưu hóa đại diện nội bộ (IR): Hiệu quả phát hành

Quá trình biểu diễn nội bộ (IR) trong Solidity đóng một vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi mã nguồn hợp đồng thông minh thành các hướng dẫn thực thi cho Máy ảo ETH (EVM).

Biểu diễn nội bộ hợp lý hóa và chuẩn hóa mã phức tạp, làm cho quá trình chuyển đổi mã thành ngôn ngữ máy hiệu quả hơn. Những cải tiến sắp tới của Solidity lên 0.9.0 được thiết kế để làm cho quá trình biên dịch này nhanh hơn và hiệu quả hơn, cuối cùng là giảm chi phí và tăng năng suất của nhà phát triển.

3. Xử lý lỗi nâng cao: Làm rõ và đơn giản hóa mã

Người ta hy vọng rằng các bản cập nhật trong tương lai sẽ tăng cường xử lý lỗi trong Solidity, dẫn đến các thông báo lỗi đơn giản hơn và gỡ lỗi dễ dàng hơn.

Cải tiến này đặc biệt hữu ích cho các nhà phát triển làm việc với các hợp đồng phức tạp, tiết kiệm thời gian và giảm thiểu các lỗi tiềm ẩn.

4. Số học điểm cố định: độ chính xác cao và hiệu suất cao

[Ghi chú của người dịch: Số điểm cố định là kiểu dữ liệu được máy tính sử dụng để biểu diễn số thập phân tương ứng với số dấu phẩy động, và các chữ số nguyên và vị trí thập phân của nó là các giá trị cố định, vì vậy chúng an toàn hơn số dấu phẩy động.] Hiện tại, Solidity không có bất kỳ kiểu dữ liệu tích hợp nào đại diện cho số thập phân và các nhà phát triển thường cần nhân dữ liệu gốc với một số lượng lớn để đặt trước vị trí thập phân theo cách thủ công và theo dõi vấn đề dấu thập phân trong các hoạt động tiếp theo, điều này khá rắc rối. 】

Ở giai đoạn này, các thư viện bên ngoài như ABDKMath64x64 và DSMath sử dụng Solidity để triển khai các số điểm cố định.

Bản cập nhật 0.9.0 dự kiến sẽ tích hợp số học điểm cố định gốc và không còn yêu cầu thư viện bên ngoài. Điều này sẽ làm cho các phép tính thập phân đơn giản hơn nhiều.

5. EVM Object Format (EOF): Xây dựng bytecode hợp đồng thông minh

Bản nâng cấp EOF sắp tới của Solidity chuẩn bị giới thiệu bytecode có cấu trúc và phiên bản cho các hợp đồng thông minh.

Cải tiến này dự kiến sẽ làm cho các bản cập nhật hợp đồng trong tương lai dễ thực hiện hơn, duy trì khả năng tương thích ngược và cho phép phân tích hiệu quả hơn trong giai đoạn biên dịch.

Mặc dù điều này sẽ không thay đổi trải nghiệm mã hóa trực tiếp cho các nhà phát triển hợp đồng thông minh, nhưng đầu ra của trình biên dịch sẽ tiết kiệm gas hơn.

6. Lưu trữ tạm thời: Xử lý dữ liệu đặc biệt và hiệu quả

Tính năng mới của Solidity, Transient Storage, đề xuất một cách để tạm thời lưu dữ liệu trong quá trình thực hiện hợp đồng mà không cần ghi lại vĩnh viễn trên blockchain. Cách tiếp cận này dự kiến sẽ hiệu quả hơn về mặt tiêu thụ khí đốt.

Lưu trữ tạm thời tương tự như mã dưới đây có thể được tìm thấy trong Solidity 0.9.0 hoặc Solidity 1.0.0.

7. Bảo vệ tái tham gia tích hợp nguyên bản

Trước phiên bản 0.8.0, thư viện SafeMath là một công cụ phổ biến được các nhà phát triển sử dụng cho các phép toán số học để tránh các vấn đề tràn và tràn giới hạn thấp hơn. Với việc phát hành Solidity 0.8.0, các kiểm tra bảo mật này được nhúng trực tiếp vào ngôn ngữ.

Tương tự, phiên bản Solidity 0.9.0 hoặc 1.0.0 dự kiến sẽ tích hợp nguyên bản bảo vệ tái xâm nhập. Tính năng này được thiết kế để đơn giản hóa quá trình thực hiện các giao thức bảo mật để ngăn chặn các cuộc tấn công tái xâm nhập.

Bạn sẽ thấy một cái gì đó như thế này:

8. Bố cục kế thừa và lưu trữ được tái cấu trúc

Trong Solidity, kế thừa tạo ra một hợp đồng mới đảm nhận các thuộc tính và chức năng của hợp đồng hiện có. Bản cập nhật theo kế hoạch nhằm cải thiện tuyến tính hóa bố cục kế thừa và lưu trữ, từ đó tăng cường khả năng dự đoán và tổ chức kiến trúc hợp đồng. Điều này có thể cải thiện hiệu quả sử dụng lưu trữ và giảm nhầm lẫn trong các tình huống đa kế thừa.

Ví dụ, một Child hợp đồng kế thừa từ ParentA và ParentB sẽ có bố cục lưu trữ được tối ưu hóa và lưu trữ biến liên tục, giảm chi phí cho các hoạt động lưu trữ.

9. Cờ biên dịch nâng cao và tùy chọn cấu hình

Sự phát triển của Solidity bao gồm mở rộng phạm vi cờ biên dịch và cài đặt cấu hình, cung cấp cho các nhà phát triển mức độ kiểm soát cao đối với quá trình biên dịch. Những cải tiến này có thể dẫn đến việc triển khai hợp đồng tùy chỉnh hơn với khả năng kiểm soát chi tiết đối với tối ưu hóa khí, kiểm tra bảo mật và khả năng gỡ lỗi.

Cờ biên dịch mới có thể cho phép nhà phát triển chuyển đổi các tối ưu hóa hoặc kiểm tra bảo mật cụ thể:

Ví dụ, một cờ biên dịch mới, --enable-loop-optimization, sẽ tập trung vào việc tối ưu hóa các vòng lặp để cải thiện hiệu quả khí và một cờ biên dịch mới, --strict-security-checks, sẽ giới thiệu phân tích bảo mật khắc nghiệt trong quá trình biên dịch

10. Cải thiện các công cụ gỡ lỗi và thông báo lỗi

Công cụ gỡ lỗi nâng cao có thông báo lỗi chi tiết hơn và có thể đơn giản hóa đáng kể quá trình phát triển, đặc biệt là đối với các cấu trúc hợp đồng phức tạp. Thông báo lỗi được cải thiện có thể giúp nhà phát triển hiểu rõ hơn về các vấn đề trong mã của họ và các công cụ gỡ lỗi nâng cao có thể giúp các nhà phát triển tìm và khắc phục sự cố hiệu quả hơn.

11. Hỗ trợ các kiểu và cấu trúc dữ liệu nâng cao

Giới thiệu các loại và cấu trúc dữ liệu phức tạp trong Solidity có thể truyền cảm hứng cho thiết kế hợp đồng mới và các khả năng chức năng. Điều này có thể bao gồm hỗ trợ các loại số phức tạp hơn, cấu trúc dữ liệu nâng cao hoặc các phương pháp cải tiến để xử lý các tập dữ liệu lớn trong hợp đồng.

Solidity có thể giới thiệu một cấu trúc dữ liệu mới, chẳng hạn như TreeMap, tổ chức dữ liệu theo cách sắp xếp để truy xuất hiệu quả. Điều này có thể hữu ích trong các hợp đồng mà dữ liệu cần được sắp xếp hoặc sắp xếp, chẳng hạn như trong các hệ thống bỏ phiếu. [Ghi chú của người dịch: Tương tự như cây đỏ và đen.] Một tiến bộ khác có thể là hỗ trợ các loại số phức tạp hơn, chẳng hạn như số điểm cố định, có thể thực hiện các phép toán chính xác trực tiếp trong hợp đồng.

12. Giới thiệu về thuốc generic và mẫu

Generics và các mẫu trong Solidity sẽ làm cho mã thích ứng và tái sử dụng nhiều hơn có thể. Ví dụ: bạn có thể tạo một hàm chung để xử lý các loại tài sản khác nhau (chẳng hạn như mã thông báo ERC20, NFT, v.v.) theo cách chuẩn hóa mà không cần phải viết lại hàm cho từng loại tài sản cụ thể. Điều này sẽ cải thiện hiệu quả thiết kế và phát triển hợp đồng, vì một chức năng duy nhất có thể được áp dụng cho nhiều tình huống khác nhau.

Triển vọng tương lai: Con đường đến Solidity 1.0.0

Trên các nền tảng khác nhau như Github, Twitter, Ethresearch và Reddit, có rất nhiều cuộc thảo luận trong cộng đồng Solidity về sự phát triển của bản phát hành 0.9.0.

Một tâm điểm của cuộc tranh luận đang tiết lộ:

Đó có phải là một quá trình chuyển đổi đơn giản và thận trọng sang Solidity 1.0.0 để tuyên bố sự trưởng thành đầy đủ của ngôn ngữ, hay đó là sự tiến triển dần dần sang phiên bản nâng cao hơn với bản phát hành 0.9.0 đầu tiên?

Bị ảnh hưởng bởi phản hồi của cộng đồng và ý tưởng sáng tạo, sự ra mắt dự kiến của Solidity 1.0.0 có thể trùng với một bản cập nhật lớn cho Hội thảo ETH, phản ánh sự tăng trưởng và ổn định của toàn bộ hệ sinh thái.

1. Sự phát triển của các hệ thống loại: Cải thiện tính linh hoạt và bảo mật. Dự kiến sẽ có một hệ thống kiểu nâng cấp lấy cảm hứng từ các ngôn ngữ lập trình chức năng như Haskell hoặc Scala. Sự phát triển này nhằm mục đích tăng tính bảo mật và tính linh hoạt của việc phát triển hợp đồng.

2. Hỗ trợ oracle gốc tích hợp: Đơn giản hóa các tương tác dữ liệu ngoài. Các kế hoạch bao gồm tích hợp hỗ trợ tích hợp cho các oracle phi tập trung trong Solidity, tạo điều kiện tương tác trực tiếp và an toàn hơn với các nguồn dữ liệu bên ngoài.

3. Cải thiện quản lý trạng thái: Cải thiện tương tác blockchain. Các cải tiến đối với khả năng quản lý nhà nước đang được thảo luận và các yếu tố như kênh trạng thái hoặc sidechain có thể được giới thiệu dưới dạng cấu trúc tích hợp được thiết kế để tối ưu hóa các tương tác trên blockchain và giảm phí gas.

4. Cách tiếp cận mô-đun để thiết kế hợp đồng: cải thiện khả năng tái sử dụng. Một sự thay đổi sang kiến trúc hợp đồng mô-đun đang được dự kiến, cho phép sử dụng các thành phần có thể thay thế. Điều này đơn giản hóa đáng kể quá trình phát triển và cải thiện khả năng hoạt động của mã.

5. Tích hợp các công cụ xác minh chính thức: đảm bảo độ tin cậy của hợp đồng. Có một kỳ vọng rằng các công cụ xác minh chính thức sẽ được tích hợp trực tiếp vào Solidity, một động thái nhằm đảm bảo rằng các hợp đồng tuân thủ các tiêu chuẩn và hành vi cụ thể, do đó làm giảm khả năng xảy ra lỗi và lỗ hổng.

6. Xây dựng khả năng chuỗi chéo: Đạt được khả năng tương tác chéo blockchain. Các bản cập nhật trong tương lai có thể giới thiệu các tính năng tương thích chuỗi chéo gốc, cho phép các hợp đồng Solidity chạy trơn tru trên nhiều giao thức blockchain khác nhau.

7. Thực hiện các biện pháp bảo mật nâng cao: Tăng cường bảo mật dữ liệu. Các kế hoạch đang được tiến hành để tích hợp các công cụ bảo mật tiên tiến, chẳng hạn như bằng chứng không có kiến thức hoặc mã hóa đồng cấu, trực tiếp vào ngôn ngữ để tăng cường bảo mật dữ liệu và quyền riêng tư của người dùng.

8. Mật mã kháng lượng tử: Chuẩn bị cho những thách thức trong tương lai. Với khả năng tính toán lượng tử mới nổi, mọi người đang xem xét thực hiện các phương pháp mật mã kháng lượng tử để bảo vệ các hợp đồng ETH khỏi các mối đe dọa tiềm ẩn trong tương lai.

Kết luận

Khi bạn khám phá những con đường tiềm năng đến Solidity, bài viết này kết hợp những hiểu biết sâu sắc về cộng đồng và sự phát triển hiện tại với các dự báo của cộng đồng để cung cấp cho bạn sự hiểu biết toàn diện về chủ đề này. Mặc dù chúng tôi đã đi sâu vào các khả năng của phiên bản 0.9.0 và 1.0.0, quỹ đạo và bộ tính năng thực tế có thể thay đổi khi Solidity tiếp tục hành trình phát triển của mình. Hãy theo dõi để xem những cuộc trò chuyện và khái niệm này trở nên sống động như thế nào trong thế giới lập trình hợp đồng thông minh không ngừng phát triển.