اتریوم چیست و عملکرد آن به چه صورتی است؟

اتریوم از زبان برنامه‌نویسی Solidity برای توسعه قراردادهای هوشمند استفاده می‌کند که به توسعه دهندگان اجازه می‌دهد برنامه‌هایی را ایجاد کنند که معاملات مالی را انجام داده و منطق قابل برنامه‌ریزی را در بلاکچین پیاده سازی کنند. قراردادهای هوشمند می‌توانند در حوزه‌های مختلفی مانند بانکداری، املاک و مستغلات، بازی‌ها، اجتماعی و بسیاری دیگر از کاربردها استفاده شوند. اتریوم همچنین ارز دیجیتال خود به نام اتر (Ether) یا به شکل مخفف شده ETH  استفاده می‌کند که به عنوان واحد پول داخلی برای تراکنش‌ها و پرداخت هزینه‌ها در شبکه اتریوم استفاده می‌شود. اتر می‌تواند به عنوان یک واحد ارزی دیجیتال مستقل نیز استفاده شود، به طوری که در صرافی‌های رمزارزی قابل خرید و فروش است.

عملکرد اتریوم به چه صورت است؟

عملکرد اتریوم بر اساس معماری بلاکچین است که توسط شبکه‌ اتریوم اجرا می‌شود. همان‌گونه که می‌دانیم اتریوم یک بلاکچین عمومی است که تمامی تراکنش‌ها و قراردادهای هوشمند را ذخیره و تأیید می‌کند. هر تراکنش و قرارداد هوشمند در یک بلاک قرار می‌گیرد و سپس به صورت پیوسته به بلاک‌های قبلی متصل می‌شود. این بلاکچین توسط شبکه‌ اتریوم توزیع شده است که توسط ماینرها (معمولا کامپیوترهای قدرتمند) اداره می‌شود. تراکنش‌ها در اتریوم شامل انتقال ارز دیجیتال اتر بین آدرس‌های مختلف در شبکه هستند. هر تراکنش شامل فرستنده، گیرنده و مقداری از ETH است. تراکنش‌ها بلافاصله به شبکه ارسال می‌شوند و منتظر تایید توسط ماینرها می‌مانند. پس از تایید، تراکنش‌ها به بلاکچین اضافه می‌شوند. لازم به توضیح است که تاریخچه آن‌ها قابل مشاهده است.

اتریوم به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد قراردادهای هوشمندی را بر اساس زبان Solidity بسازند. قراردادهای هوشمند برنامه‌هایی هستند که شامل قوانین و شرایطی هستند که طرفین تراکنش باید آن‌ها را رعایت کنند. این قراردادها در بلاکچین اتریوم ذخیره می‌شوند و هرگونه تغییر در آن‌ها باید توسط تراکنش‌ها تایید شود. برای اجرای تراکنش‌ها و قراردادهای هوشمند در اتریوم، نیاز به پرداخت هزینه‌ای است که Gas نام دارد. هزینه‌ بر اساس پیچیدگی و حجم عملیات مورد نیاز در تراکنش تعیین می‌شود. این هزینه به ماینرها پرداخت می‌شود و تضمین می‌کند که تراکنش‌ها و قراردادها بلافاصله اجرا شوند و از سوءاستفاده‌ها جلوگیری شود.

در اتریوم توسعه‌دهندگان می‌توانند بر اساس نیازهای خود برنامه‌ها و قراردادهای هوشمندی را بر روی اتریوم اجرا کنند. شبکه‌ اتریوم قابلیت اتصال به سایر برنامه‌ها و سرویس‌ها را از طریق پروتکل‌ها و استانداردهایی مانند RESTful API و WebSocket فراهم می‌کند. این اتصالات به توسعه دهندگان اجازه می‌دهد اطلاعات بلاکچین را به صورت برنامه‌ای دریافت و ارسال کنند و با دیگر برنامه‌ها و سرویس‌ها تعامل کنند. مهم‌ترین نکته در عملکرد اتریوم این است که تمامی اطلاعات بلاکچین در شبکه‌ای توزیع شده و غیرمتمرکز ذخیره می‌شود. به بیان دقیق‌تر، هیچ یک از افراد یا سازمان‌ها کنترل مطلق بر بلاکچین ندارند و هیچ تغییری در اطلاعات بلاکچین بدون توافق و تایید اکثریت شبکه امکان‌پذیر نیست. این ویژگی‌ها باعث می‌شود اتریوم به عنوان یک پلتفرم امن و مقاوم در برابر تغییرات و نفوذها شناخته شود. در کل، اتریوم به عنوان یک بستر برنامه‌نویسی بلاکچینی قدرتمند عمل می‌کند که توسعه‌دهندگان می‌توانند برنامه‌ها و قراردادهای هوشمند پیشرفته‌ای را بر روی آن ایجاد کنند. از طریق اجرای قراردادهای هوشمند و تراکنش‌های ارز دیجیتال، اتریوم به افراد و سازمان‌ها امکاناتی مانند انتقال ارز، تبادل داده‌ها و اجرای قراردادهای خودکار را فراهم می‌کند.

اتریوم دقیقا چه کاری انجام می‌دهد؟

همان‌گونه که اشاره کردیم، اتریوم یک پلتفرم بلاکچین است که امکان اجرای قراردادهای هوشمند را فراهم می‌کند. این قراردادهای هوشمند بر اساس زبان برنامه‌نویسی سالیدیتی توسعه می‌یابند و قوانین و شرایطی را برای انجام تراکنش‌ها و اعمال مشخص می‌کنند.

عمده‌ترین کاری که اتریوم انجام می‌دهد، اجرای قراردادهای هوشمند است. قراردادهای هوشمند در اتریوم برنامه‌هایی هستند که به صورت خودکار اجرا می‌شوند و توسط شبکه‌ اتریوم تأیید و تحقق می‌یابند. این قراردادها معمولا قوانین و شرایطی را برای انجام تراکنش‌ها در محیط بلاکچین تعیین می‌کنند. به عنوان مثال، یک قرارداد هوشمند می‌تواند قوانینی برای انتقال ارز دیجیتال، تأیید هویت کاربران، توزیع درآمد و بسیاری از سایر عملیات را تعریف کند.

علاوه بر اجرای قراردادهای هوشمند، اتریوم امکان انتقال ارز دیجیتال اتر را فراهم می‌کند. ETH ارز اصلی در شبکه‌ اتریوم است و می‌تواند برای پرداخت‌ها، تراکنش‌ها و همچنین پرداخت هزینه‌های مرتبط با اجرای قراردادهای هوشمند استفاده شود. به علاوه، اتریوم یک بستر برنامه‌نویسی باز و کامل است که توسعه‌دهندگان می‌توانند برنامه‌ها و داپ‌های (DApps) خود را بر روی آن ایجاد کنند. داپ‌ها برنامه‌هایی هستند که بر روی بلاکچین اجرا می‌شوند و قابلیت انجام عملیات متنوعی از جمله تبادل ارز، مدیریت توکن‌های مختلف، اجرای قراردادهای هوشمند و بسیاری از کاربردهای دیگر را دارند. با توجه به توضیحاتی که ارائه کردیم باید بگوییم که اتریوم یک بستر برنامه‌نویسی بلاکچینی است که اجرای قراردادهای هوشمند، انتقال ارز دیجیتال ETH و توسعه داپ‌ها را امکان‌پذیر می‌سازد. این پلتفرم به توسعه‌دهندگان امکان ایجاد برنامه‌ها و سرویس‌‌ها را ارائه می‌دهد.

چگونه با Solidity یک قرار داد هوشمند بنویسیم؟

برای نوشتن یک قرارداد هوشمند با Solidity، باید بر مبنای مراحل زیر گام بردارید:

1.  نصب محیط توسعه: ابتدا باید محیط توسعه Solidity را نصب کنید. یکی از محیط‌های معروف برای توسعه قراردادهای هوشمند Solidity Remix است. می‌توانید به وبسایت (https://remix.ethereum.org) رفته و این محیط را اجرا کنید.

 2. تعریف قرارداد: معمولا یک فایل جدید با پسوند ".sol" برای قراردادهای هوشمند ایجاد می‌کنیم. برای مثال، یک قرارداد ساده به نام MyContract را در نظر بگیرید. کد زیر را در فایل "MyContract.sol" قرار دهید:

pragma solidity ^0.8.0;

contract MyContract {

    // متغیرها، توابع و قوانین قرارداد هوشمند اینجا تعریف می‌شوند

}

3. تعریف متغیرها و توابع: در قسمت بدنه قرارداد هوشمند، متغیرها و توابع خود را تعریف کنید. برای مثال، یک متغیر "myVariable" و یک تابع "setMyVariable" را اضافه کنید:

pragma solidity ^0.8.0;

contract MyContract {

    uint256 public myVariable;

    function setMyVariable(uint256 newValue) public {

        myVariable = newValue;

    }

}

در این مثال، متغیر "myVariable" از نوع uint256 تعریف شده است و با استفاده از تابع "setMyVariable" مقدار آن قابل تغییر است.

4. ترکیب و اجرا: قرارداد هوشمند آماده است. در محیط Remix، فایل "MyContract.sol" را باز کنید و بر روی دکمه "Compile" کلیک کنید تا قرارداد شما کامپایل شود. سپس، می‌توانید قرارداد را در بلاکچین مورد نظر خود استقرار کنید و توابع آن را اجرا کنید.

اکنون، اجازه دهید قطعه کد بالا را کمی گسترش دهیم تا کاربردی‌تر شود. به طور کلی، بسط دادن یک قرارداد هوشمند شامل اضافه کردن متغیرها، توابع و قوانین بیشتر است. 

1. اضافه کردن متغیرها:

contract MyContract {

    uint256 public myVariable;

    address public owner;

    string public myString;

}

در این مثال، ما سه متغیر اضافه کرده‌ایم: owner برای نگهداری آدرس مالک قرارداد، myString برای نگهداری یک رشته و myVariable برای نگهداری یک عدد صحیح بدون علامت 256 بیتی.

2. اضافه کردن توابع:

contract MyContract {

    uint256 public myVariable;

    address public owner;

    string public myString;

    function setMyVariable(uint256 newValue) public {

        myVariable = newValue;

    }

    function getMyVariable() public view returns (uint256) {

        return myVariable;

    }

    function setMyString(string memory newValue) public {

        myString = newValue;

    }

}

در این مثال، ما دو تابع اضافه کرده‌ایم: getMyVariable که مقدار myVariable را برمی‌گرداند و setMyString(string memory newValue) که رشته myString را تنظیم می‌کند.

3. اضافه کردن قوانین:

  contract MyContract {

    uint256 public myVariable;

    address public owner;

    string public myString;

    modifier onlyOwner() {

        require(msg.sender == owner, "Only the owner can call this function");

        _;

    }

    constructor() {

        owner = msg.sender;

    }

    function setMyVariable(uint256 newValue) public onlyOwner {

        myVariable = newValue;

    }

}

در قطعه کد بالا ما یک قانون (modifier) به نام onlyOwner اضافه کرده‌ایم. این قانون بررسی می‌کند که فقط مالک قرارداد مجاز به فراخوانی تابع setMyVariable است. همچنین، در سازنده (constructor) قرارداد، ما آدرس مالک را تنظیم می‌کنیم. بر مبنای نمونه مثال‌هایی که ارائه کردیم، می‌توانید قرارداد هوشمند خود را به گسترش دهید و توابع و قوانین بیشتری را اضافه کنید.

هنگام نوشتن قرارداده اتریوم با Solidity به چه نکاتی باید دقت کرد؟

هنگام نوشتن قراردادهای هوشمند با Solidity باید به برخی نکات دقت کنیم که همه چیز به درستی انجام شود. اولین مورد استفاده از نسخه به‌روز Solidity است. همیشه از آخرین نسخه استفاده کنید، زیرا بهبودها و تغییرات جدیدی ممکن است در نسخه‌های بعدی اعمال شده باشد. مورد بعدی، امنیت است. بررسی و اعتبارسنجی ورودی‌ها، اجتناب از آسیب‌پذیری‌های معروف امنیتی مانند تغییر وضعیت متغیرها به صورت عمومی و استفاده از توابع و قوانین مناسب برای کنترل دسترسی به توابع مهم است. حافظه در قراردادهای هوشمند محدود است، لذا باید با دقت مدیریت حافظه را انجام داده و از سوء استفاده از حافظه جلوگیری کرد. استفاده از متغیرهای ثابت (constant) و حذف اطلاعات غیرضروری از حافظه بهینه‌سازی را تسهیل می‌کند. قبل از استقرار قرارداد، آن را به دقت تست و تایید کنید. از واحد تست Solidity استفاده کنید و اطمینان حاصل کنید که قرارداد به درستی عمل می‌کند و هیچ خطای مهمی وجود ندارد.

استفاده از استانداردهای موجود در جامعه Solidity بهبود قابلیت استفاده و تعامل با دیگر قراردادها و ابزارها را فراهم می‌کند. به عنوان مثال، استفاده از استانداردهای ERC-20 برای توکن‌ها و استانداردهای ERC-721 برای توکن‌های غیرقابل تعویض (Non-Fungible Tokens) پیشنهاد می‌شود. برای قراردادهای هوشمند خود، مستندات و توضیحاتی را ارائه دهید. این امر به توسعه‌دهندگان و سایر افرادی که با قرارداد شما در تعامل هستند کمک می‌کند و از درک صحیح و استفاده بهینه از قرارداد شما اطمینان حاصل می‌کند.: قبل از استقرار، قرارداد خود را تحت آزمون‌های امنیتی قرار دهید. از ابزارهای آزمون امنیتی موجود مانند MythX و Slither استفاده کنید و خطاها و آسیب‌پذیری‌های امنیتی را برطرف کنید. از الگوهای طراحی موجود در Solidity مانند Factory Pattern، Singleton Pattern و Proxy Pattern استفاده کنید. این الگوها کمک می‌کنند تا قراردادهای هوشمند را بهبود بخشیده و قابلیت‌های مختلفی مانند ایجاد قراردادهای فرزند، مدیریت مالکیت و ارتقاء قراردادها را فراهم کنند.

هزینه مرتبط با اجرای قراردادهای هوشمند است. باید به دقت بررسی کنید که توابع و عملیاتی که در قرارداد استفاده می‌شوند هزینه بالایی را به همراه نداشته باشند تا کاربران بتوانند به صورت مقرون به صرفه از قرارداد استفاده کنند. بررسی محدودیت‌ها و محدودیت‌های ارتباطی در قراردادهای هوشمند بسیار مهم است. محدودیت‌هایی مانند حداکثر تعداد توابع قابل استفاده، حداکثر اندازه بلوک و حداکثر حجم ذخیره سازی ممکن را در نظر بگیرید.

برای عملیات رمزنگاری و هش، از الگوریتم‌های مناسب و امنی استفاده کنید. به عنوان مثال، برای هش استفاده از SHA-256 یا Keccak-256 پیشنهاد می‌شود. قبل از استقرار در شبکه اصلی اتریوم، قراردادهای هوشمند خود را در شبکه‌های تست مانند Ropsten یا Rinkeby تست و تایید کنید. این کار به شما کمک می‌کند تا خطاها و مشکلات را شناسایی و برطرف کنید. پس از استقرار قرارداد، در صورت نیاز به به‌روزرسانی و پشتیبانی قرارداد، این امر را با دقت انجام دهید تا عملکرد صحیح و پایداری از قرارداد حفظ شود. با رعایت این نکات، می‌توانید قراردادهای هوشمند امن و قابل اعتمادی بنویسید و از قابلیت‌های قدرتمند بلاکچین اتریوم بهره‌برداری کنید.