مقدمه برنامه نویسی بلاک چین
زمانی که در سال 2009 اولین سیستم تحت بلاکچین (Blockchain) یعنی بیت کوین (Bitcoin) توسط ساتوشی ناکاماتو ساخته شد، تنها هدفش تبادلات ارزی به‌صورت ارز دیجیتال بر روی یک بستر غیر متمرکز و امن بود اما بعد از گذشت زمان و مشاهده پتانسیل بلاک چین برای استفاده در امورات گوناگون، کم‌کم نسخه‌های مختلف و تکنولوژی‌های گوناگونی بر پایه بلاکچین ساخته شد و امروزه به یکی از مشاغل پرتقاضا در حوزه برنامه نویسی تبدیل شده است. زبان‌ها و پلتفرم‌های بسیار گوناگون و مدرنی برای ساخت سیستمهای بلاک چینی و همچنین تولید قراردادهای هوشمند وجود دارند که در ادامه این مقاله به آنها می‌پردازیم.
بلاک چین در چه حوزه‌هایی استفاده می‌شود؟
در حالی که یکی از بیشترین موارد استفاده از بلاک چین، مباحث مالی و ارزی است اما از این تکنولوژی در موارد بسیار مختلفی استفاده می‌شود. در لیست زیر مهمترین صنعت‌ها و حیطه‌هایی که بلاک چین را وارد حوزه کاری خود کرده‌اند آمده است:
- مباحث مالی و بانکی (Finance)
- خدمات درمانی (Healthcare)
- بیمه (Insurance)
- زنجیره تامین (Supply Chain)
- سرگرمی (Entertainment)
- اتومبیل‌ها و پهپادهای خودکار (Transportation and mobility)
- لاجستیک (Logistics)
- اینترنت اشیا (IoT)
- و...
دوره بلاکچین برای همه
نمونه فیلم‌هایی از جلسات بلاکچین برای همه
دسته‌بندی برنامه نویس‌های بلاک چین
برنامه نویسان بلاک چین به دو دسته اصلی تقسیم میشوند. دسته اول، برنامه نویسان هسته اصلی بلاک چین یا Blockchian Core Developers هستند و دسته دیگر توسعه دهندگان نرم افزارهای تحت بلاک چین یا Blockchain Software Developers می‌باشند. توسعه دهندگان نرم افزار بلاکچین نیز خود به دو گروه مهندسان قراردادهای هوشمند و توسعه دهندگان بک‌اند تقسیم میشوند.
کار این برنامه نویسان بهطور خلاصه در زیر آمده است:
- برنامه نویسان هسته بلاک چین: کار ایجاد سیستمهای بلاکچینی، ایجاد و تطبیق الگوریتم‌ها و پروتکل‌های اصلی بلاک چین مانند الگوریتم اجماع (Consensus)، ساخت شبکه P2P و نحوه ارتباط نودها با یکدیگر برعهده این دسته از برنامه نویسان بلاکچین می‌باشد.
- مهندسین قرارداد هوشمند: وظیفه این مهندسان ایجاد قراردادهای هوشمند، توکن‌ها، NTFها و ساخت منطق یک برنامه غیرمتمرکز بهوسیله ابزارهای موجود بر روی یک بستر بلاک چین است.
- برنامه نویسان بک‌اند بلاک چین: همانطور که ساخت یک سایت اینترنتی به برنامه نویس بک‌اند برای ایجاد منطق وب‌سایت نیاز دارد، برنامه‌های بلاکچین نیز برای طراحی و توسعه برنامه، انجام تست‌های مربوط به عملکرد صحیح برنامه، طراحی مشخصه‌های نرم‌افزاری و... نیاز به برنامه نویس بک‌اند دارند.
نمونه فیلم‌های دوره‌های مهارتی
زبانهای برنامه نویسی بلاک چین
تعداد زبان های برنامه نویسی که برای توسعه سیستم‌ها و برنامه‌های بلاکچین مورد استفاده قرار می‌گیرند بسیار متعدد است. هرکدام از زبان‌ها برای مقاصد مختلفی استفاده میشوند و هر کدام نیز مزایا و معایب خاص خودشان را دارند. در اینجا مهمترین و پرکاربردترین زبانهای برنامه نویسی که در توسعه سیستمهای بلاکچین مورد استفاده قرار می‌گیرند را معرفی می‌کنیم.
زبان C++
با توجه به بالا بودن سرعت زبان C++ و کامپایلری بودن آن، از این زبان برای ایجاد اکثر سیستم‌ها و هسته‌های بلاک چینی استفاده می‌شود. دو تا از مهمترین سیستمهای بلاکچینی امروزه یعنی بیت‌کوین و اتریوم (Ethereum) از زبان C++ برای ایجاد پلتفرم خود استفاده کرده‌اند بنابراین اگر قصد دارید تا یک سیستم بلاکچینی را از ابتدا بسازید و یا یک سیستم ایجاد شده را توسعه و گسترش دهید، زبان C++ یکی از گزینه‌های مناسب پیش روی شماست.
زبان Go
زبان برنامه نویسی گو یا به‌اصطلاح، گولنگ (GoLang) نیز یکی از زبانهای سرعت بالا و کامپایلری است که توسط گوگل توسعه داده شده است و در ایجاد و توسعه سیستمهای غیرمتمرکز و بلاکچینی مورد استفاده قرار میگیرد. بلاکچین اتریوم از زبان Go نیز در پلتفرم خود استفاده کرده است.
زبان جاوا
زبان برنامه نویسی جاوا از دیرباز مورد استفاده برنامه نویسان شبکه و امنیت واقع شده است. این زبان نیز کامپایلری است و از سرعت نسبتا بالایی برخوردار است؛ همچنین زبان جاوا از یک ماشین مجازی با نام ماشین مجازی جاوا یا JVM استفاده میکند که باعث شده تا برنامه‌های نوشته شده در جاوا در پلتفرم‌های مختلفی اجرا شود؛ در واقع میتوان گفت که زبان جاوا یک زبان Portable یا قابل حمل است. از جمله سیستمهای بلاکچینی معروفی که بهوسیله این زبان ایجاد شده‌اند میتوان به NEM ،Hyperledger Fabric ،NEO و Ethereum اشاره کرد.
زبان Solidity
زبانهایی که تاکنون معرفی کردیم بیشتر برای ساخت هسته و یا ایجاد زیربنای بلاک چین به‌کار می‌روند. گاهی اوقات نیاز است تا با استفاده از سیستمهای بلاک چینی ساخته شده، به ساخت برنامه‌های غیرمتمرکز بپردازیم. زبان سالیدیتی در واقع زبان برنامه نویسی برای نوشتن قرارداد هوشمند بر روی بستر اتریوم است. بهوسیله زبان سالیدیتی امکان نوشتن انواع توابع و منطق‌های یک برنامه توزیع شده وجود دارد؛ همچنین این زبان یکی از معروف‌ترین زبان‌ها برای توسعه نرم‌افزارهای بلاکچینی است که در جهان مورد استفاده قرار میگیرد. در زیر یک نمونه از کد نوشته شده به زبان سالیدیتی را مشاهده می‌کنید:
// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.0;
contract SimpleToken {
string public name;
string public symbol;
uint256 public totalSupply;
mapping(address => uint256) public balances;
constructor(string memory _name, string memory _symbol, uint256 _totalSupply) {
name = _name;
symbol = _symbol;
totalSupply = _totalSupply;
balances[msg.sender] = _totalSupply;
}
function transfer(address recipient, uint256 amount) public {
require(amount <= balances[msg.sender], "Insufficient balance");
balances[msg.sender] -= amount;
balances[recipient] += amount;
}
}
زبان Vyper
زبان برنامه نویسی وایپر نیز مانند زبان سالیدیتی بر روی ماشین مجازی اتریوم یا EVM کار میکند و در واقع یک انتخاب جایگزین برای سالیدیتی است. این زبان از زبان برنامه نویسی پایتون ارث‌بری کرده است و سینتکس‌های آن بسیار شبیه به پایتون است (به این زبان‌ها اصطلاحا پایتونیک می‌گویند.). هدف از ایجاد زبان وایپر، تولید یک زبان مینیمالیست و ایمن بود؛ بهعنوان مثال بسیاری از ویژگی‌هایی که در زبان سالیدیتی وجود دارد مانند ارث‌بری (که یکی از اصول شی گرایی است)، ایجاد Modifierهای کاستوم، نوع‌های داده‌ای پیشرفته مانند Mapping و بسیاری از موارد دیگر در زبان وایپر حذف شده‌اند تا در برابر انواع تهدیدهای امنیتی مقاوم باشد. نمونه‌ای از کد به زبان وایپر در زیر آمده است:
# SPDX-License-Identifier: MIT
import wei_literal as wl
struct Token:
name: string[32]
symbol: string[8]
total_supply: uint256
balances: address[uint256]
@public
def __init__(_name: string[32], _symbol: string[8], _total_supply: uint256):
self.name = _name
self.symbol = _symbol
self.total_supply = _total_supply
self.balances[msg.sender] = _total_supply
@public
def transfer(recipient: address, amount: uint256):
assert amount <= self.balances[msg.sender], "Insufficient balance"
self.balances[msg.sender] -= amount
self.balances[recipient] += amount
زبان جاوا اسکریپت
یکی از مهمترین و پرکاربردترین زبانهایی که در برنامه نویسی بک‌اند سیستمهای بلاک چینی مورد استفاده قرار میگیرد، زبان جاوا اسکریپت (Javascript) است. فریم ورک‌های محبوبی مانند Node.js از این زبان استفاده می‌کنند تا برنامه‌های بلاک چینی را بر روی وب‌سرورها و وب‌سایت‌ها پیاده‌سازی کنند؛ همچنین با وجود کتابخانه‌های مختلف مانند Ethers.js ،Web3.js ،Solc ،Hardhat و بسیاری از کتابخانه‌های دیگر، Deploy کردن قراردادهای هوشمند و مدیریت آنها بسیار راحت‌تر شده است.
زبان پایتون
زبان برنامه نویسی پایتون که امروزه به یکی از زبانهای بسیار محبوب در انواع زمینه‌های کامپیوتری تبدیل شده است، از بلاک چین جا نمانده و کاربردهای بسیار زیادی برای برنامه نویسی بلاک چین دارد. اتریوم از زبان پایتون نیز برای ساخت بستر خود استفاده کرده است. بهوسیله زبان پایتون میتوان قراردادهای هوشمند برای NEO و هایپرلجر (Hyperledger) نوشت؛ همچنین همانند زبان جاوا اسکریپت که بالاتر توضیح داده شد، از این زبان میتوان برای Deploy کردن قراردادهای هوشمند اتریوم استفاده کرد. با وجود فریم‌ورک‌هایی مانند Flask و Django و کتابخانه‌هایی مانند Brownie این کار به‌سادگی قابل انجام است.
دوره‌های مهارتی رشته کامپیوتر
دوره‌های مهارتی رشته کامپیوتر
lor-red">نیازمندی‌های شروع یادگیری برنامه نویسی بلاک چینهمینطور که در ابتدای مقاله توضیح داده شد، برنامه نویسی بلاک چین دارای زمینه‌های کاری مختلفی می‌باشد. هرکدام از این زمینه‌ها نیازمند تخصص‌های ویژه خود است؛ اما بهطور کلی باید در مورد موارد زیر تا حدودی اطلاع داشته باشید. اینکه اطلاعاتتان در این موارد چقدر باشد کفایت میکند بستگی به حیطه کاری و عمق کاری که می‌خواهید انجام دهید دارد.
- ساختار بلاک چین: مهمترین دانشی که هر برنامه نویس بلاکچین باید آن را کسب کند، ساختار یک سیستم بلاک چینی است؛ بهعنوان مثال بلاک چین چگونه کار میکند؟ رویکرد ذخیره‌سازی آن چگونه است؟ اتصالات در آن به چه صورت انجام می‌شود؟ ارتباط افراد در آن به چه صورت است؟ و کلی موارد دیگر.
- سیستمهای توزیع شده: سیستمهای توزیع شده (Distributed) برخلاف سیستمهای متمرکز (Centralized) از پیچیدگی بالایی برخوردارند، مدیریت آن سخت است و نیاز به دانش ویژه‌ای در مورد توپولوژی سیستمهای ارتباطی و شبکه دارد بنابراین آشنایی با سیستمهای توزیع شده یکی از مواردی است که برنامه نویسان بلاک چین باید درک کافی از آن داشته باشند.
- اصول رمزنگاری: هرچند که برای توسعه دهندگان نرم افزارهای بلاک چین یادگیری اصول رمزنگاری واجب نیست، اما یادگیری اصول رمزنگاری به استفاده صحیح از ابزارهای موجود برای ایجاد امنیت کمک شایانی میکند.
- شبکه: یادگیری مباحث شبکه یکی از اصلی ترین و پایه‌ای‌ترین مباحثی است که برای ساخت و تولید هسته سیستمهای بلاک چینی مورد استفاده قرار میگیرد بنابراین لازمه ساخت و یا توسعه یک سیستم مبتنی بر بلاکچین، یادگیری شبکه های کامپیوتری می‌باشد.
بازار کار برنامه نویسی بلاکچین
با توجه به پیشرفت روز افزون تکنولوژی بلاک چین، تقاضا برای استخدام برنامه نویس به مراتب بیشتر می‌شود؛ به‌طوری که طبق آمارها در سال 2023 تعداد متقاضیان مهندسی بلاکچین حدود 517 درصد رشد داشته است که این مقدار بیشترین مقدار در بین تمامی زمینه‌های مهندسی کامپیوتر است.
در تصویر زیر، درآمد مهندسین و برنامه نویسان بلاک چین را در مناطق مختلف مشاهده می‌کنید:
جمع‌بندی
بلاکچین به یکی از ترندهای روز دنیا در زمینه تولید نرم افزار و پیش‌برد صنعت و همچنین در زمینه‌های آکادمیک تبدیل شده است. این تکنولوژی هنوز خیلی جای کار دارد و یادگیری برنامه نویسی بلاک چین می‌تواند یک آینده خوبی داشته باشد. در این مقاله بهطور خلاصه پلتفرم‌ها و زبانهای برنامه نویسی مورد استفاده در زمینه بلاکچین را مورد بررسی قرار دادیم؛ همچنین موارد مورد نیاز برای شروع یادگیری بلاک چین نیز معرفی شدند.
چه زبانهایی مناسب برنامه نویسی بلاک چین هستند؟
زبانهای زیادی در زمینه برنامه نویسی بلاک چین مورد استفاده قرار میگیرد؛ بهعنوان مثال زبان C++ ،GoLang و Java برای کدنویسی هسته بلاک چین مناسب هستند و زبانهایی مانند Solidity، Python و Vyper مناسب نوشتن قراردادهای هوشمند هستند؛ همچنین از زبانهایی مانند Python و Javascript میتوان برای تولید نرمافزارها و وبسایتهای بلاک چینی استفاده کرد.
آیا برنامه نویسی بلاک چین آسان است؟
در پاسخی کوتاه باید گفت خیر، برنامه نویسی بلاک چین راحت نمیباشد و نیاز به طیف دانشهای وسیعی دارد اما با وجود منابع بسیار زیاد در اینترنت، میتوان به تمامی موارد مورد نیاز بهراحتی دسترسی داشت و شروع به یادگیری برنامه نویسی بلاک چین کرد.
آیا برای ساخت قراردادهای هوشمند نیاز به یادگیری هسته بلاکچین است؟
بهطور کلی برای ساخت قراردادهای هوشمند نیازی به داشتن علم بسیار بالا درمورد بلاک چین نیست. اما تا حدودی باید به موارد عمومی بلاک چین مسلط بود. معمولا بخشهای مورد نیاز در آموزشهای برنامه نویسی توضیح داده میشوند.
مطالب مرتبط
همه مقالات
