Solidity vs. Rust: tudo o que você precisa saber

Solidity e Rust são as duas principais linguagens de programação usadas por desenvolvedores web3 para construir aplicações web3 em blockchains compatíveis com a Ethereum Virtual Machine e em Solana, respectivamente. Ethereum e Solana estão entre as principais blockchains públicas baseadas em smart contracts do mundo.

Neste artigo, vamos falar sobre essas duas linguagens de programação web3 e entender por que elas são usadas por essas blockchains.

O que é Solidity?

Solidity é uma linguagem de programação orientada a objetos, de alto nível e com tipagem estática para implementar smart contracts na Ethereum, criada por uma equipe de desenvolvedores da Ethereum liderada por Christian Reitwiessner.

Segue uma explicação da terminologia:

• Orientada a objetos - uma abordagem de programação que foca o desenvolvimento de software em dados e objetos, em vez de lógica e funções
• Alto nível - linguagens que tornam o desenvolvimento de software mais acessível ao serem independentes da arquitetura de hardware do computador
• Tipagem estática - linguagens que verificam erros e tipos durante a compilação

Solidity foi projetada para rodar na Ethereum Virtual Machine (EVM), um ambiente de execução que funciona como um computador virtual para rodar programas. Os "programas" que a EVM executa são chamados de smart contracts, e smart contracts são escritos em Solidity.

Blockchains que suportam Solidity

Além da Ethereum, aqui estão outras blockchains que suportam Solidity:

• Polygon - uma sidechain da Ethereum, Polygon permite que desenvolvedores construam aplicações descentralizadas escaláveis com taxas de transação baixas
• Arbitrum - uma solução de layer 2 que busca reduzir taxas de transação e congestionamento movendo a computação para fora da mainnet da Ethereum
• Optimism - uma blockchain layer 2 compatível com EVM que usa optimistic rollups para reduzir taxas de transação e congestionamento da rede
• Polkadot - uma blockchain pública e interoperável, Polkadot usa suas parachains para permitir que diferentes blockchains (por exemplo, Astar) interajam entre si
• Avalanche - Avalanche é uma blockchain Proof-of-Stake que busca resolver o trilema da blockchain.
• Celestial - Celestial é uma blockchain de disponibilidade de dados para a Ethereum que ordena e publica transações, mas não processa computação.
• Fuel - uma blockchain modular que separa execução de disponibilidade de dados e consenso para criar throughput flexível e segurança máxima

O que é Rust?

Rust é uma linguagem de programação de baixo nível, multiparadigma, com foco em segurança de tipos e desempenho, que permite aos desenvolvedores construir aplicações rápidas e robustas.

Vamos entrar em mais detalhes.

• Baixo nível - Rust tem uma arquitetura semelhante à de um processador de computador, o que facilita escrever código eficiente e de alto desempenho
• Multiparadigma - linguagens são de tipos diferentes (por exemplo, funcional, dinâmica, procedural, etc.), e linguagens multiparadigma suportam mais de um tipo

Rust e Solana

Solana é uma blockchain programável e de código aberto, o que significa que, assim como a Ethereum, ela suporta a funcionalidade de smart contracts (programs), e é frequentemente considerada a blockchain pública mais rápida do mundo, com um block time de 400 milissegundos e capacidade de processar 50.000 transações por segundo.

Solana permite desenvolvimento com C e C++, mas usa Rust como sua linguagem de programação principal. Diferente da Solidity, Rust não foi criada especificamente para Solana; Rust já existia anos antes de Solana. Porém, foi escolhida como linguagem de programação principal por causa de suas características de alto desempenho.

Para começar a construir na Solana com Rust, os desenvolvedores só precisam encontrar um provedor de RPC para Solana.

Blockchains que suportam Rust

Além da Solana, aqui estão outras blockchains que suportam Rust ou uma linguagem de programação baseada em Rust:

• Near - Near é uma blockchain layer one baseada em proof of stake que usa sharding para resolver o problema de escalabilidade.
• Aptos - Aptos é uma blockchain layer one baseada em move, uma linguagem de programação baseada em rust para implementar smart contracts.
• Sui - Sui é a primeira implementação de uma blockchain permissionless e executa smart contracts escritos em move.

Solidity vs. Rust

Agora que já estabelecemos o que são essas linguagens, vamos compará-las e contrastá-las nesta seção.

Quais são as semelhanças entre Solidity e Rust?

As principais semelhanças entre Solidity e Rust são sua compatibilidade multichain e sua Turing completude.

1. Compatibilidade multichain

Embora a Solidity tenha sido projetada especificamente para a Ethereum, ela também suporta blockchains layer two, sidechains, blockchains modulares e blockchains layer one compatíveis com EVM, como Polkadot e Avalanche.

Da mesma forma, Rust suporta uma variedade de blockchains, incluindo Near e Solana, e foi a linguagem de programação que inspirou as linguagens Move e Sui. Também existe uma implementação de Rust usando o framework substrate do Polkadot.

2. Turing completude

Tanto Rust quanto Solidity são linguagens Turing completas. Uma linguagem Turing completa é qualquer linguagem capaz de resolver qualquer problema computacional independentemente de sua complexidade. Essa é uma característica que as linguagens de programação herdaram da máquina de Turing criada por Alan Turing.

Quais são as diferenças entre Solidity e Rust?

As duas principais diferenças entre Solidity e Rust, além das blockchains suportadas por cada linguagem, são que Solidity é uma linguagem de alto nível e orientada a objetos, enquanto Rust é uma linguagem de baixo nível e multiparadigma.

1. Alto nível vs. baixo nível

Solidity é uma linguagem de alto nível que oferece um alto nível de abstração em relação à arquitetura do sistema computacional. Por causa disso, Solidity é mais simples de aprender e usar, o que a torna uma linguagem mais orientada ao usuário. Em contraste, Rust é uma linguagem de baixo nível, mais próxima do hardware do computador, e oferece boa eficiência de memória e velocidade, o que a torna uma linguagem mais orientada à máquina.

2. Orientada a objetos vs. multiparadigma

Um paradigma de programação é a abordagem ou estilo usado para resolver um determinado problema. Solidity é uma linguagem orientada a objetos porque usa o paradigma orientado a objetos para resolver problemas.

Já Rust é uma linguagem multiparadigma, o que significa que permite o uso de diferentes paradigmas para resolver problemas. Alguns dos paradigmas que suporta são orientado a objetos, funcional e imperativo, entre outros.

Quais são os benefícios de construir aplicações com Rust em vez de Solidity?

Os dois principais benefícios de construir aplicações web3 com Rust em vez de Solidity são: as propriedades de segurança de memória e a velocidade de Rust tornam o desenvolvimento mais seguro para os engenheiros e as aplicações mais performáticas para os usuários.

1. Segurança de memória

Segurança de memória é uma propriedade de algumas linguagens de programação que evita que programadores cometam certos tipos de erros relacionados à memória. Rust alcança segurança de memória usando o princípio de ownership e borrowing.

Rust garante segurança de memória eliminando bugs relacionados à memória durante a compilação, o que a torna eficiente em memória sem o uso de um garbage collector, como outras linguagens memory-safe.

2. Velocidade e alto desempenho

Rust tem a capacidade de criar programas descentralizados com alto desempenho e output, característica essencial para aplicações em escala. Rust é mais eficiente porque consegue alcançar segurança de memória sem usar um garbage collector.

Quais são as desvantagens de construir aplicações Web3 com Rust em vez de Solidity?

As duas principais desvantagens de construir aplicações web3 com Rust em vez de Solidity são: o compilador de Rust é mais lento comparado ao de Solidity, e Rust é geralmente mais difícil de aprender.

1. Compilação lenta

O compilador de Rust é lento. Rust usa a low-level virtual machine (LLVM) para gerar código, que ocupa uma parte significativa da base de código de Rust e leva um tempo considerável ao regenerar código de máquina durante a compilação. Às vezes, a compilação de programas para projetos grandes leva mais de 10 minutos.

2. Mais difícil de aprender

Rust é desafiador de aprender por várias razões, uma delas é que é diferente. Se familiarizar com seu sistema incomum de ownership e borrowing pode ser intimidante. Além disso, diferente de outras linguagens, programas em Rust são difíceis de copiar e colar, é necessário criar toda a base de código do zero.

Quais são os benefícios de construir aplicações com Solidity em vez de Rust?

Os dois principais benefícios de construir aplicações descentralizadas com Solidity em vez de Rust são: Solidity é mais fácil de aprender, e há muito mais ferramentas de desenvolvimento disponíveis para Solidity.

1. Mais fácil de aprender

Solidity é uma linguagem de alto nível, o que torna seu código legível e compreensível para humanos, e também tem uma sintaxe semelhante à do Javascript; desenvolvedores com experiência prévia em Javascript não terão dificuldade em aprender Solidity.

2. Muitas ferramentas de desenvolvimento

Solidity conta com uma grande quantidade de excelentes ferramentas de desenvolvimento, sendo suportada por plataformas como a OpenZeppelin, que fornece bibliotecas open-source para desenvolvimento seguro de smart contracts.

Solidity também tem alguns ambientes de desenvolvimento (IDEs), como o Remix online IDE e o Hardhat, um ambiente de desenvolvimento local. Essas IDEs oferecem ferramentas e recursos que facilitam o desenvolvimento de aplicações descentralizadas.

Quais são as desvantagens de construir aplicações Web3 com Solidity em vez de Rust?

As duas principais desvantagens de construir aplicações web3 com Solidity em vez de Rust são: os integer overflows de Solidity e a dificuldade de análise estática tornam o desenvolvimento mais difícil para os desenvolvedores.

1. Integer overflow e underflow

Um integer overflow ou underflow ocorre quando um número excede a quantidade que pode ser armazenada em um tipo de dado (seu tamanho em bytes). Por exemplo, ( 0 - 1 ) deveria resultar em ( -1 ), mas gera um erro em vez disso. Isso geralmente ocorre em versões anteriores da Solidity, versões anteriores à Solidity 0.8.

2. Dificuldade de realizar análise estática

Análise estática é o processo de analisar e depurar código sem realmente executá-lo. Esse tipo de depuração é desafiador devido à característica de Turing completude da Solidity, já que existem inúmeros resultados possíveis para o código.

Devo desenvolver com Solidity ou Rust?

Tanto Rust quanto Solidity são projetadas para suportar a construção de smart contracts e aplicações escaláveis. Portanto, a resposta a essa pergunta depende das suas preferências e do ecossistema de blockchain no qual você deseja construir.