Solidity開発環境ガイド

HardhatとFoundry徹底比較：Solidity開発における最適なフレームワーク選択ガイド

はじめに

スマートコントラクト開発において、適切な開発フレームワークの選択はプロジェクトの成功を大きく左右します。特にSolidityを用いた開発では、HardhatとFoundryが主要な選択肢として挙げられ、それぞれ異なる設計思想と特徴を持っています。実務経験のあるブロックチェーンエンジニアの皆様は、日々の開発効率化や、より堅牢なコントラクトの実現のために、これらのツールがどのように貢献し、あるいはどのような課題を提示するのかについて深い理解を求めていることでしょう。

本記事では、HardhatとFoundryの主要な特徴、機能、そして実際の開発ワークフローにおける活用方法を詳細に比較します。これにより、両者のメリット・デメリットを明確にし、読者の皆様が自身のプロジェクト要件やチームのスキルセットに合致する最適なフレームワークを選択するための実践的なガイドを提供することを目的とします。

Hardhatの概要

Hardhatは、JavaScript/TypeScriptベースのイーサリアム開発環境およびフレームワークです。Web3.jsやEthers.jsといったJavaScriptライブラリとの親和性が高く、フロントエンド開発との連携がスムーズに行える点が大きな特徴です。

Hardhatの主な特徴

• JavaScript/TypeScriptベース: 開発者が使い慣れたJS/TSでテスト、デプロイ、タスクスクリプトを記述できます。
• 豊富なプラグインエコシステム: Hardhat Network、Ethers.js統合、Gasレポーター、Verifyなど、多岐にわたる公式・コミュニティプラグインが提供されており、開発に必要な機能を柔軟に追加できます。
• Hardhat Network: 組み込みのローカルイーサリアムネットワークを提供し、高速なトランザクション処理と充実したデバッグ機能（console.log相当の出力、トランザクショントレース）を提供します。
• タスクベースのシステム: 独自のタスクを定義し、開発プロセスを自動化・効率化できます。

Hardhatでの開発例：テストコード

以下は、Hardhatでコントラクトのテストを記述する際の基本的な構成例です。JavaScript/TypeScriptのテストフレームワーク（Mocha、Chaiなど）が利用されます。

// test/MyContract.test.ts
import { expect } from "chai";
import { ethers } from "hardhat";

describe("MyContract", function () {
  async function deployContractFixture() {
    const [owner, otherAccount] = await ethers.getSigners();
    const MyContract = await ethers.getContractFactory("MyContract");
    const myContract = await MyContract.deploy();

    return { myContract, owner, otherAccount };
  }

  it("Should set the right owner", async function () {
    const { myContract, owner } = await deployContractFixture();
    expect(await myContract.owner()).to.equal(owner.address);
  });

  it("Should allow owner to change value", async function () {
    const { myContract } = await deployContractFixture();
    await myContract.setValue(42);
    expect(await myContract.getValue()).to.equal(42);
  });
});

Foundryの概要

Foundryは、Rust製のイーサリアム開発ツールキットであり、forge（コントラクトのテスト、デプロイ）、cast（CLIユーティリティ）、anvil（ローカルテストネット）、chisel（EVMバイトコード解析ツール）といった複数のツールで構成されています。Foundryの最大の特徴は、Solidityネイティブな開発体験を提供することです。

Foundryの主な特徴

• Solidityネイティブテスト: テストコードをSolidityで直接記述できます。これにより、コントラクトのロジックとテストロジックの間に言語の壁がなくなり、より効率的で信頼性の高いテストが可能になります。
• 高速な実行速度: Rustで実装されているため、ビルドやテストの実行速度が非常に高速です。
• EVMツールの統合: forge、cast、anvilなどのツールが密接に連携し、CLIからEVMとのインタラクション、デプロイ、デバッグ、トレースなど、あらゆる開発作業を効率的に行えます。
• Remappings: 依存関係の解決を容易にするRemappings機能をサポートし、複雑なプロジェクト構造でもスマートに管理できます。

Foundryでの開発例：テストコード

Foundryでは、コントラクトのテストもSolidityで記述します。テストコントラクトは通常、forge-stdのTestコントラクトを継承します。

// src/MyContract.sol
pragma solidity ^0.8.0;

contract MyContract {
    address public owner;
    uint256 public value;

    constructor() {
        owner = msg.sender;
    }

    function setValue(uint256 _value) public {
        require(msg.sender == owner, "Not owner");
        value = _value;
    }

    function getValue() public view returns (uint256) {
        return value;
    }
}

// test/MyContract.t.sol
pragma solidity ^0.8.0;

import "forge-std/Test.sol";
import "../src/MyContract.sol";

contract MyContractTest is Test {
    MyContract public myContract;

    function setUp() public {
        myContract = new MyContract();
    }

    function test_SetOwner() public {
        assertEq(myContract.owner(), address(this)); // 'address(this)' is the test contract's address
    }

    function test_SetValue() public {
        myContract.setValue(42);
        assertEq(myContract.getValue(), 42);
    }

    function testFail_SetValueNotOwner() public {
        vm.prank(address(0x1)); // Pretend to be a different address
        myContract.setValue(100); // This should revert
    }
}

HardhatとFoundryの比較

| 特徴 | Hardhat | Foundry | | :------------------- | :--------------------------------------- | :------------------------------------------------ | | 主要開発言語 | JavaScript/TypeScript | Rust (Solidityネイティブテスト) | | テスト言語 | JavaScript/TypeScript (Mocha, Chai) | Solidity | | ローカルネット | Hardhat Network (組み込み) | Anvil (スタンドアロンツール) | | デバッグ | console.log、VSCode統合、トランザクショントレース | forge debug、VSCode統合、充実したCLIトレース | | プラグイン/エコシステム | 非常に豊富で成熟している | 急速に成長中、Solidity開発に特化 | | 学習曲線 | JS/TS経験者には低い | Rust/CLIに慣れていない場合はやや高い | | 実行速度 | 速いが、Foundryよりは劣る場合がある | 非常に高速 | | Gasレポート | hardhat-gas-reporter | forge test に組み込み | | CI/CDとの連携 | JS/TS環境で容易 | CLIベースで容易 | | 依存関係管理 | npm/yarn | Rustのcrates.io (Foundryツール自体) + git submoduleなど |

ユースケースと選択基準

両フレームワークは非常に強力ですが、それぞれ得意とする領域が異なります。

Hardhatを選ぶべきケース

• 既存のJavaScript/TypeScriptプロジェクトに統合したい場合: Web3.jsやEthers.jsを用いたフロントエンド開発との連携が非常にスムーズです。
• 広範なプラグインと成熟したエコシステムを重視する場合: Hardhatの豊富なプラグインは、多岐にわたる開発ニーズに対応します。
• デバッグツールやIDEとの統合を重視する場合: VS Codeなどとの連携が良好で、開発体験を向上させます。
• チームがJavaScript/TypeScriptに慣れている場合: 学習コストが低く、導入しやすいでしょう。

Foundryを選ぶべきケース

• Solidityネイティブなテスト環境を求める場合: コントラクトロジックとテストロジックを同じSolidityで記述することで、高い親和性と効率性を実現したい場合に最適です。
• テストの実行速度を最優先する場合: 大規模なテストスイートを持つプロジェクトや、CI/CDパイプラインでの高速なフィードバックが必要な場合にFoundryの速度は大きな利点となります。
• CLIツールを積極的に活用する開発スタイルを好む場合: forge、cast、anvilなどの強力なCLIツール群が、日々の開発作業を効率化します。
• EVMの低レベルな挙動を深く理解し、操作したい場合: Foundryのツール群はEVMレベルでのデバッグや操作に優れています。

両者の併用

実際のプロジェクトでは、HardhatとFoundryを併用するケースも増えています。例えば、Foundryで高速かつSolidityネイティブなコントラクトテストとプロトタイピングを行い、Hardhatをデプロイやフロントエンドとの統合レイヤーとして使用するといったアプローチが考えられます。これにより、それぞれのフレームワークの利点を最大限に引き出すことが可能です。

潜在的なデメリットと注意点

Hardhat

• テスト速度: 大規模なテストスイートや複雑なコントラクトの場合、Foundryと比較してテスト実行に時間がかかる可能性があります。
• 依存関係: Node.jsエコシステムに依存するため、npmやyarnの環境設定、依存関係の管理が必要です。

Foundry

• 学習曲線: Rustベースであるため、RustやCLIツールに慣れていない開発者には初期学習コストがかかる可能性があります。
• エコシステムの成熟度: Hardhatと比較すると、プラグインや統合ツールの選択肢はまだ限られている場合がありますが、急速に成長しています。
• フロントエンド連携: Solidityネイティブであるため、フロントエンド（JS/TS）との型安全な連携には別途Typechainなどのツールが必要です。

結論

HardhatとFoundryは、Solidity開発においてそれぞれ独自の強みを持つ優れたフレームワークです。HardhatはJavaScript/TypeScriptエコシステムとの高い親和性と広範なプラグインが魅力であり、特にWeb2開発の経験が豊富なチームに適しています。一方、FoundryはSolidityネイティブな開発体験と驚異的な実行速度を提供し、コントラクト開発に特化したエンジニアにとって非常に強力なツールとなり得ます。

最終的な選択は、プロジェクトの具体的な要件、チームの技術スタック、そして重視する開発効率の側面によって異なります。本記事が、皆様のスマートコントラクト開発における最適なフレームワーク選択の一助となれば幸いです。両者の特性を理解し、必要に応じてそれぞれの強みを活かしたハイブリッドなアプローチも検討することで、より堅牢で効率的な開発ワークフローを構築できるでしょう。