WASM：引领Web3开发迈向全新时代
WASM：引领Web3开发进入全新时代
当区块链遇上WebAssembly：打造高效、安全和灵活的区块链应用
作者：Mike@Foresight Ventures
TL;DR
WebAssembly（简称Wasm）是一种可移植、高性能的二进制指令格式，可以在Web浏览器中运行。它被设计为一种通用的编译目标，可以用于多种编程语言，并且可以在不同的平台上运行。与此同时，区块链是一种去中心化的分布式账本技术，通过使用密码学和共识算法来确保数据的安全性和可信度。区块链可以用于记录交易、存储数据和执行智能合约等应用。Wasm和区块链之间存在一些关系和应用场景：智能合约、跨链交互、链下计算以及数据隐私保护等。总之，Wasm的可移植性和高性能使得它成为区块链领域的重要技术之一。
一、什么是WebAssembly
WebAssembly是由W3C（万维网联盟）开发的一个高效轻量级指令集标准，被誉为网络和高性能的颠覆者，支持跨浏览器执行。它的特点是可以将不同编程语言编译成统一的二进制格式，并将其作为JavaScript的替代品以近乎原生代码的效率在浏览器中运行。WebAssembly具有高效、安全、兼容性等优势。它不仅可以在浏览器中高效地执行，还可以运行在非Web环境下如Node.js、Deno、物联网设备等。WebAssembly的美妙之处在于它就像一个魔法引擎，可以在任何地方运行，只需一次点击，即可在需要时立即运行Web应用。它比直接下载和运行二进制文件更安全，因为浏览器已内建安全机制，使其中运行的代码不会危害你的系统。而且分享Web应用同样简单 – 链接是可以放在任何地方的可点击字符串。
除了上述优势之外，Web也是唯一真正的通用平台，可以在任何设备上访问你的应用程序。这还允许你维护单个代码库，简化更新并确保所有用户都可以访问你的应用程序。WASM支持64位和32位整数操作，与CPU指令一一对应。通过移除浮点运算，可以轻松实现确定性，这对共识算法来说是必要的。WASM由谷歌、苹果、微软、Mozilla和Facebook等大公司持续开发，在这几个大公司开发的浏览器的后端都支持WASM编译。不管是在性能还是安全性方面，WebAssembly正成为区块链领域的一项重要技术。
二、为什么我们需要WebAssembly
2.1 Web2
尽管Web已经发展成了一个非常强大和流行的平台，但在Web2时代，Web应用依旧基本上由相同的脚本语言（JavaScript）驱动。然而，JavaScript设计的首要目标从来就不是为了实现这些功能。JavaScript最初是一种简单的脚本语言，旨在为充满轻量级超文本文档的Web应用带来一些交互性。随着时间的推移，浏览器在JavaScript解析上的重大性能改进为JavaScript带来了显著的性能提升。虽然新的API带来了更多的功能，例如交互式图形、视频流和离线浏览，但是JavaScript的性能对于某些应用程序仍然不够。比如游戏、视频编辑、3D渲染和音乐制作等应用程序需要大量计算和高性能，这是JavaScript很难满足的要求。
WebAssembly并不会取代JavaScript，但它的使用会越来越广泛。因为WASM能给网页带来强大的计算能力，比如做图像处理或者游戏之类的。用WASM，可以做出一个网页版的Photoshop并运行得很好，或者是一个在浏览器里能以60帧每秒甚至更高帧率运行的3D游戏。游戏尤其具有挑战性，因为游戏不仅需要同时执行音频和视频处理，还需要协调物理特效和AI。WASM拥有在浏览器上高效运行游戏的能力，将打开把许多其他应用程序带到浏览器上的大门的可能性。
2.2 Web3
在区块链领域，WebAssembly也发挥着重要作用。WASM可以作为智能合约的执行环境，使得合约可以在不同的区块链平台上运行。WASM的高性能和可移植性使得智能合约可以更加高效地执行，并且可以跨平台使用。此外，WASM还可以用于实现跨链交互的功能。通过将不同区块链的逻辑编译为WASM代码，可以在不同的区块链上执行相同的逻辑，实现跨链的数据传输和交互。另外，WASM还可以用于在区块链之外进行计算，并将计算结果提交到区块链上，从而提高计算的效率和灵活性。此外，通过将敏感数据的处理逻辑编译为WASM代码，并在区块链上执行，可以保护数据的隐私性，同时确保计算的可验证性。WASM通过与智能合约平台的结合，为区块链应用和服务提供了更加高效、安全和灵活的解决方案。
在以太坊生态中，已经有一些项目开始尝试使用WASM。以Stylus为例，它通过引入WASM虚拟机来提高智能合约的执行性能，并支持自定义预编译以及与现有EVM的互操作性。另外，Gear协议正在创建一种可作为Polkadot部署的技术，它将成为托管智能合约的工具。而CosmWasm是一个现代的、功能强大且适应Cosmos生态系统的智能合约平台。此外，还有ZKWASM技术，它使开发者可以验证已执行计算的正确性。通过引入这些WASM相关技术，区块链的可扩展性、灵活性和性能将得到进一步提升。
三、结论
WebAssembly的兴起为区块链和Web带来了更多可能性。WASM不仅具有高效、兼容性和安全性等优势，还降低了开发者进入区块链的门槛。通过WASM，开发者可以用自己熟悉的编程语言在区块链上开发应用程序，而不需要学习新的智能合约语言。这将有助于释放区块链技术的无限力量，加速区块链的大规模应用和发展。随着WASM逐渐被更多的区块链项目接受和采用，Web3的未来将会更加光明。让我们共同期待WebAssembly在区块链领域发挥的更大作用！最后，如果你对WASM技术感兴趣，欢迎和我互动交流！
感谢Maggie和Xinyou Ji(CMU)对本文提供建议和指导。
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