什麼是WASM及其在區塊鏈中的應用？

WASM在EOS和Polkadot中可以以近乎本地的速度增強區塊鏈智能合同執行，提供性能和靈活性。

2025/04/10 17:08

WebAssembly（WASM）是基於堆棧的虛擬機的二進制指令格式。它旨在成為編程語言的便攜式編譯目標，從而在網絡上進行部署以供客戶端和服務器應用程序。在區塊鏈的背景下，WASM已成為一項重要的技術，尤其是為了提高智能合同執行的性能和靈活性。

什麼是WASM？

WASM（用於WebAssembly的縮寫）是一種具有緊湊型二進制格式的低級，類似組裝的語言。它旨在通過利用常見的硬件功能來以近乎本地的速度運行。 WASM並不是要手工編寫的，而是成為C，C ++和Rust等源語言的有效彙編目標。這使開發人員可以編寫可以在Web瀏覽器和其他環境中運行的高性能應用程序。

WASM如何工作？

WASM通過將高級代碼編譯成二進制格式來運行，該格式可以由WASM運行時環境執行。該運行時環境可以集成到Web瀏覽器中，從而使WASM模塊可以與JavaScript一起運行。 WASM的主要優點是它以近速度執行的能力，這比傳統的JavaScript執行快得多。對於需要高性能的應用程序，例如游戲和復雜的計算，這使其成為一個有吸引力的選擇。

WASM在區塊鏈中

在區塊鏈生態系統中，WASM在執行智能合約中發現了重要的應用。智能合約是自執行合同，並將其直接寫入代碼的協議條款。 WASM以近速度運行的能力使其成為有效執行這些合同的理想選擇。包括EOS和Polkadot在內的幾個區塊鏈平台為其智能合同執行引擎採用了WASM。

在區塊鏈中使用WASM的好處

將WASM集成到區塊鏈技術中提供了一些好處。首先，它提高了智能合同執行的性能。通過將智能合約匯總到WASM中，區塊鏈可以處理交易和執行邏輯的速度要比傳統的腳本語言快得多。其次，WASM為智能合同開發提供了更大的靈活性。開發人員可以用Rust或C ++等語言編寫智能合約，這些智能合約比通常在區塊鏈環境中使用的域特異性語言更熟悉和強大。

案例研究：EOS和Polkadot

EOS是第一個採用智能合同執行WASM的主要區塊鏈平台之一。 EOS使用基於WASM的虛擬機，稱為WebAssembly虛擬機（WAVM）來運行其智能合約。這使開發人員可以在C ++中編寫智能合約並將其編譯為WASM，然後可以在EOS網絡上執行。 WASM的使用顯著提高了EOS平台的性能和可擴展性。

另一個著名的區塊鏈平台Polkadot還利用WASM來執行其智能合同。 Polkadot的智能合約平台（稱為底物）允許開發人員在Rust中編寫智能合約並將其編譯為WASM。這種方法使Polkadot能夠為智能合同開發和執行提供高度靈活，有效的環境。

挑戰和考慮因素

儘管WASM為區塊鏈應用提供了許多好處，但仍有挑戰和考慮因素要牢記。一個挑戰是將WASM整合到現有區塊鏈系統中的複雜性。這需要大量的開發和測試，以確保WASM運行時環境安全有效。另一個考慮因素是開發人員的學習曲線。儘管WASM允許使用熟悉的編程語言，但開發人員仍然需要了解在區塊鏈平台上編譯和部署WASM模塊的細微差別。

如何在區塊鏈項目中實施WASM

在區塊鏈項目中實施WASM涉及多個步驟。這是有關如何執行此操作的詳細指南：

• 選擇一種編程語言：選擇可以編譯為WASM的語言，例如Rust或C ++。在此示例中，我們將使用Rust。

• 設置開發環境：安裝必要的工具，包括Rust Compiler（Rustc）和WebSembly Target。您可以通過運行以下命令來執行此操作：

   rustup target add wasm32-unknown-unknown

• 寫智能合約：使用Rust制定您的智能合約。這是一個智能合約的簡單示例，該合約增加了計數器：

   #[no_mangle]
   pub fn increment() -> u32 { let mut counter = 0; counter += 1; counter

  }

• 將智能合約匯給WASM ：使用Rust Compiler將您的智能合約編譯到WASM中。運行以下命令：

   cargo build --target wasm32-unknown-unknown --release

• 部署WASM模塊：根據您使用的區塊鏈平台，您將需要遵循特定的步驟來部署WASM模塊。例如，在EOS上，您將使用cleos命令行工具部署合同：

   cleos set contract

• 測試和驗證：部署後，測試您的智能合約以確保其正常運行。使用區塊鏈平台的測試工具驗證WASM模塊的正確性和性能。

安全考慮

在區塊鏈應用中使用WASM時，安全是一個關鍵問題。 WASM模塊必須進行徹底的測試和審核，以防止漏洞。由於WASM可以以近速度執行，因此比在較慢的解釋環境中更容易利用任何安全缺陷。使用安全的編碼實踐並保持WASM運行時環境與最新的安全補丁保持最新。

性能優化

為了最大化WASM在區塊鏈中的好處，開發人員應專注於性能優化。這包括最大程度地減少WASM模塊的大小，以減少加載和執行的開銷。此外，開發人員可以使用分析工具來識別和優化智能合同中的性能瓶頸。通過仔細優化WASM代碼，開發人員可以在交易吞吐量和執行速度方面取得重大改進。

社區和生態系統

WASM社區和生態系統正在迅速增長，許多工具和圖書館都可以為開發人員提供支持。 WASM-BINDGEN和WASM-PACK之類的項目為在Web和區塊鏈環境中與WASM合作提供了必不可少的工具。此外，在線資源和論壇上，開發人員可以在區塊鏈應用程序中共享使用WASM的知識和最佳實踐。

常見問題

問：除了EOS和Polkadot之外，WASM可以與其他區塊鏈平台一起使用嗎？

答：是的，WASM可以集成到各種區塊鏈平台中。儘管EOS和Polkadot是著名的例子，但其他平台（如近協議和Dfinity）也支持智能合同執行的WASM。具體的實現細節可能會有所不同，但是使用WASM來提高性能和靈活性的核心概念保持不變。

問：是否有可能在區塊鏈中使用Rust和C ++以外的其他語言？

答：雖然Rust和C ++是在區塊鏈應用程序中彙編為WASM的最常用的語言，但也可以使用其他語言，例如彙編和GO。但是，這些語言的支持和工具可能不像Rust和C ++那樣成熟，因此開發人員應根據其項目要求仔細評估其選項。

問：WASM的使用如何影響區塊鍊網絡的安全性？

答：WASM的使用可以通過允許更有效，更強大的智能合同執行來增強區塊鍊網絡的安全性。但是，它還引入了新的安全考慮因素，例如需要對WASM模塊進行徹底測試和審核。開發人員必須平衡WASM的性能優勢，並需要維持安全可靠的區塊鏈環境。

問：是否有建議用於開發基於WASM的智能合約的特定工具或框架？

答：建議使用幾種工具和框架來開發基於WASM的智能合約。對於生鏽的開發人員， ink!框架在Polkadot生態系統上撰寫智能合約很受歡迎。對於與EOS合作的C ++開發人員， eosio.cdt （合同開發工具包）至關重要。此外， wasm-bindgen和wasm-pack等工具對於一般WASM開發很有用，可以適用於區塊鏈應用。