什么是WASM及其在区块链中的应用？

WebAssembly（WASM）是基于堆栈的虚拟机的二进制指令格式。它旨在成为编程语言的便携式编译目标，从而在网络上进行部署以供客户端和服务器应用程序。在区块链的背景下，WASM已成为一项重要的技术，尤其是为了提高智能合同执行的性能和灵活性。

什么是WASM？

WASM（用于WebAssembly的缩写）是一种具有紧凑型二进制格式的低级，类似组装的语言。它旨在通过利用常见的硬件功能来以近乎本地的速度运行。 WASM并不是要手工编写的，而是成为C，C ++和Rust等源语言的有效汇编目标。这使开发人员可以编写可以在Web浏览器和其他环境中运行的高性能应用程序。

WASM如何工作？

WASM通过将高级代码编译成二进制格式来运行，该格式可以由WASM运行时环境执行。该运行时环境可以集成到Web浏览器中，从而使WASM模块可以与JavaScript一起运行。 WASM的主要优点是它以近速度执行的能力，这比传统的JavaScript执行快得多。对于需要高性能的应用程序，例如游戏和复杂的计算，这使其成为一个有吸引力的选择。

WASM在区块链中

在区块链生态系统中，WASM在执行智能合约中发现了重要的应用。智能合约是自执行合同，并将其直接写入代码的协议条款。 WASM以近速度运行的能力使其成为有效执行这些合同的理想选择。包括EOS和Polkadot在内的几个区块链平台为其智能合同执行引擎采用了WASM。

在区块链中使用WASM的好处

将WASM集成到区块链技术中提供了一些好处。首先，它提高了智能合同执行的性能。通过将智能合约汇总到WASM中，区块链可以处理交易和执行逻辑的速度要比传统的脚本语言快得多。其次，WASM为智能合同开发提供了更大的灵活性。开发人员可以用Rust或C ++等语言编写智能合约，这些智能合约比通常在区块链环境中使用的域特异性语言更熟悉和强大。

案例研究：EOS和Polkadot

EOS是第一个采用智能合同执行WASM的主要区块链平台之一。 EOS使用基于WASM的虚拟机，称为WebAssembly虚拟机（WAVM）来运行其智能合约。这使开发人员可以在C ++中编写智能合约并将其编译为WASM，然后可以在EOS网络上执行。 WASM的使用显着提高了EOS平台的性能和可扩展性。

另一个著名的区块链平台Polkadot还利用WASM来执行其智能合同。 Polkadot的智能合约平台（称为底物）允许开发人员在Rust中编写智能合约并将其编译为WASM。这种方法使Polkadot能够为智能合同开发和执行提供高度灵活，有效的环境。

挑战和考虑因素

尽管WASM为区块链应用提供了许多好处，但仍有挑战和考虑因素要牢记。一个挑战是将WASM整合到现有区块链系统中的复杂性。这需要大量的开发和测试，以确保WASM运行时环境安全有效。另一个考虑因素是开发人员的学习曲线。尽管WASM允许使用熟悉的编程语言，但开发人员仍然需要了解在区块链平台上编译和部署WASM模块的细微差别。

如何在区块链项目中实施WASM

在区块链项目中实施WASM涉及多个步骤。这是有关如何执行此操作的详细指南：

• 选择一种编程语言：选择可以编译为WASM的语言，例如Rust或C ++。在此示例中，我们将使用Rust。

• 设置开发环境：安装必要的工具，包括Rust Compiler（Rustc）和WebSembly Target。您可以通过运行以下命令来执行此操作：

   rustup target add wasm32-unknown-unknown

• 写智能合约：使用Rust制定您的智能合约。这是一个智能合约的简单示例，该合约增加了计数器：

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

  }

• 将智能合约汇给WASM ：使用Rust Compiler将您的智能合约编译到WASM中。运行以下命令：

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

• 部署WASM模块：根据您使用的区块链平台，您将需要遵循特定的步骤来部署WASM模块。例如，在EOS上，您将使用cleos命令行工具部署合同：

   cleos set contract

• 测试和验证：部署后，测试您的智能合约以确保其正常运行。使用区块链平台的测试工具验证WASM模块的正确性和性能。

安全考虑

在区块链应用中使用WASM时，安全是一个关键问题。 WASM模块必须进行彻底的测试和审核，以防止漏洞。由于WASM可以以近速度执行，因此比在较慢的解释环境中更容易利用任何安全缺陷。使用安全的编码实践并保持WASM运行时环境与最新的安全补丁保持最新。

性能优化

为了最大化WASM在区块链中的好处，开发人员应专注于性能优化。这包括最大程度地减少WASM模块的大小，以减少加载和执行的开销。此外，开发人员可以使用分析工具来识别和优化智能合同中的性能瓶颈。通过仔细优化WASM代码，开发人员可以在交易吞吐量和执行速度方面取得重大改进。

社区和生态系统

WASM社区和生态系统正在迅速增长，许多工具和图书馆都可以为开发人员提供支持。 WASM-BINDGEN和WASM-PACK之类的项目为在Web和区块链环境中与WASM合作提供了必不可少的工具。此外，在线资源和论坛上，开发人员可以在区块链应用程序中共享使用WASM的知识和最佳实践。

常见问题

问：除了EOS和Polkadot之外，WASM可以与其他区块链平台一起使用吗？

答：是的，WASM可以集成到各种区块链平台中。尽管EOS和Polkadot是著名的例子，但其他平台（如近协议和Dfinity）也支持智能合同执行的WASM。具体的实现细节可能会有所不同，但是使用WASM来提高性能和灵活性的核心概念保持不变。

问：是否有可能在区块链中使用Rust和C ++以外的其他语言？

答：虽然Rust和C ++是在区块链应用程序中汇编为WASM的最常用的语言，但也可以使用其他语言，例如汇编和GO。但是，这些语言的支持和工具可能不像Rust和C ++那样成熟，因此开发人员应根据其项目要求仔细评估其选项。

问：WASM的使用如何影响区块链网络的安全性？

答：WASM的使用可以通过允许更有效，更强大的智能合同执行来增强区块链网络的安全性。但是，它还引入了新的安全考虑因素，例如需要对WASM模块进行彻底测试和审核。开发人员必须平衡WASM的性能优势，并需要维持安全可靠的区块链环境。

问：是否有建议用于开发基于WASM的智能合约的特定工具或框架？

答：建议使用几种工具和框架来开发基于WASM的智能合约。对于生锈的开发人员， ink!框架在Polkadot生态系统上撰写智能合约很受欢迎。对于与EOS合作的C ++开发人员， eosio.cdt （合同开发工具包）至关重要。此外， wasm-bindgen和wasm-pack等工具对于一般WASM开发很有用，可以适用于区块链应用。