什么是WebAssembly(WASM)

发布于:2025-06-30 ⋅ 阅读:(15) ⋅ 点赞:(0)

WebAssembly(WASM) 是一种高性能的低级编程语言字节码格式,可在网页和非网页环境中运行,支持多语言编译,运行速度接近原生代码。它在区块链中的作用是:作为智能合约的执行引擎,被多条非以太坊链(如 Polkadot、EOS、CosmWasm)采用。

Polkadot 和 EOS 是使用 WebAssembly 的两个代表性区块链平台,它们与 Solidity+EVM(以太坊生态)形成鲜明对比。


一、什么是 WebAssembly(WASM)?

📌 定义:

WebAssembly 是一种由 W3C 组织制定的、可在现代浏览器和虚拟机中运行的 高性能二进制指令格式,专为跨平台、快速、安全的执行环境设计。

核心特点:

  • 多语言支持:可由 C/C++、Rust、AssemblyScript 等语言编译生成
  • 运行速度快:接近本地机器执行效率
  • 沙箱执行:安全隔离,适合执行不可信代码
  • 可跨平台部署:在浏览器、区块链、IoT、边缘计算中都能运行

二、WASM 在区块链中的作用

为什么区块链需要 WASM?

  1. 更高性能:比 EVM 快几十倍;
  2. 语言中立:支持 Rust、C++、Go 等,比 Solidity 单一语言更灵活;
  3. 可移植性强:能跨不同链、设备、平台运行;
  4. 可形式化验证:利于智能合约安全审计、数学验证。

三、Polkadot 和 EOS 使用 WebAssembly 的原因

1. Polkadot(Substrate 框架)

特性 说明
执行环境 Substrate 节点使用 WebAssembly 执行合约和 runtime
合约语言 主要用 Rust + ink! 编写合约,编译成 WASM
可升级性 Runtime(链逻辑)也是 WASM,链无需分叉就能升级逻辑
模块化 每条平行链都可自定义自己的 runtime,部署自己的 WASM 合约引擎
场景 平行链、治理系统、跨链消息传递 XCMP 等均基于 WASM 运行
# ink! 合约示例结构
contract/
├── Cargo.toml
├── src/lib.rs     # 使用 Rust + ink! 写合约
└── target/wasm32-unknown-unknown/release/contract.wasm

2. EOS(EOSIO 智能合约平台)

特性 说明
合约语言 C++,通过 eosio-cpp 编译为 WASM 字节码
执行引擎 EOS VM(基于 WebAssembly)解释运行合约
开发方式 类似写 C++ 程序,部署合约后直接执行
调用模型 支持 action 调用、表结构、权限管理等
优点 执行效率高、性能强,TPS 达到数千
// C++ 合约示例
[[eosio::action]]
void sayhi(name user) {
   print("Hello ", user);
}

四、WASM vs Solidity(EVM)

比较项 WebAssembly(WASM) Solidity(EVM)
支持平台 Polkadot, EOS, CosmWasm Ethereum, BSC, Polygon
编程语言 Rust, C++, Go, AssemblyScript Solidity
编译产物 .wasm 字节码 EVM 字节码
虚拟机 WASM VM EVM(以太坊虚拟机)
性能 非常高(接近原生) 中等偏低
安全性 强,可形式化验证 中,容易出漏洞
可升级性 支持热更新、无分叉升级(如 Polkadot) 只能部署新合约
扩展性 高,模块化运行时 限制较多

五、为什么越来越多链选择 WebAssembly?

  • 语言自由:Rust 安全性高、C++ 性能强,可选择多语言;
  • 适合链级定制:例如 Polkadot 平行链可定义自己逻辑,非 Solidity 所限;
  • 性能要求高的系统:如链游、金融、预言机等;
  • 安全要求高的系统:如隐私链、国家级联盟链等。

六、WASM 生态中的典型项目

项目 特点
Polkadot/Substrate Runtime 和合约均使用 WASM,极高的模块化
EOSIO / Antelope 使用 C++ 开发合约,超高 TPS
Cosmos(CosmWasm) Rust + WASM 合约引擎,兼容 Cosmos SDK
Near Protocol 基于 WASM 的合约平台,支持 Rust 和 AssemblyScript
Internet Computer (DFINITY) 智能合约运行在 WASM 沙箱中,支持多语言和高性能执行

七、小结

项目 内容
WebAssembly(WASM) 高性能、安全的字节码格式,支持多语言,跨平台运行
区块链用途 作为智能合约和运行时的底层执行引擎
代表项目 Polkadot(Rust/ink!)、EOS(C++)、CosmWasm、NEAR
优势 高性能、安全可控、语言丰富、支持升级
对比 EVM WASM 更强大但门槛高;EVM 简单易用但性能有限

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