Індустрія блокчейнів завжди шукає зростання та вдосконалення. Нещодавно галузь процвітала та розвивалася після створення Ethereum, який працював на основі віртуальної машини Ethereum (EVM). Незважаючи на те, що EVM певною мірою ефективний, у місто з’явився новий гравець у вигляді WebAssembly (WASM). У цій статті ми розглянемо, що таке WebAssembly, як він працює та його зв’язки з індустрією криптовалют.

Що таке Web Assembly (WASM)?

Web Assembly, яку в народі називають WASM, — це фреймворк із відкритим вихідним кодом, який дозволяє програмістам використовувати вихідний код або змінювати його, як забажає розробник. WASM робить крок далі, створюючи двійковий формат інструкцій для стекової віртуальної машини (VM). Він використовується як переносна мета компіляції для мов програмування високого рівня. Це невеликий, швидкий бінарний варіант, який обіцяє майже рідну продуктивність для веб-додатків.

WebAssembly було розроблено, щоб служити ціллю компіляції для будь-якої мови, включаючи JavaScript. Це означає, що розробники можуть скомпілювати кілька мов програмування, як-от C/C++, Go, Rust та багато інших, у єдиний стандарт, який можна запускати майже нативно у браузерах як близьку альтернативу JavaScript.

Розробники можуть використовувати Web Assembly для високопродуктивних випадків використання, таких як ігри, потокове передавання музики, редагування відео та програми автоматизованого проектування (CAD). Деякі веб-сервіси вже перейняли WASM, наприклад Google Earth і Figma.

Історія WebAssembly

WebAssembly було розроблено, щоб вирішити потребу у покращенні веб-продуктивності та бажання запровадити ширший діапазон мов у веб-платформу. У 2015 році група спільноти WebAssembly, до складу якої входять Mozilla, Google, Microsoft і Apple, створила новий бінарний формат. У 2017 році було випущено WebAssembly MVP (Minimum Viable Product), щоб забезпечити стабільну основу для бінарного формату, моделі виконання та інтеграції у веб-платформу.

Наступним випуском була підтримка веб-переглядачів, у яких основні браузери, такі як Chrome, Firefox, Safari та Edge, включали WebAssembly. Розробники виявили корисність технології поза веб-браузерами та почали досліджувати використання WASM у сфері серверних середовищ для високопродуктивних обчислень.

Як працює веб-складання?

Щоб зрозуміти, як функціонує WebAssembly, вам потрібно зрозуміти, як працює механізм JavaScript. Щоб скомпілювати код JS, механізм виконує кілька дій, наприклад пропускає код через аналізатор, який є інструментом, який переглядає код рядок за рядком, перевіряючи дійсний синтаксис, а також типи коду. Після цього синтаксичний аналізатор створює деревовидну структуру даних, яка називається абстрактним синтаксичним деревом (AST).

Після створення AST інтерпретатор механізму бере AST і перетворює його на байт-код, який є проміжним представленням коду. Потім компілятор двигуна бере байт-код і перетворює його на код, який машини можуть виконувати на своїх процесорах.

Функція WebAssembly відрізняється від JavaScript і вважається швидшою, оскільки код WASM надходить безпосередньо до компілятора, фактично пропускаючи кроки один і два в процесі JavaScript. Причина цього в тому, що, на відміну від JavaScript, який є динамічно типізованою мовою, WASM статично типізується, тобто під час введення мови типи оголошуються заздалегідь; отже, вони відомі та перевіряються під час компіляції.

Таким чином, коли ви пишете код WASM, ви пишете код із його типами, як правило, на мові статичної типізації. Потім ви створюєте попередньо скомпільований модуль WASM і, нарешті, запускаєте код безпосередньо компілятором двигуна, пропускаючи етап аналізу та трансформації до етапу проміжного представлення.

Особливості WebAssembly

WebAssembly було розроблено для компіляції кількох мов і вважається швидшим за JavaScript. Щоб досягти цього, його було оснащено певними функціями, які не лише гарантують безпеку та безпеку фреймворку, але й доводять, що йому варто довіряти.

Стандарт W3C

Впевнившись у своїй ефективності та надійності, WebAssembly було додано до офіційних мов Інтернету. Зараз існує чотири мови, HTML. CSS, JavaScript, а тепер і WebAssembly. Отже, WebAssembly тепер вважається стандартом WC3.

Швидкість і ефективність

Стекова машина WebAssembly створена для роботи у форматі двійкового коду, що значно впливає на час і розмір завантаження. Його швидкість і ефективність зробили його основним продуктом розробки блокчейнів, і зараз багато розробників використовують цю мову для надійних екосистем.

Безпека

Віртуальна машина сканує код WebAssembly, перевіряє його та виконує в пісочниці, безпечній для пам’яті. Вбудоване середовище обмежує доступ до локальних ресурсів, включаючи файлову систему або мережеві порти. Це означає, що код WebAssembly, отриманий з Інтернету та запускається в браузері, дуже обмежений при роботі з апаратними та програмними ресурсами.

Відкрите джерело

Над проектом W3C працює кілька фірм-браузерів. Це дозволяє спільноті робити свій внесок, уможливлюючи створення зворотно сумісних, безфункціональних програм і перевірених функцій програм.

WebAssembly та Ethereum

Наразі WebAssembly розглядається як близька альтернатива віртуальній машині Ethereum (EVM). Це пояснюється тим, що через WebAssembly розробники тепер оснащені ефективним набором інструкцій, який можна скомпілювати різними мовами, забезпечуючи при цьому ефективну роботу на різних платформах. Набір інструкцій WebAssembly також можна легко детермінувати, стираючи інструкції з плаваючою комою, що зробить його життєздатною заміною EVM.

Ethereum виявив інтерес до WebAssembly і очолює зусилля з розробки Ethereum WebAssembly (EWASM), запропонованого редизайну віртуальної машини Ethereum. Очікується, що після успіху EWASM стане більш ефективним і дозволить розробникам писати коди кількома мовами завдяки зв’язкам із WASM. EWASM функціонуватиме як EVM як попередньо скомпільована мова байт-коду, яка інтерпретуватиметься у вузлах Ethereum.

Завдяки цьому dApps стане більш ефективним у виробництві. Інтеграція WASM зробить розробку смарт-контрактів більш доступною для людей, які вже звикли до таких популярних мов, як Rust і Go. Це зрештою позбавляє розробників необхідності вчитися писати в solidity перед тим, як створювати корисні програми на Ethereum.

Проекти блокчейну, які використовують WebAssembly

Незважаючи на те, що WASM не повністю розроблений для блокчейн-діяльності, деякі проекти вже використовують його для покращення функціональності своїх платформ. Наприклад:

Космос

Cosmos — це блокчейн, розроблений для полегшення зв’язку між розподіленими книгами без необхідності чекати на центральному сервері. Вони були одними з перших блокчейнів, які використовували WASM як основний будівельний стек. Вони впроваджують CosmWASM, структуру для побудови смарт-контрактів у WASM для Cosmos SDK, Tendermint BFT і протокол IBC для розробки рідного блокчейну.

Полкадот

Використання Polkadot WASM покладається на те, що він є метапротоколом, що дозволяє використовувати інші мови, які були інтерпретовані або скомпільовані на WebAssembly. Використання WASM дозволило безкоординатній інфраструктурі та підкладкам дозволити іншим програмам вносити корективи в підключені ланцюжки практично без координації.

Біля протоколу

Протокол Near — це загальнодоступний блокчейн, створений для створення децентралізованих програм за допомогою WebAssembly. Near використовує WebAssembly як хороший спосіб використовувати веб-технології для підвищення продуктивності та мобільності. Вони реалізували AssemblyScript для своєї мови, оскільки виявили, що це більш портативний варіант, а також забезпечує легкий доступ до веб-розробників.

Веб-складання проти JavaScript

JavaScript — це інтерпретована мова програмування високого рівня, яка десятиліттями підтримує веб-розробку. Він був розроблений для додання інтерактивності веб-сторінкам і відображається на стороні клієнта веб-браузерами. З роками популярність цієї мови зросла завдяки тому, наскільки легко нею користуватися та широкому застосуванню.

З моменту створення Всесвітньої павутини завжди існував JavaScript. Нещодавно з’явився WASM (WebAssembly), і хоча багато хто вважає, що вони тісно пов’язані, WASM складається з кількох інших речей, включаючи JavaScript. WASM спочатку був розроблений, щоб допомогти JavaScript працювати ефективніше у веб-браузерах.

Незважаючи на те, що WASM все ще служить тій самій меті, тепер він виходить за межі веб-браузера та зважився на периферійні та серверні додатки, двох областей, яких, як відомо, бракує JavaScript. Це можливо тому, що на рівні центрального процесора WASM працює у двійковому форматі, а також не є мовою програмування, як JavaScript. WASM надає додаткову функціональність, яка підтримує низку різних мов, як-от JavaScript, Python, Rust та багато інших. Перевага WASM перед JavaScript залишається в його здатності інтегруватися з мовою, не обмежуючись JavaScript. Інтеграція значно підвищує продуктивність JavaScript завдяки компіляції вже інтерпретованої мови та її середовища виконання в модулі WASM.

WebAssembly проти Rust

WebAssembly і Rust — це дві дуже різні технології, які в той же час часто асоціюються одна з одною. Rust — популярна мова програмування, відома своєю швидкістю, безпекою та високою продуктивністю. WebAssembly, з іншого боку, є компілятором, який перетворює коди у виконувані машини. Окрім визначень, ці дві технології відрізняються наступним чином.

Веб-розробка

WASM в основному використовується у веб-розробці, дозволяючи виконувати код у веб-браузерах, включаючи JavaScript. У той же час Rust є універсальною мовою, яка має кілька застосувань, включаючи системне програмування, розробку ігор та багато іншого.

Особливості синтаксису та мови

WASM не є мовою програмування, а є двійковим форматом інструкцій і може використовуватися такими мовами, як C, C++ і Rust. З іншого боку, Rust — це мова зі своїм синтаксисом і функціями, такими як запозичення, право власності та багато іншого.

Управління пам'яттю

WASM використовує модель лінійної пам’яті, яка забезпечує лінійний адресний простір, до якого програма легко отримує доступ. Управління пам’яттю здійснюється розробником вручну та зберігається явним. З іншого боку, Rust приділяє особливу увагу безпеці пам’яті. Він використовує перевірку запозичень і систему володіння, яка забезпечує суворе правило під час компіляції, що усуває кілька помилок, які, як відомо, впливають на безпеку пам’яті.

Паралелізм

Rust оснащено власною підтримкою паралельного програмування через свою систему власності, що дозволяє розробникам писати безпечний і паралельний код без ризику перегонів даних. На відміну від Rust, WASM не має таких функцій; однак він може використовувати функції паралелізму хост-середовища.

Найкращі ресурси для початку роботи з WebAssembly

Під час вивчення того, як використовувати WASM, певні курси надають найкращі знання для початківців, які хочуть створювати проекти WASM різними мовами. Деякі з цих курсів включають:

Udemy

Цей курс містить повний посібник із вивчення WebAssembly JavaScript API та набору інструментів Emscripten. Після придбання курс надає користувачам доступ до понад 2 годин відеолекцій за запитом і 17 навчальних ресурсів для завантаження.

Курс дає початківцям зрозуміти, що таке WebAssembly і як він впливає на веб-розробку. Ви також дізнаєтеся, як завантажувати та запускати модулі WebAssembly за допомогою власних API браузера Java Script.

Плюральний погляд

Цей курс охоплює основи WebAssembly і чому це важливо. Курс покаже вам, як створювати програми за допомогою WebAssembly і як створювати веб-програми за допомогою інших мов, таких як C/C++.

Freecode Camp

Цей безкоштовний курс WebAssembly дає початківцям детальну інформацію про WASM. Він навчить вас писати, компілювати, включати та створювати екземпляр коду. Він містить покрокові інструкції щодо компіляції коду C++ у WASM.

Висновок

Наразі WebAssembly стоїть на передньому краї веб-розробки, а її швидкість, безпека та адаптивність є основними функціями, які, на думку розробників, відкриють новий світ для децентралізованих програм. Оскільки все більше продуктів прагнуть використовувати WASM, відкриваються двері майбутнього, де смарт-контракти легко розробляються та захищаються мовами, які, як відомо розробникам, знаходяться в межах досяжності.