近日 Mozilla、Fastly、Intel 与 Red Hat 宣布成立联合组织 Bytecode
Alliance(字节码联盟),该联盟旨在通过协作实施标准和提出新标准,以完善 WebAssembly
在浏览器之外的生态。

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原标题:除了HTML、CSS与JS 现在WASM也是标准Web语言 来源:开源中国

WebAssembly 也叫 Wasm,它是为基于栈的虚拟机设计的二进制指令格式,Wasm
作为可移植目标,用于编译高级语言(如 C/C++/Rust),从而可以在 Web
上部署客户端和服务器应用。

大家应该知道,万维网联盟 W3C 认证的 Web 语言有 HTML、CSS 与
JavaScript,而近日联盟正式宣布 WebAssembly 核心规范成为官方 Web
标准,这意味着 WebAssembly 成为了第 4 种 Web 语言。

WebAssembly 描述了一种内存安全的沙箱执行环境,该环境甚至可以在现有
JavaScript 虚拟机内部实现。当嵌入到 Web 中时,WebAssembly
将强制执行浏览器的同源和权限安全策略。

WebAssembly 也叫 WASM,它是为基于栈的虚拟机设计的二进制指令格式,WASM
作为可移植目标,用于编译高级语言,从而可以在 Web
上部署高性能客户端和服务器应用,同时它也可以在许多其它环境中使用。

目前 1.0 版本的 Wasm 已经支持 Chrome、Firefox、Safari 与 Edge 浏览器。

WebAssembly 描述了一种内存安全的沙箱执行环境,该环境甚至可以在现有
JavaScript 虚拟机内部实现。当嵌入到 Web 中时,WebAssembly
将强制执行浏览器的同源和权限安全策略。

此次四家公司为什么结成 Bytecode Alliance 呢?Mozilla 官网博客上 Lin
Clark 作了介绍。

WASM
有多种实现,包括浏览器和独立系统,它可以用于视频和音频编解码器、图形和
3D、多媒体和游戏、密码计算或便携式语言实现等应用。

Lin
表示,当前网络用户身处越来越大的风险中,目前大家在构建大规模的模块化应用,其中
80% 的代码库来自软件包注册中心,例如 npm、PyPI 与
crates.io。这样的方式当然使得生态繁荣,但是安全问题也在极速增加。

目前 1.0 版本的 Wasm 已经支持 Chrome、Firefox、Safari 与 Edge 浏览器。

破坏这些安全的人利用的正是用户的信任,当用户使用应用时,他们并不清楚背后这些软件依赖关系,它们之中有没有恶意代码用户根本不知道,也无法明确是否可信任。

对于 Web 来说,因为其虚拟指令集设计,WebAssembly
可让加载的页面以本地编译代码运行,从而可以提高 Web 性能。

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换句话说,WebAssembly
可以实现接近本地的性能,并且优化加载时间,同时最重要的是,它可以作为现有代码库的编译目标。

所以联盟想通过 WebAssembly 技术来推动这一个领域的安全性。Bytecode
Alliance 将建立起可靠安全的基础,无论在云中、本地桌面,还是小型 IoT
设备上,都可以安全地使用不受信任的代码。开发人员可以以相同的方式使用开源代码,而不会给用户带来风险,而这些通用的可重用基础集可以单独使用,也可以嵌入其它库和应用中。

尽管本地类型数量很少,但相对于 JavaScript
而言,性能的提高大部分归功于其对一致类型的使用。WebAssembly
对编译语言进行了数十年的优化,其字节代码针对紧凑性和流传输进行了优化。在下载其它代码时,网页便可以开始执行。网络和
API 访问通过附带的 JavaScript 库进行,安全模型则与 JavaScript 相同。

 

W3C 同时公布了 WASM 接下来的开发重点,新特性包括:

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Threading,线程

 具体来说,所有这些因为依赖项而产生的安全问题都是因为不同软件/模块/文件有权限访问到其它内容,而基于 WebAssembly
可以提供某种隔离,这样就可以安全地运行不受信任的代码。

Threading 提供了共享内存多线程和原子内存访问的优势。

可以设计一个类似于 Unix
的小型进程或容器和微服务的架构,但是这种隔离十分轻量,它们之间的通信也不会比常规函数调用慢很多。

Fixed-width SIMD,固定宽度 SIMD

使用这样的模式,可以封装单个 WebAssembly
模块实例,或者封装一小部分想要在它们之间共享内存之类的模块实例。同时也不必放弃强大的编程语言特性,例如函数签名和静态类型检查。

并行执行循环的向量操作。

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Reference types 引用类型

Lin 介绍了目前 WebAssembly 的一些技术方案,包括几个要点:

允许 WebAssembly 代码直接引用宿主对象。

  • 每个 WebAssembly 模块默认都被沙箱化,默认情况下,模块无权访问 API
    和系统调用。
  • 内存模型,与直接编译为 x86 之类的普通二进制文件不同,WebAssembly
    模块在其进程中无法访问所有内存,而是只能访问已分配给它的内存块。

  • 接口类型,模块可以使用更复杂的值进行通信,比如 strings、sequences、records、variants,以及它们的嵌套组合。这使得两个模块可以轻松地交换数据,并且这种方式安全且快速。

  • 具有权限概念的 API
    和系统调用,以便它们可以为不同的模块赋予对不同资源的不同权限,也就是 WASI,WebAssembly
    系统接口。它提供了一种方法,可以将不同的模块彼此隔离,并赋予它们对文件系统特定部分和其它资源的细粒度权限,以及对不同系统调用的细粒度权限。

Tail calls,尾调用

这些是目前已经存在于 WebAssembly
技术中的技术,但目前还没有办法将这些安全控制向下传递给依赖树,这需要一种让父模块有赋予其依赖关系同样的安全控制的方法。

直接调用而不使用额外的堆栈空间。

这也就是 Bytecode
Alliance 目前在进行的工作,计划采用各个模块虚拟化的细粒度形式,研究人员已经在研究环境中验证了这一想法,目前正在努力将其引入
WebAssembly。

ECMAScript module integration,ECMAScript 模块集成

详细技术细节查看原博客:

通过将 WebAssembly 可执行文件加载为 ES6 模块来与 JavaScript 进行交互。

Announcing the Bytecode Alliance: Building a secure by default, composable future for WebAssembly

此外还有一些一直在跟进的特性,包括垃圾回收、调试接口与 WebAssembly
系统接口等。

值得一提的是,上个月 Mozilla、Fastly、Intel 与 Red Hat 宣布成立联合组织
Bytecode Alliance,该联盟旨在通过协作实施标准和提出新标准,以完善
WebAssembly 在浏览器之外的生态。