Mozilla 发布 WASI 计划,可在所有设备上运行 WebAssembly

阅读数:68 2019 年 4 月 10 日

Mozilla 最近推出了一个新的标准化工作,目标是在所有设备、机器和系统上运行相同的 WebAssembly 代码。新标准 WebAssembly 系统接口(WebAssembly System Interface,简称 WASI)定义了一个单一的概念性操作系统接口,该接口可以由多个实际的操作系统实现。Mozilla 和 Fastly 已经发布了原型 WASI 实现。

Mozilla 最近推出了一个新的标准化工作,目标是在所有设备、机器和系统上运行相同的 WebAssembly 代码。新标准 WebAssembly 系统接口(WebAssembly System Interface,简称WASI)定义了一个单一的概念性操作系统接口,该接口可以由多个实际的操作系统实现。与之前像 Java“随处运行”工作的不同在于,WASI 构建于 WebAssembly 之上,WebAssembly 是浏览器供应商和芯片、设备、计算机及操作系统的制造商之间的罕见合作,目的是制定一个无专利、开放的标准。WASI 标准将努力通过一组模块化的标准接口来提供 WebAssembly 的可移植性和安全性,并为生态系统提供坚实的基础。MozillaFastly已经发布了 WASI 原型实现。

WASI 旨在成为 WebAssembly 平台的系统接口(目前WebAssembly 平台由四个主流浏览引擎实现)。WebAssembly(Wasm)将自身描述为“基于堆栈的虚拟机的二进制指令格式”,其设计目标是“利用广泛平台上可用的通用硬件能力,以本地速度执行”。Wasm 被用作像 C/C++/Rust等高级语言的编译目标。尽管 WebAssembly 主要设计用于在开放网络上运行,但是,现在,Mozilla 寻求把 WebAssembly 的应用范围扩展到非网络嵌入,“包括从用于测试的最小 shell 到成熟的应用程序环境的一切,例如,在数据中心的服务器上、IoT 设备上、移动 / 桌面应用程序”。正如Lin Clark所述

浏览器外部的代码需要一种与系统通信的方式,这就是系统接口。WebAssembly 平台还没有这样的接口。

WASI 声明的目标与 Java 最初的承诺“一次编写,随处运行(Write Once,Run Anywhere)”相呼应。Java 虚拟机(JVM)确实用于类似的目的,并且,语言的灵活性与通过 WebAssembly 平台所提供的类似,可以通过GraaIVM在 Java 中实现。然而,Java仍然是事实标准,其所有者 Oracle跟谷歌还有一场未打完的官司,原因是谷歌涉嫌非法使用 Java 的 API。相比之下,WebAssembly 是罕见合作的结果,该合作发生在浏览器供应商和主流公司之间,这些主流公司包括微软、谷歌、苹果、Mozilla、英特尔、三星等等。在 2018 年于旧金山举行的 QCon 大会上,Jay Phelps强调

这些公司,他们已经走到一起。这些主流公司已经创造了首个标准化的字节代码,并且还是免费的,而不是专有程序。毫无疑问,它是完全开放的,不受专利法和所有类似事务的阻碍。

此外,Wasm 具有内存安全性调优功能,也许比 Java 更具安全优势。Till Schneidereit提供了额外的论据,以在比较中突显 Wasm 的优势:

WebAssembly 被设计用来扩展的,从小型的设备一直扩展到大型服务器场或 CDN;与 Java 相比,语言无关性更强;并且具有更小的实现占用空间。

WASI 基于系统功能的抽象,通过给多个系统指定公共接口,来寻求实现可移植二进制代码。这些抽象被聚集到模块中,其中 wasi-core 占据核心位置。Lin Clark 给出了详细说明:

wasi-core 将包含所有程序所需的基础。它将覆盖与 POSIX 相同的基础,包括文件、网络连接、时钟和随机数等。

像多媒体、3D 图或智能合约这样的其他功能,可以通过特定模块来解决。现有的标准化工作旨在仔细指定系统功能抽象,以便解决大量操作系统和体系结构的同时,保持 WebAssembly 的性能目标。

Wasm 的安全方面,WASI 采用的是基于能力的安全模型。它为 WASI 应用程序提供了能力,而不是标识资源的可伪造引用(如文件路径),但没有指定哪种访问权限适合该资源。可伪造引用强制操作系统根据请求程序的外界权限进行验证。Lin Clark 解释了如果 WASI 应用程序之前被授予打开某个文件的能力,那么它只能打开那个文件:

我们无法让代码随机请求 open /etc/passwd。相反,该代码只能对传递给它的目录进行操作。(…)因此,运行时将应用程序可以使用的文件描述符传递到顶层代码,然后,根据需要,文件描述符在系统的其余部分得到传播。

支持 WASI 的应用程序目前可以使用polyfill在浏览器中运行,或者用Mozilla 的 Wasmtime或 Fastly 的Lucet在浏览器外部运行。

WASI 还在开发过程中。Lin Clark 提到:

但是,在完全标准化 wasi-core 后,还存在一些我们需要解决的问题。这些问题包括:

  • 异步 I/O
  • 文件观察
  • 文件锁定

风险很大。Docker的联合创始人Solomon Hikes

如果 2008 年就有 WASM+WASI,那么,我们就不需要创造 Docker 了。这就它的重要性所在。服务器上的 WebAssembly 是计算的未来。一个标准化的系统接口就是其缺失的环节。希望 WASI 能胜任这项任务!

查看英文原文:Mozilla Announces WASI Initiative to Run Web Assembly on All Devices, Computers, Operating Systems