当提到WebAssembly(简称Wasm)技术的时候，大家回想到什么？“新技术”、“新闻里看到过”、“需要用非JS语言写”，或者“压根就没听说过”？那么，我们今天就给大家介绍一次Wasm技术实践: crypto-js-wasm。
什么是WebAssembly (Wasm)？
Wasm在Wiki上的定义是：
WebAssembly或称wasm是一个实验性的低级编程语言，应用于浏览器内的客户端。WebAssembly是便携式的抽象语法树[1]，被设计来提供比JavaScript更快速的编译及执行。WebAssembly将让开发者能运用自己熟悉的编程语言（最初以C/C++作为实现目标）编译，再藉虚拟机引擎在浏览器内执行。
简单来说，Wasm 能让开发着使用除Javacript外的其他语言，开发出可以在浏览器或 Node.js 中运行的二进制应用。
Wasm 技术的优点
那么，我们为什么放着好好的 JS 不用，要用其他编程语言，通过Wasm来开发前段应用呢？Wasm 官网上列出了它的几个优点，其中比较重要的2个是：
- 性能：JS作为一种解释型语言，性能自然比不上以二进制形式提前编译好的 Wasm 应用
- 安全：Wasm 提供一个内存安全的沙箱运行时环境。与 JS 不同，Wasm 代码的运行时过程是不可见的
另外，从 Wasm 官网提供的Roadmap可以看出，绝大部分Wasm标准的API已经被当前主流浏览器(Chrome, Firefox, Safari)和 Node.js 所支持了，也就是说，现在主流的JavaScript运行时环境都已支持Wasm。
当前支持编译为Wasm二进制的编程语言有：C/C++, Rust, AssemblyScript(一种类 TypeScript 的、专门编写 Wasm 的语言)、C#、Go等(具体名单)。
Wasm 技术的缺点
这么说，Wasm 技术完全超越了 JavaScript 吗？当然不是，目前Wasm也有以下这些缺点：
- Wasm 应用的运行时内存与JS隔离，因此开始运行前，需要将内存从JS运行时拷贝到 Wasm 运行时，运行结束后再从 Wasm 中拷贝到JS中，这中间的工作主要是通过“浇水代码”(glue code)实现的。Wasm 的运行时速度虽然优于 JavaScript，但内存拷贝却十分耗时
- Wasm 应用再开始使用前，需要县对应用进行二进制转化，再通过JS运行时（浏览器或 Node.js）提供的API加载到JS运行时中
- Wasm 技术当前还不成熟，各种生态尚需完善，开发体验有待提升
也就是说，Wasm 虽然运行速度比 JavaScript 更快，但如果开发着反复调用 Wasm 一个用，频繁出发耗时的内存拷贝操作的话，Wasm应用的运行速度可能比 JavaScript 还要慢。
小结
总结一下，Wasm 的特点是：
- 安全。Wasm 相比于 JavaScript，运行时内存不可见，执行更安全
- 内存拷贝操作慢。因此为了获得比JS更好的性能，应该尽量减少调用 Wasm 应用的次数
结合这些特点，我们认为加密算法非常适合 Wasm 应用：加密算法的计算量较大，对性能要求较高；并且加密算法可以通过一次输入，进行复杂计算后获得输出，调用次数较少；通过加密算法对运行时安全也有一定要求。
而在加密算法方面，npm 上已经又一款下载量非常大、基于JS开发的加密算法开源软件 crypto-js。crypto-js 支持主流的哈希算法(如 SHA-256, SHA-3, MD5等)、加密算法(AES, RC4等)以及一些编码和填充算法。因此，我们基于功能相对齐全的crypto-js，再结合Wasm技术，开发了 crypto-js-wasm。
crypto-js-wasm介绍
除了使用 Wasm 技术外，我们还按照 ES6 标准重写了 crypto-js，并加上了 jest 测试、大宝等内容。当前，crypto-js-wasm 再 npm 上已经发布了 1.0.0版本，支持crypto-js 已有的全部API接口。
安装
通过npm命令便可以安装crypto-js-wasm:
npm install @originjs/crypto-js-wasm使用
由于 Wasm 技术的限制(前文有介绍)，与 crypto-js 不同，在使用 crypto-js-wasm 某个算法前，需要异步加载一次对应的 Wasm 二进制(一次即可)，或者也可以直接调用一次我们提供的 loadAllWasm 加载所有算法的 Wasm 二进制：
import CryptoJSW from 'crypto-js-wasm';
// (可选) 加载所有 wasm 文件
await CryptoJSW.loadAllWasm();
// 通过 Async/Await 语法调用
await CryptoJSW.MD5.loadWasm();
const rstMD5 = CryptoJSW.MD5('message').toString();
console.log(rstMD5);
// 通过 Promise 语法调用
CryptoJSW.SHA256.loadWasm().then(() => {
const rstSHA256 = CryptoJSW.SHA256('message').toString();
console.log(rstSHA256);
})Benchmark
为了测试我们所写的 crypto-js-wasm 的性能，我们还专门开发了一个 Benchmark，方便在浏览器和 Node.js 中进行性能测试(下在源代码后在本地运行测试即可)；此外，也可以通过我们提供的 在线 Benchmark 直接在浏览器中进行性能测试。
在我们的测试设备上(台式机，i5-4590, 16 GB RAM, Windows 10 Version 21H2 (OSBuild 19044, 1466))，crypto-js-wasm 与 crypto-js 的性能表现对比如下：
Chrome
Firefox
Node.js
可以看到，crypto-js-wasm 在绝大部分场景下都有性能提升，并且在某些较复杂的算法上甚至可达到16倍以上的性能提升。
同时，获益于 Wasm 技术，crypto-js-wasm 的运行时内存不可见，一定程度上提升了加密算法的安全性(当然，目前内存还需要通过 JavaScript 编写的胶水代码进行交换，因此只是加密过程内存不可见，并非全过程内存不可见)。
总结
各位使用了 crypto-js，或者需要用到 JavaScript 加密算法的开发着们，欢迎尝试使用 crypto-js-wasm。
后续，我们还计划在 crypto-js-wasm 中，提供 RSA 等更复杂的加密算法，欢迎大家积极提交issue和PR！