ブラウザ外のWasm（WASI）

WASIとは？

WASI（WebAssembly System Interface）は、Wasmをブラウザ外で実行できるようにします — サーバー、エッジネットワーク、IoTデバイス、CLIツールで動作します。ブラウザが必要としないシステム機能（ファイルI/O、ネットワーキングなど）への標準化されたAPIを提供します。

ブラウザWasm                     WASI Wasm
┌───────────────┐               ┌───────────────┐
│ Web API       │               │ システムAPI    │
│ (DOM, Canvas, │               │ (ファイル, Net,│
│  Fetch等)     │               │  Env, Clock)  │
├───────────────┤               ├───────────────┤
│ Wasmランタイム │               │ Wasmランタイム │
│ (V8, Spider-  │               │ (Wasmtime,    │
│  Monkey)      │               │  Wasmer)      │
└───────────────┘               └───────────────┘

2つのWasmターゲット

ターゲット	実行場所	API
wasm32-unknown-unknown	ブラウザ	web-sys経由のWeb API
wasm32-wasip1	サーバー/CLI	WASI（ファイル、環境変数、引数）

はじめ方

# WASIターゲットを追加
rustup target add wasm32-wasip1

# WASIランタイムをインストール
cargo install wasmtime-cli

# プロジェクトを作成
cargo new --bin my-wasi-app
cd my-wasi-app

// src/main.rs — ネイティブRustと同様にWASI上で動作
use std::fs;
use std::env;

fn main() {
    // コマンドライン引数
    let args: Vec<String> = env::args().collect();
    println!("Args: {:?}", args);

    // ファイルI/O（サンドボックス内）
    fs::write("output.txt", "Hello from WASI!").unwrap();
    let content = fs::read_to_string("output.txt").unwrap();
    println!("Read: {}", content);

    // 環境変数
    if let Ok(val) = env::var("MY_VAR") {
        println!("MY_VAR = {}", val);
    }
}

# ビルド
cargo build --target wasm32-wasip1 --release

# wasmtimeで実行（ファイルアクセスを許可）
wasmtime --dir=. ./target/wasm32-wasip1/release/my-wasi-app.wasm

ケーパビリティベースセキュリティ

WASIはサンドボックスモデルを採用しています — Wasmモジュールはデフォルトでアクセス権がありません。ケーパビリティを明示的に付与します:

# 何にもアクセスできない
wasmtime app.wasm

# カレントディレクトリへのアクセスを許可
wasmtime --dir=. app.wasm

# 特定のパスへのアクセスを許可
wasmtime --dir=/data::/app/data app.wasm

# 環境変数を許可
wasmtime --env MY_VAR=hello app.wasm

これはネイティブ実行ファイルよりも根本的に安全です — Wasmモジュールは明示的に許可しない限り、ファイル、ネットワーク、環境変数を読み取れません。

ユースケース

ユースケース	WASIを使う理由
エッジコンピューティング（Cloudflare Workers）	コールドスタート 1ms（コンテナは100ms）
プラグインシステム	アプリ内で信頼できないコードを安全に実行
CLIツール	一度書けばWasmランタイムのある任意のプラットフォームで実行
サーバーレス関数	コンテナより小さく、速く、安全
組み込み/IoT	極小のランタイムフットプリント（約5MB）

WASI vs ブラウザWasm

機能	ブラウザ	WASI
DOMアクセス	✓	✗
ファイルシステム	✗	✓（サンドボックス内）
ネットワークソケット	✗（Fetchのみ）	✓（サンドボックス内）
起動時間	~100ms	~1ms
サンドボックス	ブラウザサンドボックス	ケーパビリティベース

Cloudflare Workersの例

Cloudflare WorkersはWASI Wasmを実行できます:

// WASIにコンパイルされるシンプルなHTTPハンドラー
fn main() {
    let body = "Hello from Rust + WASI on Cloudflare!";
    println!("Content-Type: text/plain");
    println!("Content-Length: {}", body.len());
    println!();
    print!("{}", body);
}

未来: コンポーネントモデル

WASIはコンポーネントモデルに向けて進化しています — 型付きインターフェースをインポート/エクスポートできる、合成可能なWasmモジュールです（バイトだけでなく）。これにより以下が可能になります:

• Wasmモジュール同士の呼び出し
• 言語に依存しないインターフェース
• Wasmコンポーネント用のパッケージマネージャー

試してみよう

Run をクリックして、WASIのケーパビリティを確認しましょう。コードはWASIが提供するものとコンパイル方法を一覧表示します。ローカルで wasmtime を使って実行し、ファイルI/Oや環境変数の動作を確認してみてください。