IPFS技術(shù)到底是什么？

IPFS是什么？

IPFS星際文件系統（InterPlanetaryFile System），是一種基于區塊鏈技術(shù)的媒體協(xié)議，用分布式儲存和內容尋址技術(shù)，把點(diǎn)對點(diǎn)的單點(diǎn)傳輸改變成P2P（多點(diǎn)對多點(diǎn)）的傳輸。IPFS協(xié)議的目標是取代傳統的HTTP協(xié)議，打造一個(gè)更加開(kāi)放、快速、安全的互聯(lián)網(wǎng)。

IPFS是如何運作的？

星際文件系統，聽(tīng)起來(lái)很酷炫，那它是如何實(shí)現分布式網(wǎng)絡(luò )的呢？首先你需要了解，我們現在是如何從網(wǎng)上獲取內容的。假設你想從網(wǎng)上下載一部電影，你需要告訴電腦去哪里找這部電影，也就是其所在的IP地址或域名——這就叫’地址尋址’。

但如果這個(gè)地址不存在了，也就是說(shuō)服務(wù)器關(guān)閉了，你就無(wú)法獲取那部電影了。不過(guò)很可能之前有人已經(jīng)下載過(guò)，并且在他的電腦中仍然保存著(zhù)備份，可你的電腦卻無(wú)法從那個(gè)人那里獲得該備份。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，IPFS把“地址尋址”改為“內容尋址”。這樣一來(lái)，你不用再告訴電腦去哪里尋找資源，而只需告訴它你想要什么資源。怎么做到這一點(diǎn)呢？

在IPFS的文件系統中，每個(gè)文件將會(huì )根據內容生成一個(gè)哈希值，在IPFS中的文件將根據這個(gè)哈希值來(lái)進(jìn)行索引。并且提前檢驗這個(gè)哈希值是否已經(jīng)被存儲過(guò)。如果被存儲過(guò)，直接從其它節點(diǎn)讀取它，不需要重復存儲，一定意義上節約了空間。

哈希算法

所以，如果小明之前下載過(guò)這部電影，過(guò)程中啟動(dòng)了IPFS節點(diǎn)，這個(gè)視頻文件被加入到IPFS網(wǎng)絡(luò )中。他會(huì )得到一個(gè)哈希值，同時(shí)發(fā)布到公共網(wǎng)關(guān)。

當你下載這部電影時(shí)，本地節點(diǎn)將被啟動(dòng)，對該網(wǎng)關(guān)發(fā)一個(gè)尋址的請求，IPFS自動(dòng)索引分布式哈希表的哈希值，找到所對應的節點(diǎn)列表。

大的文件會(huì )通過(guò)特殊的加密算法分割成若干小份，然后再分散存儲到世界各地礦工們的存儲器里。它們中的一部分可能就在你自己的存儲器中，也可能被存儲在地球另一端。

擔心這個(gè)電影文件被修改過(guò)？那是不可能的。IPFS中的容錯機制，會(huì )保證數據被復制了足夠多的數量，并存放在不同的地區，即使某一個(gè)地區的數據因為特殊情況完全被毀，通過(guò)其他地區的備份也可以完全恢復，這就保證了IPFS上數據的安全。

IPFS把這些節點(diǎn)列表全部并行抓取，最后由本地的節點(diǎn)拼成完整的文件。并行的速度是遠遠大于直接下載完整文件的速度，這樣很快就能在本地電腦上看到電影，還可以繼續分享給其他人。

IPFS有什么優(yōu)勢？

看到這里，感覺(jué)IPFS就是利于下載文件？這樣想的話(huà)，誤會(huì )就大了，IPFS將來(lái)會(huì )逐步取代HTTP，相比之下，IPFS的優(yōu)勢不止于此。

眾所周知，如今的互聯(lián)網(wǎng)是建立在HTTP協(xié)議上的，HTTP協(xié)議是用于從網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器傳輸超文本到本地瀏覽器的傳送協(xié)議。如上文所講，當你訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)頁(yè)時(shí)，系統會(huì )啟動(dòng)地址尋址。

不可否認的是，HTTP協(xié)議是個(gè)偉大的發(fā)明，讓我們的互聯(lián)網(wǎng)得以快速發(fā)展。但是隨著(zhù)互聯(lián)網(wǎng)持續爆炸式增長(cháng)，它的缺陷在規?；瘮U散過(guò)程中變得越發(fā)明顯，和HTTP相比，IPFS的優(yōu)勢非常明顯。

效率更高

使用HTTP協(xié)議每次需要從中心化的服務(wù)器下載完整的文件(網(wǎng)頁(yè)、視頻、圖片等)，速度慢，效率低。

IPFS采用P2P網(wǎng)絡(luò )拓撲，用這種方式下載全網(wǎng)域的計算機都可以成為存儲節點(diǎn)，就近分布式存儲大大提高了網(wǎng)絡(luò )效率。

成本更低

HTTP基于中心化存儲，中心化數據庫一旦遭受ddos攻擊，或遭受不可抗力損害，所有數據將全部丟失，而且服務(wù)器也需要很高的運行成本。

IPFS的出現改變了數據存儲形式，極大地降低服務(wù)器存儲成本，也降低了服務(wù)器的帶寬成本。安全性更強

HTTP協(xié)議過(guò)于中心化，會(huì )導致互聯(lián)網(wǎng)應用高度依賴(lài)主干網(wǎng)，所以機房需要24小時(shí)處于開(kāi)機狀態(tài)。

主干網(wǎng)還受制于諸多因素的影響，如戰爭、自然災害、互聯(lián)網(wǎng)管制等等，一旦受到影響，就會(huì )使我們的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)中斷。而IPFS可以使互聯(lián)網(wǎng)應用極大地降低對主干網(wǎng)的依賴(lài)。

永久保存

我們都見(jiàn)過(guò)“404 Page Not Found”這種常見(jiàn)錯誤。這表示，你尋找的頁(yè)面不存在。造成這種錯誤的原因有兩種：服務(wù)器上的文件被永久性地刪除了，或者是服務(wù)器被關(guān)閉了。這意味著(zhù)你尋找的網(wǎng)頁(yè)已經(jīng)永遠地從互聯(lián)網(wǎng)中消失了（除非你提前做好了備份）。

HTTP的頁(yè)面平均生存周期大約只有100天，Web文件經(jīng)常被刪除(由于存儲成本太高)，無(wú)法永久保存。IPFS提供了文件的歷史版本回溯功能，可以很容易地查看文件的歷史版本，數據可以得到永久保存。

總而言之，HTTP協(xié)議作為互聯(lián)網(wǎng)底層通訊協(xié)議，基于中心化網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器，經(jīng)過(guò)這么多年發(fā)展，劣勢逐漸顯現出來(lái)。

如今，顛覆互聯(lián)網(wǎng)底層技術(shù)的IPFS協(xié)議正被委以重任，來(lái)改變中心化、高成本、低效率、不夠安全可靠的互聯(lián)網(wǎng)。

IPFS的應用場(chǎng)景？

既然IPFS這么神通廣大，你是不是很好奇：跟我有什么關(guān)系？現在，跟工業(yè)君一起開(kāi)開(kāi)腦洞，看看IPFS已經(jīng)上線(xiàn)的項目，感受一下IPFS的強大能量。

1社交網(wǎng)絡(luò )AKASHA

AKASHA是一個(gè)去中心化的社交網(wǎng)絡(luò )。是以太坊創(chuàng )始人和IPFS創(chuàng )始人共同擔任顧問(wèn)的一個(gè)項目。以太坊提供了身份系統、微支付等支持，IPFS提供了內容存儲、分發(fā)等支持。

用戶(hù)創(chuàng )作的內容通過(guò)IPFS網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行發(fā)布，同時(shí)綁定了以太坊的錢(qián)包，用戶(hù)可以對優(yōu)質(zhì)內容進(jìn)行打賞，內容收益直接歸創(chuàng )作者所有，沒(méi)有中間商。作為一個(gè)去中心化的應用程序，AKASHA部署了由以太坊和IPFS融合而誕生的下一代信息架構。

2照片備份Textile

照片沒(méi)有備份，手機壞掉后所有照片付之一炬，是不是心痛不已？Textile能幫你解決這個(gè)問(wèn)題。Textile是一款開(kāi)源照片備份手機軟件，支持在設備上整理照片或遠程備份照片。

用戶(hù)上傳的照片全部存儲在IPFS分布式存儲網(wǎng)絡(luò )中，旨在永久保存，且每個(gè)用戶(hù)都會(huì )獲得安全私鑰，每張照片都經(jīng)過(guò)私鑰加密，不用擔心照片丟失，更不會(huì )出現當年照片泄漏。Textile就是你的照片數字錢(qián)包。

3全球自由買(mǎi)賣(mài)市場(chǎng)Openbazaar

Openbazaar是一個(gè)全球自由買(mǎi)賣(mài)市場(chǎng)。它采用加密學(xué)做仲裁擔保，信任來(lái)自于數學(xué)，而不是人。它沒(méi)有中心服務(wù)器，靠的是分布式節點(diǎn)自動(dòng)維護。

眾多集市上的商店在沒(méi)有用戶(hù)上線(xiàn)的情況下，也可以在主機上就被運行。以前必須同時(shí)登陸才可以交易，現在利用IPFS相當于實(shí)現了離線(xiàn)店鋪。

目前這款軟件已經(jīng)在30多個(gè)國家使用，能在上面購買(mǎi)到各個(gè)國家的音樂(lè )、游戲、食品、飲料、衣服、藝術(shù)、珠寶等等。OpenBazaar利用IPFS的強大功能創(chuàng )造了一個(gè)完全免費的電子商務(wù)。

結語(yǔ)

作為一種快速發(fā)展的新技術(shù)，IPFS目前的應用項目已超過(guò)數百個(gè)，并一直保持著(zhù)快速的增長(cháng)。隨著(zhù)IPFS應用的落地，它的優(yōu)勢逐漸呈現在大眾面前，不難發(fā)現這個(gè)新技術(shù)確實(shí)從多方面改變著(zhù)人們的生活方式。

人類(lèi)不會(huì )停止向前的步伐，創(chuàng )新和發(fā)明持續不斷地影響著(zhù)我們的生活，智能手機、物流機器人、自動(dòng)駕駛、3D仿生技術(shù)等新興科技，都在從內而外地改變著(zhù)人類(lèi)的生活，影響著(zhù)地球的未來(lái)。

科學(xué)技術(shù)不僅僅是一種單純的硬件或軟件，也不僅僅是一項又一項科學(xué)工程，它代表的是人類(lèi)一直存在的、不斷進(jìn)化的對改造世界和建設未來(lái)的能力與決心。

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