IPFS是什么？

1 什么是IPFS

星際文件系統(InterPlanetary File System). IPFS 是一個(gè)分布式的web, 點(diǎn)到點(diǎn)超媒體協(xié)議. 可以讓我們的互聯(lián)網(wǎng)速度更快, 更加安全, 并且更加開(kāi)放. IPFS協(xié)議的目標是取代傳統的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議HTTP。

2 為什么有IPFS

眾所周知, 互聯(lián)網(wǎng)是建立在HTTP協(xié)議上的. 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.但是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展到了今天HTTP逐漸出來(lái)了不足.

HTTP的中心化是低效的, 并且成本很高

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. 如果改用P2P的方式下載, 可以節省近60%的帶寬. P2P將文件分割為小的塊, 從多個(gè)服務(wù)器同時(shí)下載, 速度非?？?

Web文件經(jīng)常被刪除

回想一下是不是經(jīng)常你收藏的某個(gè)頁(yè)面, 在使用的時(shí)候瀏覽器返回404(無(wú)法找到頁(yè)面), 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(就像git版本控制工具一樣), 可以很容易的查看文件的歷史版本, 數據可以得到永久保存

中心化限制了web的成長(cháng)

我們的現有互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)高度中心化的網(wǎng)絡(luò ). 互聯(lián)網(wǎng)是人類(lèi)的偉大發(fā)明, 也是科技創(chuàng )新的加速器. 各種管制將對這互聯(lián)網(wǎng)的功能造成威脅, 例如: 互聯(lián)網(wǎng)封鎖, 管制, 監控等等. 這些都源于互聯(lián)網(wǎng)的中心化.而分布式的IPFS可以克服這些web的缺點(diǎn).

互聯(lián)網(wǎng)應用高度依賴(lài)主干網(wǎng)

主干網(wǎng)受制于諸多因素的影響, 戰爭, 自然災害, 互聯(lián)網(wǎng)管制, 中心化服務(wù)器宕機等等, 都可能是我們的互聯(lián)網(wǎng)應用中斷服務(wù). IPFS可以是互聯(lián)網(wǎng)應用極大的降低互聯(lián)網(wǎng)應用對主干網(wǎng)的依賴(lài).

3 IPFS的目標

IPFS不僅僅是為了加速web. 而是為了最終取代HTTP協(xié)議, 使互聯(lián)網(wǎng)更加美好

4 IPFS包含哪些內容

IPFS是一個(gè)協(xié)議，類(lèi)似http協(xié)議

• 定義了基于內容的尋址文件系統
• 內容分發(fā)
• 使用的技術(shù)分布式哈希、p2p傳輸、版本管理系統

IPFS是一個(gè)文件系統

• 有文件夾和文件
• 可掛載文件系統

IPFS是一個(gè)web協(xié)議

• 可以像http那樣查看互聯(lián)網(wǎng)頁(yè)面
• 未來(lái)瀏覽器可以直接支持 ipfs:/ 或者 fs:/ 協(xié)議

IPFS是模塊化的協(xié)議

• 連接層：通過(guò)其他任何網(wǎng)絡(luò )協(xié)議連接
• 路由層：尋找定位文件所在位置
• 數據塊交換：采用BitTorrent技術(shù)

IPFS是一個(gè)p2p系統

• 世界范圍內的p2p文件傳輸網(wǎng)絡(luò )
• 分布式網(wǎng)絡(luò )結構
• 沒(méi)有單點(diǎn)失效問(wèn)題

IPFS天生是一個(gè)CDN

• 文件添加到IPFS網(wǎng)絡(luò )，將會(huì )在全世界進(jìn)行CDN加速
• bittorrent的帶寬管理

IPFS擁有命名服務(wù)

• IPNS：基于SFS（自認證系統）命名體系
• 可以和現有域名系統綁定

IPFS的的”宏偉”目標是取代HTTP, 那么先來(lái)看看IPFS是如何工作的?

1. IPFS為每一個(gè)文件分配一個(gè)獨一無(wú)二的哈希值(文件指紋: 根據文件的內容進(jìn)行創(chuàng )建), 即使是兩個(gè)文件內容只有1個(gè)比特的不相同, 其哈希值也是不相同的.所以IPFS是基于文件內容進(jìn)行尋址, 而不像傳統的HTTP協(xié)議一樣基于域名尋址.
2. IPFS在整個(gè)網(wǎng)絡(luò )范圍內去掉重復的文件, 并且為文件建立版本管理, 也就是說(shuō)每一個(gè)文件的變更歷史都將被記錄(這一點(diǎn)類(lèi)似版本控制工具git, svn等), 可以很容易個(gè)回到文件的歷史版本查看數據.
3. 當查詢(xún)文件的時(shí)候, IPFS網(wǎng)絡(luò )根據文件的哈希值(全網(wǎng)唯一)進(jìn)行查找. 由于每個(gè)文件的哈希值全網(wǎng)唯一, 查詢(xún)將很容易進(jìn)行.
4. 如果僅僅使用哈希值來(lái)區分文件的話(huà), 會(huì )給傳播造成困難, 因為哈希值不容易記憶, 就像ip地址一樣不容易記憶, 于是人類(lèi)發(fā)明的域名. IPFS利用IPNS將哈希值映射為容易記的名字
5. 每個(gè)節點(diǎn)除了存儲自己需要的數據, 還存儲了一張哈希表, 用來(lái)記錄文件存儲所在的位置. 用來(lái)進(jìn)行文件的查詢(xún)下載.

在上述內容中說(shuō)了 HTTP 及一些中心化服務(wù)器的缺點(diǎn)。那么問(wèn)題來(lái)了, IPFS是如何來(lái)解決這些缺點(diǎn)的?

1、下載速度快, 不再依賴(lài)主干網(wǎng), 中心化服務(wù)器

整個(gè)IPFS系統是一個(gè)分布式的文件存儲系統, 那么在下載相關(guān)數據的時(shí)候, 將從多個(gè)節點(diǎn)同時(shí)下載, 相比于HTTP從中心服務(wù)器的下載速度要快很多, 大家都用過(guò)P2P下載(比如: 迅雷, BitTorrent), IPFS下載過(guò)程跟這個(gè)類(lèi)似。

2、存儲空間變得非常便宜

由于IPFS使用的是區塊鏈技術(shù), 利用 Filecoin(為了的文章中會(huì )將如何獲取filecoin, 也就是挖礦)來(lái)激勵礦工分享自己的硬盤(pán), 并且IFPS從全網(wǎng)去掉了冗余存儲(從整個(gè)網(wǎng)絡(luò )空間考慮, 這將大大節省網(wǎng)絡(luò )存儲空間), 將來(lái)的IPFS存儲將會(huì )變得非常便宜(與我們現在的云盤(pán), 各種中心化的CND相比較)。

3、安全

中心化服務(wù)器目前很難抵擋ddos攻擊, 當大量的訪(fǎng)問(wèn)請求從四面八方涌來(lái), 中心化的服務(wù)器幾乎會(huì )在一瞬間癱瘓, 做過(guò)運維的同學(xué)應該深有感觸, 比如每年雙11, 不能睡覺(jué)的除了阿里, 騰訊的技術(shù)同學(xué), 還有整個(gè)銀行業(yè)的小朋友. 巨大的訪(fǎng)問(wèn)量隨時(shí)可能造成服務(wù)器宕機. IPFS天生就擁有抵擋這種攻擊的能力. 因為所有的訪(fǎng)問(wèn)將會(huì )被分散到不同的節點(diǎn). 甚至攻擊者自己也是節點(diǎn)之一. 某種程度上講, IPFS甚至能抵擋量子計算的攻擊。

4、開(kāi)放

眾所周知, 比特幣是一種去中心化, 匿名的數據貨幣, 這些特性使得比特幣無(wú)法被管制, 交易無(wú)法篡改. IPFS同樣, 由于是建立在去中心化的分布式網(wǎng)絡(luò )上的, 所以IFPS很難被中心化管理, 限制. 互聯(lián)網(wǎng)將更加開(kāi)放。

來(lái)源：知乎專(zhuān)欄IPFS指南