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比特池塘 区块链前沿 正文

站在 Web3.0 理解 IPFS 是什么

AASSBB
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尽管网络上,已经有不少文章讨论 IPFS,不过真正讲明白 IPFS 想做什么的很少,文本尝试站在未来 Web3.0 的高度来看看 IPFS 究竟用来解决什么问题。) K1 Y# i  A9 Q: w4 W
DApp 的缺陷, s, d+ @0 c6 M) x; l5 @1 i9 I" Y0 K
对区块链有所了解的同学,知道区块链维护的是一个中立的(去中心)、共同信任、难以篡改的数据库、智能合约创造的是一个完全透明(不被干扰)的运行规则,因此可以解决信任问题。
- ?, h. [0 {( o* [一切看起来很美好,我们可以开发去中心化应用 DApp 解决信任问题,由此也确实产生了很多的博彩类 DApp 游戏。1 c- m5 P7 U  i" Z
细心的同学,也许会发现一个问题,虽然 DApp 的后台逻辑(智能合约)是在无中心的节点上运行的透明的规则,但是我们看到内容却来自于一台无信任的中心化服务器。% d# \% _, o" P. k
这是由当前互联网规则 - 超文本媒体传输协议(HTTP)决定的,简单来讲,在这个协议下,当我们在浏览器输入一个网址时,总是会先找到这个网址(域名)对应的服务器 IP 地址,然后请求服务器,并把服务器的响应显示在浏览器。% C; T8 M* ]1 I7 x$ l
这种方式下文件能否访问,完全取决于服务器,服务器也许会关闭、内容获取被篡改或删除,对用户都无法保证。我自己看到好内容把网页收藏的习惯,经常会出现过一段时间再去访问的时候,页面已经不存在了。
- D7 W3 \2 [7 C% ]IPFS 想要做什么
' C) w$ y4 d0 W( ]! f% x% |IPFS - InterPlanetary File System 星际文件系统,多数人谈到 IPFS 都只讲到它的去中心化存储,其实 IPFS 想要做的远不只存储,其目标是取代 HTTP,成为 Web3.0 时代的基础协议。我们从其官网对 IPFS 的定义就可以看到其雄心。
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尽管 Web3.0 目前没有明确定义,从 2014 年以太坊联合创始人 Gavin Wood 提出分布式网络的 Web3.0 概念开始,业界普遍认为 Web3.0 特征应该是 分布式、可信任。
0 S" l% _1 @5 b- u, Z
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在官网的有这样两个描述:
! V& d9 j/ c4 L% G7 @IPFS is the Distributed Web
; p& {. ~* m, _; w3 n! f7 V) }A peer-to-peer hypermedia protocol to make the web faster, safer, and more open.
' l: {4 C, M, mIPFS aims to replace HTTP and build a better web for all of us.6 r2 H8 I  v7 c' H2 Y" C9 }  f$ [
翻译过来就是: 1. IPFS 是分布式 Web,是点对点的超媒体协议,以构建更快、更安全、更开放的网络。 2. IPFS 旨在取代 HTTP,为我们构建一个更好的 web。7 r' Y' K+ A( A4 H" E: W6 B, [
当然,要完全取代 HTTP 还有一段路要走,最大的坎是怎样让??主流的浏览器支持 IPFS 协议,??现在是通过 HTTP 网关的方式访问 IPFS 网上面存在的文件。3 {7 G7 O: J4 u( y' L
未来 IPFS 能取代 Http 的话?就是通过网络浏览器里直接输入 ipfs://文件hash 访问内容,??目前这种方式访问 IPFS 必须依靠浏览器插件 ipfs 伴侣, 并且这个插件的使用不广泛。
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注意,这里提到的浏览器,只是沿用这个名词,Web3.0 的浏览器也许不叫浏览器, 它更可能是数字钱包和浏览器的组合体,现在浏览器上发起交易也同样需要依靠钱包插件进行签名。所以这样一个形态的产品也是大家的机会,这是一个全新的超大入口级产品。! }! N; z6 E3 E$ ~; v5 [* f
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即未来期望的访问方式是这样的:/ s' L  J8 M- ~; s* [
ipfs://Qme2qNy61yLj9hzDm4VN6HDEkCmksycgSEM33k4eHCgaVu% l4 A' P' D2 I/ ?
而现在通过网关访问是这样的:
1 r0 F. c- P  g9 B7 m: ~http://127.0.0.1:8080/ipfs/Qme2qNy61yLj9hzDm4VN6HDEkCmksycgSEM33k4eHCgaVu
5 H7 G- D5 ^5 u9 @, p' O$ b# c+ Jhttps://ipfs.io/ipfs/Qme2qNy61yLj9hzDm4VN6HDEkCmksycgSEM33k4eHCgaVu6 }  ^0 b3 p8 d# ]4 A4 }- E
IPFS 是怎么做的
$ L! Z& y/ v* G& p$ MIPFS 是一种内容可寻址、版本化、点对点超媒体的分布式存储、传输协议。; A6 e# C) L9 `" J3 l
我们知道在现在的网络服务里,内容是基于位置(IP)寻址的,就是在查找内容的时候,需要先找到内容所在的服务器(根据 IP),然后再在服务器上找对应的内容。/ Z$ t: r, c' O: }7 D
而在 IPFS 的网络里,是根据内容寻址,每一个??上传到 IPFS 上面去的文件、文件夹,都是以 Qm 为开头字母的哈希值,无需知道文件存储在哪里,通过哈希值就能够找到这个文件,这种方式叫内容寻址。
! a9 U3 a  V6 l1 x1 k工作原理
" l/ M6 U) d2 O在 IPFS 系统中,内容会分块存放(如果内容很小就会直接存在 DHT 中),并分散存储在 IPFS 网络中的节点上(不过目前的 IPFS 实现,一个节点会完整保存内容的所有区块)。系统会给内容的每一个块计算哈希值,然后把所有块的哈希值拼凑起来,再计算一次哈希值,从而得到最终的哈希值。同时每个节点会维护一张 DHT(分布式哈希表),包含数据块与目标节点的映射关系。5 I) L9 T: m2 ?1 N
在 IPFS 中是通过哈希去请求文件的,它就会使用这个分布式哈希表找到文件所在的节点,取回文件根据哈希重新组合文件(同样也会验证文件)。
; z0 B( X' j- \IPFS 的特点
1 B3 s$ i; B  U& M. A* r% m/ s根据前面的原理,我们可以推倒出 IPFS 的几个特点:( v2 w4 U/ z# x- d
当我们知道一个文件的哈希值之后,可以确保文件不被修改, 即可以确保访问的文件是没有被篡改的。因为根据哈希的特点,哪怕源文件有一丁点的更改,对应的哈希值也会完全不同。
* _# s8 d; @. [, S/ a; g(理论上) 如果 IPFS 得以普及,节点数达到一定规模,内容将永久保存,就算部分节点离线,也不会影响文件的读取,不像现在的收藏会失效。
7 U8 z4 _4 O8 ]由于 IPFS 是一个统一的网络,只要文件在网络中被存储过,除了必要的冗余备份,文件不会被重复存储,对比现有互联网,信息孤岛,各中心间不共享数据,数据不的不重复存储,IPFS 一定意义上节约了空间,使得整个网络带宽消耗更低,网络更加高效。
3 W( r+ G% y' }% I相对于中心化存储的容易遭受 DDOS 攻击,IPFS 采用分布式存储网络,文件被存储在不同的网络节点,天然避免了 DDOS 攻击,同时一个文件可以同时从多个节点同时下载,通信的效率也会更高。6 X5 X: K( |% J# F( Y* W
IPNS
$ @0 h3 k1 W3 z; e1 t在 IPFS 中,一个文件的哈希值完全取决于其内容,修改它的内容,其相应的 Hash 值也会发生改变。这样有一个优点是保证文件的不可篡改,提高数据的安全性。+ @" `* I5 z+ a2 T9 h
但同时我们在开发应用(如网站)时,经常需要更新内容发布新版本,如果每次都让用户每次在浏览器中输入不同的 IPFS 地址来访问更新后内容的网页,这个体验肯定是无法接受的。
* {1 e# t( Z  gIPFS 提供了一个解决方案 IPNS (Inter-Planetary Naming System),他提供了一个被私钥限定的 IPNS 哈希 ID(通常是 PeerID),其用来指向具体 IPFS 文件哈希,当有新的内容更新时,就可以更新 IPNS 哈希 ID 的指向。
  b( W& l2 ^7 b为了方便大家理解,做一个类比,和 DNS 类似, DNS 记录了域名指向的 IP 地址, 如果服务器更改,我们可以更改 DNS 域名指向,保证域名指向最新的服务器。% U1 U* X) h* w/ {
IPNS 则是用一个哈希 ID 指向一个真实内容文件的 Hash,文件更新这更改哈希 ID 的指向,当然更新指向需要有哈希 ID 对应的私钥。
9 H* ]/ E2 U( E5 I; [通过 IPNS 访问文件的方式如下:
# v5 A+ T* `  r4 i, g- Y利用插件访问:ipns://QmYM36s4ut2TiufVvVUABSVWmx8VvmDU7xKUiVeswBuTva+ T# ]! c" p7 e+ d# c0 H/ ~
利用网关访问: http://127.0.0.1:8080/ipns/QmYM36s4ut2TiufVvVUABSVWmx8VvmDU7xKUiVeswBuTva# s' \2 p9 K7 C* i3 c, M
IPNS 同样兼容 DNS,使用 DNS TXT 记录域名对应的 IPNS 哈希 ID,就可以域名来替换 IPNS 哈希 ID 来进行访问。从而实现更容易读写和记忆。
5 E4 e7 A8 ?! _% b例如使用以下方式简化访问:
! p+ O8 ~6 O5 z5 @2 ~$ Ripns://ipfs.io( P" b. @% p' u& }
https://ipfs.io/ipns/ipfs.io/4 ~+ U9 i8 ^7 M( l6 U
IPFS/IPNS 如果使用,将在后面的文章进一步介绍。# h0 }' x2 D7 t6 l) Y! P2 B
小结: D9 U$ B8 y0 H
IPFS 是一项非常激动人心的技术,尽管它仍在发展的早期(区块链也是),还有很多问题需要我们一起解决,如 NAT 穿透问题,浏览器支持问题,内容存储激励问题,存储数据安全与隐私保护问题。
3 G; [4 l5 ?/ {, j) P: e& Z* I但是通过 IPFS + 区块链将真正创建 Web3.0 时代的应用,这是一个完全可信的、自运转(不停机)的应用,它可以做什么我不知道,我对未来充满期待。
8 _0 `, }0 [# c# H$ a4 h转自深入浅出区块链
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