站在 Web3.0 理解 IPFS 是什么
AASSBB
发表于 2023-1-1 11:21:41
107
0
0
DApp 的缺陷
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。
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。
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。4 E+ n7 m( i# l) F' y
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。+ `- N0 \: T1 Y x' b6 S6 k
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。
IPFS 想要做什么
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。7 V5 L. y0 f1 `4 ?' H1 v
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。
( d2 [, j' y5 x! Z8 q
在官网的有这样两个描述:! a0 P* H1 ~ z$ ?4 g, V8 V
IPFS is the Distributed Web
A peer-to-peer hypermedia protocol to make the web faster, safer, and more open.# Q, P% U6 ?/ Q
IPFS aims to replace HTTP and build a better web for all of us.; Z! N& x6 z4 L& {0 P/ }( d
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。8 `: ~8 q# O. q* y2 ]2 C* T v( Q
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。9 Q7 p! T6 \( s/ q& U8 p4 ]; [# i
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。& x' f" M& b7 f$ d1 I C; f) I' z
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。
7 L4 K2 c2 m/ _: i, e: S% p
即未来期望的访问方式是这样的:
ipfs://Qme2qNy61yLj9hzDm4VN6HDEkCmksycgSEM33k4eHCgaVu
而现在通过网关访问是这样的:( K7 q. V1 G' V V
http://127.0.0.1:8080/ipfs/Qme2qNy61yLj9hzDm4VN6HDEkCmksycgSEM33k4eHCgaVu
https://ipfs.io/ipfs/Qme2qNy61yLj9hzDm4VN6HDEkCmksycgSEM33k4eHCgaVu
IPFS 是怎么做的+ b# a" Y$ c7 @' C1 X- N
IPFS 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。
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。0 `% M- h1 ^3 Z
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。9 b) Z5 n# O9 |$ a% N+ v
工作原理0 |- f) ]: I+ g' e+ N) B
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。
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)。
IPFS 的特点
根据前面的原理,我们可以推倒出 IPFS 的几个特点:
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。
(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。 C6 a, }9 r! s5 }
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。; W% W9 f3 }* G3 S
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。
IPNS9 A3 y, y* _! O. ]' {2 W
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。+ U1 |6 ~! ^( I# f$ B
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。
IPFS 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。
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。9 y+ k/ ^% p2 f, @/ Y- }1 P" A. ^
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。
通过 IPNS 访问文件的方式如下:
利用插件访问:ipns://QmYM36s4ut2TiufVvVUABSVWmx8VvmDU7xKUiVeswBuTva) I+ {5 U& u9 X8 H" t
利用网关访问: http://127.0.0.1:8080/ipns/QmYM36s4ut2TiufVvVUABSVWmx8VvmDU7xKUiVeswBuTva
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。% t4 u& K2 d7 e( N0 X, A: I/ H" u
例如使用以下方式简化访问: G; Z, o1 M5 W& V9 V @
ipns://ipfs.io0 x9 M' x. l: B) |/ n
https://ipfs.io/ipns/ipfs.io/+ |2 L0 V: B# |. Q. X
IPFS/IPNS 如果使用,将在后面的文章进一步介绍。, ?: |* y. d; i0 i3 N" F8 P1 T
小结
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。
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。3 ?% \ Z- Y7 L% g7 D. m
转自深入浅出区块链
成为第一个吐槽的人