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。* A8 w" y1 h, m% i( \' l
DApp 的缺陷
- v0 G: D1 q$ x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。
- g* U! B" I" e6 }6 `8 G- ^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。/ C! ^& W& m8 k& R: D5 K
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。7 d& L3 u* u# i* n6 D4 I
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。  c6 x5 o! d# K0 x6 c" K1 [# W
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。
0 @; ], i$ s' J7 T" P8 tIPFS 想要做什么' {6 \- q7 U0 o# x( J0 Q/ @
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。& x* r7 B- f' O; }% `

1 R0 u8 {" q/ _% O: s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。
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在官网的有这样两个描述：$ d4 F" y) U1 _; M4 F' J: B. h1 t
IPFS is the Distributed Web
) b* p. Y# M% O+ JA peer-to-peer hypermedia protocol to make the web faster, safer, and more open.( \- `) C' H6 g( k5 }3 Q
IPFS aims to replace HTTP and build a better web for all of us.  l9 H3 c$ C. m4 n9 w( q6 M, J; E
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。
5 Q$ |; @* i' s. K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。$ T6 V: I0 i" d3 ]' c- n6 ]' X$ \$ ~
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。9 V2 U  H9 o4 S9 c& E0 Q2 C  D3 u

" e/ m+ t! {/ g1 U4 `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。
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即未来期望的访问方式是这样的：, @% E( U& P( p/ ^7 I2 ?) b6 U
ipfs://Qme2qNy61yLj9hzDm4VN6HDEkCmksycgSEM33k4eHCgaVu/ g; A+ ^3 @) B/ P  E5 R3 p- c1 V
而现在通过网关访问是这样的：2 c$ p: _2 p8 n" m
http://127.0.0.1:8080/ipfs/Qme2qNy61yLj9hzDm4VN6HDEkCmksycgSEM33k4eHCgaVu
9 y7 \. X5 k4 T( O0 t# ~4 bhttps://ipfs.io/ipfs/Qme2qNy61yLj9hzDm4VN6HDEkCmksycgSEM33k4eHCgaVu7 \; f: `) n- K" B
IPFS 是怎么做的
" K( o$ }1 L1 p& B( IIPFS 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。
! N4 i3 w' h: g" O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。
" n& e$ _- A. R. {0 l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。; S5 N! E- v2 I' P; |3 L  y5 i% U
工作原理2 W( N& K/ t# `. \7 S, g) ]5 L
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。0 _7 j. R. Q0 `
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）。
/ z2 ]' @  m2 L$ y! Y; e* r" RIPFS 的特点8 n$ \2 |2 _; F6 Z  ]7 p4 c: e; E& k
根据前面的原理，我们可以推倒出 IPFS 的几个特点：8 f# G/ y1 F; \6 z* a9 p- v9 F
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。
4 t: q$ B9 X' G0 f, y' A# c) R4 l(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。3 p& x4 c  C! j0 O; [% }9 C5 \: O4 D& l
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。6 c( o# p& U+ a! p
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 D! ~4 i$ T0 a2 ?7 X
IPNS- q1 c6 E$ l# @6 N' P7 C
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。( G  D' o/ w) N
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。
! V# n/ ?' {/ ]4 O8 ?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。* d" d2 g$ K$ k  D2 o1 w! L
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。6 E0 p8 @2 {" M. X5 B
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。+ Z' `. [0 l' ]; P. J* T7 p
通过 IPNS 访问文件的方式如下：
  F* r+ c- l& X利用插件访问：ipns://QmYM36s4ut2TiufVvVUABSVWmx8VvmDU7xKUiVeswBuTva
  a; }0 C* w+ g0 F" ?/ C9 O% L+ {# c利用网关访问： http://127.0.0.1:8080/ipns/QmYM36s4ut2TiufVvVUABSVWmx8VvmDU7xKUiVeswBuTva
1 c2 i9 c, Y: f2 i+ K, c7 i# K: rIPNS 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。$ s0 M8 X! W# _9 g' I( f
例如使用以下方式简化访问：  s/ L" X; {, r2 a
ipns://ipfs.io) ^0 n/ |# Z5 w$ [  d* o( f
https://ipfs.io/ipns/ipfs.io/
/ `# W- \* x$ u* WIPFS/IPNS 如果使用，将在后面的文章进一步介绍。  A+ ]7 ]$ M; `% O# B
小结
; b( e- V7 t2 }. |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。
% f/ w& Q" }; z6 ]- b  J7 W4 g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。
; v/ U: D2 y) e9 l" t9 H: ~) m转自深入浅出区块链