ipfs到底是什么 简析ipfs到底是什么

IPFS（InterPlanetaryFileSystem）是一种点对点的分布式文件系统，它通过基于内容的地址来替代基于域名的地址，构建了一个去中心化的网络存储基础设施。与传统的HTTP协议相比，IPFS采用内容寻址的存储模型，依据内容生成地址，提供了高吞吐量的文件存储和传输能力。这一系统能够将所有具有相同文件系统的计算设备连接在一起，形成一个面向全球的分布式版本文件系统。

IPFS的核心技术原理

1.内容寻址机制

IPFS使用基于内容的地址而非基于域名的地址。当用户请求内容时，寻找的是存储在某地方的内容本身，而不是某个特定的服务器地址。系统通过验证内容的哈希来定位和获取数据，这种方式带来了更快速、安全、健壮和持久的网页访问体验。每个文件及其中的所有块都具有唯一的标识符，该标识符是加密哈希，这种机制不仅保证了内容的真实性，还实现了网络中的重复数据删除。

2.分布式存储架构

IPFS将每一台参与的电脑当作一个节点，存储在这上面的文件会使用哈希技术变成ContentIdentifier（CID）来代表该文件。文件被拆分成多个小块，分布式地存储在网络中的各个节点上。当用户需要访问文件时，系统使用P2P方式找到存储有对应文件块的节点，将数据取出并重新组合。

3.数据结构设计

IPFS主要通过默克尔树（MerkleDAG）数据结构来构建版本文件系统。这种数据架构使得节点之间的链接可以采用加密哈希的形式实现。协议的设计还提供了与Git类似的互联网历史版本功能，能够跟踪每个文件的版本历史记录。

IPFS与HTTP的对比分析

IPFS的核心优势在于它不存在单独的故障点，节点之间也不需要相互信任。这种去中心化的特性使得网页不会由于服务器故障或Web主机损坏而消失。

IPFS的工作机制详解

IPFS的工作方式结合了多种成熟技术的优点，可以看作是单个BitTorrent群在单个Git存储库中交换对象的组合。具体来说，它是Kademlia、BitTorrent和Git技术的融合，创建了互联网的分布式子系统。

当文件添加到IPFS网络时，系统会执行以下步骤：首先对文件进行哈希运算生成唯一的CID；然后将文件分割成多个小块；最后将这些块分布式地存储在网络中的多个节点上。当用户请求文件时，只需提供文件的CID，网络便会自动定位并检索存储在不同节点上的文件块。

IPFS的实际应用场景

1.分布式应用市场

OpenBazaar是IPFS的一个典型应用，它是一个去中心化的全球自由市场。与阿里巴巴等依赖第三方仲裁担保的平台不同，OpenBazaar使用密码学作为仲裁保证，信任来自数学而不是人。该平台没有中央服务器，依赖于分布式节点的自动维护。在集成IPFS后，OpenBazaar实现了离线商店功能，即使店主不在线，用户仍然可以访问店铺信息。

2.协作工具

PeerPad是一个基于IPFS和y.js的协作式实时编辑器。该工具不依赖任何第三方服务器，所有参与的节点都直接通信，展示了开发者如何利用IPFS构建无服务器、实时、离线优先的多人协作分布式应用程序。

3.数据永久存储

IPFS通过其分布式特性和内容寻址机制，确保了数据的永久可用性。这种特性对于学术研究、历史档案、法律文档等需要长期保存的数据尤为重要。

Filecoin：IPFS的激励机制

Filecoin是IPFS的激励层，它通过代币经济模型鼓励节点参与存储。与传统的区块链算力机制不同，Filecoin激励矿工投入更多的存储设备和网络带宽，而非单纯的计算资源。这种设计避免了计算资源的浪费和能源的过度消耗。

Filecoin系统自带了价值市场，包括存储市场（存储空间的购买和销售）与检索市场（流量的购买与销售）。项目的本质是共享经济，为全球更加有效地利用存储设备和网络、降低数据的存储和传输成本提供了可能。

IPFS的技术特点总结

1.去中心化：IPFS不依赖中心服务器，数据分布在全球节点上

2.内容寻址：通过内容哈希而非位置来识别数据

3.版本控制：提供完整的文件版本历史记录

4.抗审查性：难以对网络中的特定内容进行封锁或删除

5.高效传输：就近获取内容，减少网络延迟

6.数据持久性：内容不会因单个节点或服务器故障而丢失

IPFS与区块链的关系

虽然IPFS经常与区块链技术相提并论，但它们在技术架构和应用场景上存在差异。区块链主要关注交易记录和状态转换，而IPFS专注于分布式文件存储和传输。然而，两者可以很好地结合使用，IPFS为区块链应用提供了去中心化的存储解决方案。

FQA

1.IPFS与BitTorrent有什么区别？

IPFS是一个运用git分布式、去中心化存储且单一的BitTorrent群集，但它比传统的BitTorrent更加通用和灵活。IPFS提供了完整的文件系统抽象，支持目录结构、文件版本控制等高级功能，而BitTorrent主要专注于文件分发。

2.IPFS如何保证数据的安全性？

IPFS通过加密哈希来保证内容的完整性和真实性。由于数据是基于内容寻址的，任何对数据的篡改都会导致哈希值的变化，从而立即被检测出来。

3.IPFS是否能够完全取代HTTP？

IPFS的主要目标是对当前统领互联网的HTTP协议进行补充，甚至在某些场景下实现""。但目前来看，两者更可能长期共存，各自在适合的场景下发挥作用。

4.普通用户如何访问IPFS网络？

用户可以通过IPFS网关访问IPFS网络中的内容，这些网关充当了传统Web与IPFS网络之间的桥梁。

5.IPFS如何处理大量数据的存储？

IPFS将文件拆分成小块分布式存储，并通过Filecoin的激励机制鼓励节点提供存储空间，从而实现了大规模数据的分布式存储。

6.IPFS网络中的内容是否会永久保存？

IPFS网络中的内容只有在有节点持续存储的情况下才会保持可用。Filecoin的激励机制就是为了解决这个问题而设计的。

7.IPFS是否支持隐私保护？

IPFS提供了一定程度的匿名性，交易双方可以是匿名的，但具体隐私保护程度取决于使用方式和配置。

8.开发者如何基于IPFS构建应用？

开发者可以使用IPFS提供的API和工具集构建分布式应用，如PeerPad就是基于IPFS构建的协作编辑器示例。

IPFS作为下一代互联网基础设施的重要组成部分，正在逐步改变我们对数据存储和传输的认知。随着技术的不断成熟和应用场景的拓展，IPFS有望在构建更加开放、resilient和用户主导的网络环境中发挥关键作用。