什么是IPFS？推荐一份学习指南

HTTP发明于1991年，1996年被web浏览器采用，它从根本上确定了数据信息如何在互联网上传输，以及浏览器应如何响应命令和服务器处理请求。

基本上，它是我们浏览web的底层协议，也是客户端-服务器模式的协议主干。

虽然HTTP为我们提供了我们今天所熟知的互联网，但它已经过时了，20多年后，由于互联网流量的大量增加以及由此产生的压力点被放大，普遍存在的问题越来越明显。

● 由于一次性的从单个服务器下载文件而导致的内容传递效率低下。

● 昂贵的带宽成本和文件复制导致存储膨胀。

● 服务器和提供商的日益集中导致了互联网审查的增加。

● 互联网信息的脆弱历史和网页的短暂寿命。

● 断断续续的连接，导致离线的持续扩大和缓慢的连接速度。

问题还在继续增加，在一个技术创新时代，一项20年以上的技术正在变得更加需要升级。而IPFS提供了Internet实现其真正潜力所需的分布式存储和文件系统。

在IPFS中，您不需要从单个服务器下载文件，而是要求网络中的对等节点提供文件的路径，这使得高容量数据分发具有高效性、历史版本控制、弹性网络和内容持久可用性的特点，这些内容通过加密哈希得到保护和验证，并分布在对等网络上。

那它是如何工作的呢？

基本上，IPFS是一个与我们今天所知的万维网相似的概念，但更像是一个在单个Git存储库中交换内容的单个BitTorrent群。文件通过基于BitTorrent的协议分发，重要的是，IPFS是Kodemila、BitTorrent和Git的一种组合，用于创建Internet的分布式子系统。

协议的设计提供了与Git类似的Internet的历史版本控制，每个完整文件和其分成的块都有一个唯一的标识符——加密哈希，通过网络删除重复项，跟踪每个文件的版本历史记录。这将形成持续可用的内容，其中网页不会因为服务器故障或web主机崩溃而消失。

IPFS的工作原理

通过这种机制可以保证内容的真实性，在查找文件时，实际上是要求网络在与该内容相关联的唯一标识符后面找到存储该内容的节点。

IPFS中节点之间的链接采用加密哈希的形式，它使用Merkle-DAG（有向无环图）数据体系结构，好处包括：

● 内容寻址–内容具有唯一的标识符，该标识符是文件的加密哈希。

● 不重复-具有相同内容的文件不能重复，只能存储一次。

● 防篡改-数据通过校验和进行验证，因此如果哈希值发生变化，那么IPFS将知道数据被篡改。

IPFS使用Merkle链接将文件结构相互链接，每个文件都可以使用一个名为IPNS的分散命名系统通过人类可读的名称找到。Merkle有向无环图的实现对协议的底层功能很重要。

每个节点只存储其感兴趣的内容，并对信息进行索引，以确定谁在存储。IPFS框架从根本上消除了中心化服务器向用户交付网站内容的需要。

最终，这个概念可能会将HTTP协议完全推到无关紧要的位置，并允许用户在本地、脱机地访问内容。用户将搜索唯一的标识符（加密哈希），从而使数百万台计算机能够将文件传递给您，而不仅仅是一台服务器，不像当前的互联网基础设施那样搜索服务器。

目前IPFS的主要实现方式与Python和Javascript的实现方式是一致的，它与Linux、MacOSX、Windows和FreeBSD兼容。作为一个开源和社区驱动的项目，您可以按照Github页面上的说明和文档进行贡献，或者操作自己的IPFS节点。

用例和影响

IPFS已经有了一些重要的用例，随着协议的不断发展，将会出现更多。IPFS为互联网提供新的分布式P2P架构有其复杂性，但在存储和带宽方面，从巨大成本节约到与分布式区块链网络的集成，所有方面都可以看到其好处。

● IPFS的分布式存储模型所带来的明显优势，适用于更高效的数据存储和不可变的持久性。

● 由于服务器宕机或HTTP链接链中断，网站将不再被降级为周期性404错误。此外，研究人员在效率方面也有显著的优势，特别是那些需要解析和分析非常大的数据集的研究人员。

● 随着大数据在现代科学中的普及，IPFS提供数据的快速性能和分布式归档将成为加速发展的关键。

● 服务提供商和内容创建者还可以大幅降低向客户交付大量数据的相关成本。这种模式的迭代受到带宽成本增加和数据提供商因对等协议而收费的阻碍。

● 此外，服务器的集中化导致黑客窥探、DDoS攻击流行率增加、ISP审查和数据非法交易。正如IPFS的创始人Juan Benet所说，“IPFS上的内容可以通过任何不受信任的中间人移动，而不会放弃对数据的控制或将其置于风险之中。”

● 最后，IPFS与区块链技术的集成似乎是一个完美的契合点。在区块链事务中使用IPFS，可以放置不可变的永久链接。时间戳保护您的数据，而不必实际将其存储在链上，这将减少区块链膨胀，并为安全的链外解决方案提供了一种方便的方法，以帮助区块链扩展。

总结

如您所见，IPFS是一个技术上和概念上都很复杂的协议，它的伟大愿景是要彻底改变互联网上的数据交换方式。

HTTP本身是成功的，帮助互联网达到了今天的宏伟阶段，但新技术正在出现，对改进互联网和构建分布式基础设施的需求已经提上日程。