IPFS更快、更安全、更开放,将为分布式永久网络铺平道路!
2022-01-18 16:41

在过去的几十年里,互联网给我们的生活带来了巨大变化,不少人从互联网中受益。

我们现在已经习惯了不断地获取信息,习惯了社交媒体使虚拟社区建设成为可能,习惯了电子商务网站提供的方便和便利。


所有这一切都是通过超文本传输协议(HTTP)实现的,该协议于1989年推出,旨在促进CERN研究人员之间的信息共享。


但是从Web 1.0的早期开始,在线内容已经发展了很多。那时,网页大多是静态的,很少有用户生成的内容或交互。


成长为Web 2.0景观转移到强调互操作性,以及参与式文化中可以看到大量的用户生成内容,可以发现在维基、博客、视频和图片分享网站、社交媒体平台,以及迎合流媒体服务的要求。


但这些高带宽超媒体的出现,以及来自物联网的潜在巨大数据流,正开始给互联网带来压力,促使一些人寻找替代媒体。


图片

图左一 J.C.R. Licklider


IPFS:“更快、更安全、更开放”


构建下一代Web 3.0的一个有希望的候选是星际文件系统(IPFS),这是一种相对较新的超媒体协议和分散数据存储系统,它利用了点对点(p2p)网络架构。


IPFS这个具有科幻色彩的名字(全称:InterPlanetary File System/星际文件系统)是对美国计算机科学家J.C.R. Licklider在20世纪60年代关于“星际计算机网络”的思考的致敬。


IPFS最初是由美国计算机科学家和协议实验室的创始人Juan Benet在2014年开发的,目的是解决HTTP的一些缺点。


图片

图为 Juan Benet


Juan Benet的目标是创造一些最终可能成为“互联网新的主要子系统”的东西,同时也考虑到像支持区块链的分布式账本技术这样的新发展。


Protocol Labs的工程经理Mikeal Rogers解释说:“IPFS是一个去中心化的数据网络。世界上的任何人都可以在网络上提供数据,世界上的任何人都可以安全地从他们或其他人那里接收数据。”


IPFS过去是,现在仍然是作为Web 3.0的数据传输协议开发的。由于该协议是完全去中心化的,所有数据都是通过哈希来处理的,所以它非常适合区块链应用程序。因为它们需要处理大量的数据,而它们无法将这些数据放入链中。


作为IPFS基础的分散模型与运行HTTP的客户机-服务器模型形成了鲜明的对比。最初设计用于在web浏览器和web服务器之间传输信息,HTTP使用基于位置的寻址,允许用户访问存储在集中服务器上的数据。


虽然这简化了数据的管理和分发,但效率不是很高。这是因为当你点击一个网站时,你的浏览器必须直接连接到托管该网站的服务器。


图片


对于较大的音频和视频文件,它可能会占用大量带宽,甚至相当昂贵,特别是当源服务器位于很远的地方时。浏览或下载热门内容也会导致网络拥塞。


HTTP还存在潜在的隐私和安全问题:任何控制服务器的人都可以访问或修改数据,或者通过黑客的分布式拒绝服务(DDoS)攻击使数据无法访问。


相比之下,IPFS使用基于内容的寻址,从而可以验证内容并将其与远程服务器分离,并将其存储在离用户更近的地方。


它通过使用内容标识符(cid)或“标签”来实现这一点,这些标识符用于指向IPFS中的材料。


cid是根据内容的加密散列生成的,或者是使用数学算法接受任意输入并返回固定长度值的函数。


图片


Rogers说:“当你将数据放入IPFS时,它可以通过散列地址或CID获得。”


“世界上的任何人都可以获取这个地址,将其输入自己的电脑,并检索数据。就像世界上任何人都可以在浏览器中输入URL并检索它一样,任何拥有CID的人都可以检索IPFS网络中可用的数据。”


内容中的任何差异都会导致不同的CID,而添加到不同IPFS节点的相同内容仍然会产生相同的CID,这意味着用户可以轻松地验证数据的完整性。


除了提供去中心化的内容存储和验证,IPFS还可以用于构建和托管去中心化的应用程序(DApps),即后端代码在点对点网络上运行的开源计算机应用程序。


“使用CID,你正在寻找的数据的哈希值在地址中,因此你可以从任何地方获得数据,因为你可以通过比较哈希值来验证数据是否正确,” Rogers补充道。


“这让你可以拥有一个去中心化的“去信任”网络,因为你可以从任何地方和任何人检索数据,你可以加密验证数据的正确性。”


此外,IPFS的内容寻址比HTTP的基于位置的寻址更有效,因为可以从网络中最近的节点检索数据,而不是从远程服务器。


这种配置还意味着,即使一个节点宕掉,仍然可以从其他节点检索整个节点的内容。即使部分网络出现故障,数据仍然存在,这在大规模中断或审查运动期间可能会发生。


左至右:中心化、去中心化以及分布式网络结构

图片


要在IPFS网络上访问或存储内容,必须安装软件并运行IPFS节点。要在不安装软件的情况下通过HTTP访问IPFS,需要使用网关。


例如IPFS公共网关或Cloudflare管理的分布式Web网关。这些网关中的任何一个都允许用户从网络中的任何人那里检索内容。


去中心化应用程序:DApp


除了提供去中心化的内容存储和验证,IPFS还可以用于构建和托管去中心化应用程序(DApps)。


DApps是一种后端代码在点对点网络上运行的开源计算机应用程序。一些DApp有自己的区块链,比如比特币,而其他DApp在现有的区块链上运行,并生成自己的代币。


DApps的范围包括数字资产交换、游戏和社交媒体平台。


图片


Rogers指出:“这些都是利用链下数据的DApps的例子,而这正是IPFS的优势所在。”


“任何时候,当你想要引用去中心化系统中的数据时,比如DApp,你都应该使用IPFS。你可能应该使用一个网关来在浏览器中读取数据,因为p2p协议仍然在进入浏览器。


但你在区块链中放入交易的数据引用应该始终使用IPFS地址,这样你就可以在任何内容寻址网络的任何地方查找数据,无论是IPFS还是未来的网络,因为地址不会将你锁定在IPFS或任何特定协议中。”


图片


DApps的另一个引人注目的用例是不可替代令牌(nft)的创建、分发和存储,NFT实质上是存储在区块链上的唯一加密资产。


与法定货币不同,NFTs就像现实生活中的无价收藏品一样,其价值源于它们不能以等价的价格进行交换或交易,而且由于区块链技术,它们的真实性和所有权历史(或出处)很容易验证。


NFTs可以是数字艺术品、推文,甚至是可收集的角色(比如CryptoKitties的虚拟猫)。所有这些数字收藏品都需要存储在某个地方,这就是像IPFS这样的去中心化系统的作用所在。


图片


Rogers说:“特别是对于NFT,我们已经更进一步,建立了一项服务,可以在NFT中无限期免费存储NFT数据。”


新的“去信任”网络


那么IPFS在未来会补充甚至取代HTTP吗?


也许会,但可以肯定的是,网络的发展轨迹将很快超过当前的协议。与此同时,随着越来越多的用户、开发人员和公司采用IPFS,它仍在不断完善中。


图片


“IPFS是通用的,几乎没有存储限制。”


Neocities创始人凯尔·德雷克(Kyle Drake)在一篇博客文章中宣布,他的公司决定成为第一个实施IPFS的主要网站。


“它可以处理大小文件。它自动将较大的文件分解为较小的块,允许IPFS节点从一个服务器(如HTTP)下载(或流)文件,而是同时从数百个服务器下载。


IPFS网络变成了细粒度的、无信任的、分布式的、易于联合的内容分发网络(CDN)。


这对几乎所有涉及数据的事情都很有用:图像、视频流、分布式数据库、整个操作系统、区块链、8英寸软盘的备份,以及对我们来说最重要的静态网站。”


图片


最终,IPFS背后的这些核心概念可能是构建分布式、永久网络的一种解决方案。


它是我们现在使用过时的协议(如HTTP)所达到的脆弱和超集中化系统的一个可能的替代方案,而且可能是针对不确定未来的一种有用的对冲。


罗杰斯说:“我们协议实验室的部分任务是建立长期造福人类的技术。”


“人类文化的很大一部分已经发生在网上,但是在Instagram这样的封闭平台上。分散媒体共享的数据原语——比如nft——最终可能会取代Instagram这样的封闭平台。


我们认为这些数据需要无限期地保存:


“它是我们作为一个物种记录历史的一部分,我们很高兴能够为人类文化提供长期有保证的持久性。”


声明:本文由入驻IPFS元宇宙社区的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表IPFS元宇宙社区的立场。