定制旅游哪个网站好用,宿州保洁公司哪家好,建筑图纸怎么看懂的最快 施工图,做外贸 网站邮箱申请#x1f98a;原文#xff1a;What is the InterPlanetary File System (IPFS), and how does it work? #x1f98a;写在前面#xff1a;本文属于搬运博客#xff0c;自己留存学习。 1 去中心化互联网
尽管万维网是一个全球性的网络#xff0c;但在数据存储方面#…原文What is the InterPlanetary File System (IPFS), and how does it work? 写在前面本文属于搬运博客自己留存学习。 1 去中心化互联网
尽管万维网是一个全球性的网络但在数据存储方面它仍然主要是集中式的。也就是说无论是物理的还是虚拟的服务器都存放在大型的「server farms服务器农场」或云平台上通常由一家公司拥有。要访问这些服务器上的信息用户必须建立一个超文本传输协议HTTP或超文本传输协议安全HTTPS连接到特定的服务器该服务器作为数据检索的集中点。
HTTP 作为互联网上传输文件的主要手段有其局限性。它仅适用于小文件因为其成本效益高并且无法充分利用创新的文件分发技术。同时新的挑战不断出现包括传输 peta 字节大小的数据集、管理高容量实时媒体流以及确保文件持久性。本质上每个问题都归结为需要以去中心化的方式提供更高的可用性和容纳更大文件的需求。
几种技术包括 镜像服务器 和 内容分发网络通过故意将内容存储在靠近最终用户的地方有效地将从 “源” 服务器到消费者的内容分发。然而重要的是要记住尽管采取了这些措施文件仍然只能在少数的几个区域被访问。
为了解决这些挑战已经开发出了星际文件系统IPFS。IPFS 是一种创新的 Web3 现象代表了一种去中心化网络实现是文件存储和检索的重大突破。IPFS 提供了一个充满希望的替代方案它赋予用户更大的控制权并提供了更加坚韧的互联网体验。 2 IPFS 是什么它是如何工作的
正如其名称所暗示的IPFS 协议旨在建立一个完全去中心化的系统能够在地方之间相互隔绝或相距甚远的地方运行比如星球之间。IPFS 是在 2015 年由计算机工程师 Juan Benet 提出的并由 Protocol Labs 团队维护该团队还创建了一个基于区块链技术的加密货币和协作数字存储及数据检索方法 —— Filecoin如下图所示 基本上IPFS 是一个点对点P2P分布式系统用于存储、访问和共享文件、网站、应用程序和数据。IPFS 建立在去中心化环境之上并采用了来自 torrents 的分布式和节省带宽的技术。 种子文件torrent file是由 BitTorrent 协议所定义的用于保存一组文件的元数据的文件扩展名一般为 “.torrent”。种子文件本质上是文本文件包含 Tracker 信息和文件信息两部分。Tracker 信息主要是需要用到的 Tracker 服务器的地址和针对 Tracker 服务器的设置文件信息是通过对目标文件的计算生成的计算结果根据 BitTorrent 协议内的 Bencode 规则进行编码。它的主要原理是将被下载文件虚拟分成大小相等的块块大小必须为 2 k 2k 2k 的整数次方由于是虚拟分块硬盘上并不产生各个块文件并把每个块的索引信息和 hash 验证码写入种子文件中。因此种子文件就是被下载文件的 “索引”。 2.1 去中心化
左图是中心化的「客户端 — 服务器」结构右图是去中心化的「点 — 点」结构
中心化网络与去中心化网络的关键区别在于数据是如何被标识和检索的。在中心化网络中人们依赖于可信赖的实体Server来托管他们的数据并使用「基于位置的」统一资源定位符URL来访问这些数据。 2.2 基于内容寻址
左图是中心化「基于位置的」寻址右图是去中心化「基于内容的」寻址
相比之下IPFS 网络使用一个内容寻址系统其中内容本身在帮助人们找到他们要找的东西方面起着关键作用。在 IPFS 中每块内容都有一个独特的哈希值称为 IPFS 内容标识符CID。这意味着内容是根据其哈希值而非位置来存储和检索的这使得篡改或审查变得更加困难。 针对一个大文件当它保存到 IPFS 网络中时会被分片即把大的文件分成小的碎片。每个碎片都有自己的哈希值CID再根据碎片的哈希值生成对应的链接。 2.3 工作方式
IPFS 的去中心化网络由相互连接的计算机节点组成这些节点使用分布式哈希表DHT这是一种去中心化存储系统它为键值映射提供查找和存储。在 DHT 中每个节点对其特定的键和映射值负责并且能够有效地检索给定键对应的值。 DHT 中存储三种类型的记录
内容标识CID到节点标识PeerID的映射节点标识PeerID到节点地址IP的映射IPFS 名称到 IPFS 指针的映射
IPFS 节点存储数据并将其提供给任何请求它的人。当请求一个文件或网页时该文件的副本会被缓存到请求者的节点上。随着越来越多的人请求相同的数据会创建更多的缓存副本。后续对文件的请求可以由任何拥有它的节点或节点的组合来满足。这样数据的交付和请求的履行就在多个位置之间分担从而提高了效率和可访问性。 每个节点都会保存其下载过的文件的缓存用来保证即使某一个持有该资源的节点退出 IPFS 网络该资源仍然可以被其他节点访问。 3 IPFS 是区块链吗
IPFS 是一种去中心化技术与区块链相似但它们有不同的目的、特征和应用场景。IPFS 致力于创建一个全球性的、去中心化的网络用于存储和共享文件。它旨在通过在多个位置存储文件来提高传统网络协议的效率和弹性从而使文件免受审查并确保即使在某些节点离线时也能保持可用。
另一方面区块链主要作为去中心化的账本以透明和不可篡改的方式记录交易或数据。区块链依赖于 共识机制 和 加密算法 来确保存储在链上的数据的完整性和安全性。此外它通常用于去中心化应用程序DApps涉及加密货币、智能合约等例如去中心化金融DeFi。
尽管 IPFS 可以与区块链技术结合使用但它们是为不同目的而设计的。IPFS 提供了一个去中心化的存储和分发系统而区块链提供了一种去中心化和透明的方式来记录和验证交易或数据。
详细的比较如下 IPFS 对内容有编址而区块链没有IPFS 允许更改内容而区块链禁止。 4 IPFS 的应用有哪些
IPFS 适用于各种目的从全球内容交付、安全存储文件到促进高效文件共享。IPFS 可以作为公共区块链和其他 P2P 系统的互补文件系统。它有潜力增强像以太坊这样的平台上的 DApps 的可扩展性。通过与以太坊的智能合约的集成IPFS 可以在加密生态系统内提供安全且成本效益高的存储能力从而提高以太坊的整体性能。此外IPFS 与 Filecoin 结合可以创造数据存储的激励。这种组合在非同质化代币NFTs的数据开发和存储中可以发挥重要作用。
总的来说IPFS 的应用范围广泛从增强 DApps 的可扩展性到通过确保有益的数据记录来革命化 NFTs 。 5 IPFS 是否具有可追溯性
每个 IPFS 节点都有一个公共的 PeerID可以通过在 DHT 中查找来追踪与之关联的 IP 地址随时间的变化。 DHT 中存储了节点标识PeerID到节点地址IP的映射。 作为一个免费供所有人使用的 P2P 数据传输和存储协议IPFS 是一个公共网络。参与网络的节点存储链接到全局一致的 CIDs 的数据并通过公开可访问的 DHT 向其他节点广播其可用性。
因此尽管节点之间的 IPFS 流量是加密的但节点向 DHT 披露的基本元数据包括它们的唯一节点标识符PeerIDs和它们提供的数据的 CIDs是公开可访问的并且可以被追踪。任何人都可以在 IPFS 上访问这类数据。 数据被加密为 CIDs其中数据是加密的但 CIDs 是明文的。 6 IPFS 的缺点是什么
普及率
采用 IPFS 的主要挑战之一在于其推广速度。尽管该技术拥有极具吸引力的功能但与传统的网络协议相比其普及程度并不高。为了克服这一难题我们需要提升公众对 IPFS 的认识缓解用户的顾虑并提供高效工具和资源来推动向 IPFS 的平滑过渡。更广泛地采用 IPFS 要求我们根本改变获取和分发信息的方式这可能需要用户和组织花费一定时间来全面接受。
互操作性
互操作性同样是 IPFS 面临的一个关键挑战。尽管它旨在取代 HTTP成为互联网访问的主导协议但 IPFS 需要与现有的网络协议无缝集成。这种集成可能要求对当前的网络基础设施进行重大修改这可能会影响到 IPFS 的普及速度。
用户激励
激励用户向 IPFS 网络贡献资源也构成了一个重要的挑战。鉴于 IPFS 依赖于点对点P2P网络来分发和存储数据因此设计有效的激励和奖励机制变得尤为关键。激发用户的积极参与和资源共享对于确保 IPFS 生态系统的持续性和增长至关重要。
安全性
安全性是任何技术都无法回避的持续关注点IPFS 也不例外。愿意分享数据的用户会对使用 IPFS 的安全性感到好奇。虽然 IPFS 利用内容寻址和加密技术来保护存储在网络上的数据但仍可能存在潜在的漏洞和安全风险这些都需要被及时解决。不断加强安全措施和降低潜在威胁是确保 IPFS 网络中用户数据完整性和隐私的关键。
更新难
最后尽管 IPFS 的去中心化和分布式特性在安全和隐私方面带来了优势但这种架构的不可变性使得更新变得更为复杂。因此需要定期且系统地推出新版本以便有效地集成必要的升级和改进。 通过促进普及率、确保互操作性、创建有效的激励措施和增强安全性IPFS 分布式文件存储协议可以克服这些障碍实现作为去中心化和弹性文件管理变革性技术的潜力。 7 IPFS 的未来
IPFS 是一个 P2P 文件共享网络最初于 2014 年推出由于其独特的特性而逐渐受欢迎这些特性为传统的「客户端 — 服务器」架构提供了一种替代方案。该协议已经通过增强 DApps 的可扩展性而彻底改变了加密领域并在包括金融和媒体在内的各种行业中获得了关注。IPFS 的去中心化本质和内容可寻址系统使其成为未来网络技术的关键参与者。
IPFS 改变我们如何在互联网上存储、共享和访问信息的潜力是巨大的随着技术的不断发展我们可以期待未来进一步的进步和采用。
