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2021年04月18日18

IPFS入门最全解析!

通信协议和分布式系统。对于两个人交换信息,他们需要一套通用的规则来定义信息传输的方式和时间。这些规则被广泛称为通信协议,但是它们很繁琐,因此我们将其简称为语言。如果您去过不说母语的国家,则可能会遇到通讯协议失败(或缺少)的情况。计算机就是这种情况。它们无法相互通信,并且作为隔离的计算设备存在,直到1980年代初发明了第一个用于计算的通信协议。

“协议要传达的编程语言是计算。”在计算机中,通信协议通常存在于多层捆绑软件中(称为协议套件)。例如,Internet协议套件由4层组成,每个层负责特定的功能。除了通信协议之外,要理解的重要关系是计算机之间互连的基本结构。这就是所谓的系统架构。有几种类型,但与我们相关的两种类型是客户端-服务器网络和对等网络。

Internet由依赖Internet协议套件的客户端-服务器关系主导。其中,超文本传输​​协议(HTTP)是通信的基础。

数据存储在中央服务器中,并可以通过基于位置的地址进行访问。这使得分发,管理,保护数据以及扩展服务器和客户端的容量变得更加容易。但是,安全性,隐私性和效率方面存在许多弱点:服务器的控制权转换为数据的控制权。这意味着在服务器的控制下,任何一方都可以访问,更改和删除您的数据;这可能是具有服务器合法权限的实体,也可能是恶意黑客。在基于位置的寻址中,数据是通过其位置而不是其内容来标识的。这种限制意味着,即使必须在更近的位置获得相同的数据,也必须一直到特定的位置才能访问一条数据。也不可能确定数据是否已更改,但是在大多数历史中,客户端-服务器模型和HTTP已经相当可靠地为Internet服务。这是因为HTTP Web对于在文本和图像等小型文件中移动非常有效。在Internet的前二十年中,平均网页大小仅从2 KB增加到2 MB。

资源HTTP非常适合加载网站,但它并非设计用于传输大量数据(例如音频和视频文件)。这些限制可能使另类文件共享系统(例如Napster(音乐)和BitTorrent(电影以及几乎所有内容))的出现和主流成功。

快进到2018年,点播高清视频流和大数据正变得无处不在。我们将继续产生/使用越来越多的数据,并开发越来越强大的计算机来处理它们。云计算的显着进步帮助维持了这一过渡,但是用于分发所有这些数据的基本基础结构基本上保持不变。

行星际文件系统IPFS试图通过新颖的p2p文件共享系统解决客户端-服务器模型和HTTP Web的缺陷。该系统是几种新的和现有的创新的综合。 IPFS是由Protocol Labs创建的一个开放源代码项目,Protocol Labs是为网络协议和以前的Y Combinator推出的研发实验室。协议实验室还开发了互补系统,例如IPLD和Filecoin,下面将对其进行说明。全球数百名开发人员为IPFS的发展做出了贡献,因此,编排IPFS一直是一项艰巨的任务。以下是主要组成部分:分布式哈希表哈希表是一种将信息存储为键/值对的数据结构。在分布式哈希表(DHT)中,数据分布在计算机网络中,并且进行了有效的协调以实现节点之间的有效访问和搜索。DHT的主要优点是分散,容错和可伸缩性。节点不需要中央协调。即使节点发生故障或离开网络,系统也可以可靠地运行。 DHT可以扩展为容纳数百万个节点。由这些功能组成的系统通常比客户机-服务器结构更灵活。

Bittorrent是一种流行的大宗交易文件共享系统,它可以依靠创新的数据交换协议成功地协调数百万个节点之间的数据传输,但仅限于torrent生态系统。 IPFS实现了该协议的通用版本,称为BitSwap,可以用作任何类型的数据的市场。这个市场是Filecoin的基础:Filecoin:基于IPFS的p2p存储市场。

Merkle DAGmerkle DAG是Merkle树和有向无环图(DAG)的混合体。默克尔树可以确保在p2p网络上交换的数据块是正确的,未损坏的和不变的。通过使用密码哈希函数组织数据块来完成此验证。这只是一个接受输入并计算与该输入相对应的唯一字母数字字符串(哈希)的函数。检查输入是否会导致给定的哈希很容易,但是很难从哈希中猜测输入。

版本控制系统Merkle DAG结构的另一个强大功能是,它允许您构建分布式版本控制系统(VCS)。最受欢迎的示例是Github,它使开发人员可以轻松地同时在项目上进行协作。 Github上的文件使用merkle DAG存储和版本控制。它允许用户独立地复制和编辑文件的多个版本,存储这些版本,然后将编辑后的内容与原始文件合并。

IPFS对数据对象使用类似的模型:只要可以访问与原始数据和任何新版本相对应的对象,就可以检索整个文件历史记录。假设数据块存储在整个网络的本地并且可以无限期地缓存,这意味着IPFS对象可以永久存储。

另外,IPFS不依赖对Internet协议的访问。数据可以分布在覆盖网络中,覆盖网络只是在另一个网络上构建的网络。这些功能非常引人注目,因为它们是反审查网络的核心要素。它可能是促进言论自由与全球互联网审查制度作斗争的有用工具,但我们也应该认识到,不良行为者可能滥用权力。

自认证文件系统IPFS的最后一个基本组件是自认证文件系统(SFS)。它是一个分布式文件系统,可以在没有特殊权限的情况下交换数据。这是“自我认证”,因为提供给客户端的数据通过文件名(由服务器签名)进行认证。结果?您可以通过本地存储的透明性来安全地访问远程内容。

IPFS在此概念的基础上创建了星际名称空间(IPNS)。它是一个使用公用密钥加密技术对网络用户发布的对象进行自我身份验证的SFS。前面我们提到,IPFS上的所有对象都可以唯一标识,但这也扩展到了节点。网络上的每个节点都有一组公用密钥,专用密钥和一个节点ID,该ID是其公用密钥的哈希。因此,节点可以使用其私钥对发布的任何数据对象进行“签名”,并可以使用发送者的公钥来验证此数据的真实性。

以下是IPFS关键组成部分的快速回顾:使用分布式哈希表,节点无需中央协调即可存储和共享数据。 IPNS允许使用公钥加密技术立即对交换的数据进行预身份验证和验证。Merkle DAG可实现唯一标识,防篡改和永久存储的数据。您可以通过版本控制系统访问已编辑数据的过去版本。那么,为什么所有这些都很重要?

IPFS提供高吞吐量,低延迟和数据分发。它也是分散的和安全的。这打开了几个有趣而激动人心的用例。它可以用于将内容传送到网站,使用自动版本控制和备份在全球存储文件,以及促进安全的文件共享和加密的通信。

以下是一些基于IPFS构建的有趣项目:Akasha,下一代社交网络Balance3,三项会计平台BlockFreight,开放的全球货运网络Digix,用于标记实物黄金,Infura和DApp基础结构的平台。提供商Livepeer,去中心化的实时视频流媒体平台Origin,共享经济点对点市场UPORT和自治标识系统等应用程序的多样性证明了IPFS在几种不同用例中的多功能性。它也用作公共区块链和其他p2p应用程序的补充文件系统。在撰写本文时,在以太坊智能合约中存储一千字节的数据可能要花费数美元。这是一个主要限制,并且当前正在启动的新分散应用程序(DApp)的数量已大大增加。 IPFS可以与智能合约和区块链数据进行互操作,因此可以为以太坊生态系统增加可靠且低成本的存储容量。试图使以太坊区块链数据可以在IPFS上本地访问的尝试是一种称为IPLD(星际链接数据)的单独协议。

挑战尽管IPFS表现良好,但仍有一些问题尚待完全解决。首先,目前IPNS上的内容寻址不是很友好。您的典型IPNS链接如下所示:ipfs.io/ipns/QmeQe5FTgMs8PNspzTQ3LRz1iMhdq9K34TQnsCP2jqt8wV/域名系统(DNS)可用于将这些链接简化为更简单的名称,但这将为内容分发引入外部故障点。但是,仍然可以通过原始IPNS地址访问内容。一些用户还报告说IPNS解析域名的速度可能很慢,最多延迟几秒钟。目前尚不清楚此问题的根源是什么。

更新:2018年3月26日,IPNS发布了具有实验性功能的升级版本,以加快发布/解决方案的速度。单击此处了解详细信息。在IPFS上,节点几乎没有动力维护网络上数据的长期备份。节点可以选择清除缓存的数据以节省空间,这意味着从理论上讲,如果没有剩余节点可以承载数据,则文件最终将随着时间的推移而“消失”。在当前的采用水平上,这不是一个大问题,但是从长远来看,备份大量数据需要强大的经济动力。

存储市场Filecoin是一个单独的协议,旨在增加对IPFS上文件存储的经济激励,并促进与企业云存储(例如Amazon S3等)竞争的分布式存储市场。 IPFS + FileCoin取代了固定价格的集中式基础架构,而是将其存储在本地提供商的全球网络中,后者可以根据供需自由确定价格。 Filecoin代替了工作量证明共识算法(例如比特币),但使用存储量证明来确保安全性和可靠性。这样,任何人都可以加入网络,在其计算设备上提供未使用的硬盘空间,并获得Filecoin令牌奖励以进行数据存储和检索服务。

该网络是在以太坊上开发的,因此智能合约集成可以在存储市场中生成高级功能,例如托管和保险。从理论上讲,这种经济模式应该建立一个竞争激烈的自由市场,其成本可能低于大型供应商。但是FileCoin尚未启动,因此观察这些概念在现实中的工作方式将很有趣。

IPFS入门是一项非常雄心勃勃的工作。显然,系统功能的精确机制比本指南中描述的要复杂得多。我们将这些细节留给密码学家和计算机科学家。您不必使用IPFS即可成为专家,因此,如果任何优点或用例对您而言有用或有吸引力,请下载IPFS并在此处开始使用。如果您有GB或TB的未使用存储空间,并且想充分利用该可用容量,则可以在网络启动时注册为早期的Filecoin矿工。如果您有兴趣成为早期的存储用户,也可以注册。使用IPFS非常引人注目,而了解使之成为可能的技术指南则更加令人兴奋。如果成功,IPFS及其补充协议可以为下一代Web提供弹性的基础架构。承诺提供一个分布式,安全和透明的网络。

IPFS官方周报(第21期)

上周,我们提到了IPFS上的实时流媒体(IPFS上的实时视频),并且碰巧在上周的IPFS每周会议上,Yurko刚刚与我们分享了他在该项目上的经验。 Yurko是一位本地IT人士,在该行业拥有20多年的经验,并且还是IPFS的积极贡献者。他们还是名为Toronto Mesh的组织的成员,该组织致力于在多伦多建立网状网络。如果要了解有关IPFS实时视频的更多信息,可以在上周的会议上观看此视频,以了解Yurko如何解释此问题。

IPFS官方周刊54期

IPFS生态系统的动态您是否在Twitter上关注IPFS?有关新闻中IPFS的最新摘要,请查看我们的Twitter feed或查看有关Awesome IPFS的最新文章。

SourceCred 0.4.0已发布! SourceCred的目标是通过为每个项目创建信誉度量(称为cred)来增强开源开发人员和社区的功能。

环境是一种分布式计算协议。它允许开发人员构建分散的应用程序,数据库和服务,并在对等网络中部署和运行它们。

Librem 5-(真正)拥有的唯一现代智能手机。Nethereum Playground-Nethereum程序集和依赖项现在可以从IPFS加载,从而在编译程序集时可以更快地进行程序集的初始加载和缓存。

上帝的永恒之语-不可逾越的圣经,以20多种语言建立在IPFS之上。

OwnPaste分散式化名pastebinPermanent Upload是一个简单,安全和方便的工具,可以将任何文件上传到IPFS。

2019年8月14日:参与编程的女性在云端,了解IPFS,以激发女性在技术职业中脱颖而出。 (远程事件)2019年8月16日:区块链,加密货币和IPFS:像往常一样,我们将讨论改变和塑造加密世界和WEB 3.0的最新事件。美国圣地亚哥。

2019年8月21日至23日:柏林DappCon:以太坊Dapps,基础设施和令牌工程全球开发者大会,德国柏林。

2019年8月22日:西雅图ProtoSchool学校将在8月举办一个去中心化网络会议,详细信息将在此宣布!美国华盛顿州西雅图市。

2019年8月23日至25日:ETHBerlinZwei是ETHBerlin的第二次迭代。这是一场编程马拉松,一个文化节,一个教育活动,一个黑客主义者平台,以及一个促进去中心化生态系统社区计划发展的平台。柏林,德国。

2019年8月31日:ProtoSchool上海分公司:技术沙龙第5场:ProtoSchool上海分公司是一群喜欢去中心化网络并愿意学习,教导和分享想法的人。欢迎加入!中国,上海。

感谢您的阅读。

IPFS(行星际文件系统)是行星际文件系统。它是一种基于内容寻址,版本控制和点对点的超媒体传输协议。它结合了P2P网络技术,BitTorrent传输技术,Git版本控制,自认证文件系统等技术,是新一代以Http为基准的通信协议。

Filecoin是去中心化的存储网络,是IPFS的激励层。 Filecoin提出了一种激励机制,即使用存储证明进行挖掘,以奖励存储矿工提供更好质量的存储服务,同时激励具有更好网络或更好响应性能的矿工在检索市场中获得奖励。 。

IPFS中文社区垂直关注IPFS领域,并努力提供客观的第三方IPFS,Filecoin,挖矿等最新信息,共同促进IPFS相关应用程序的开发,并建立良好的IPFS生态系统。

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