官方|IPFS可以为分布式永久网络铺平道路

在过去的几十年里，我们中的许多人都受益于互联网给我们生活带来的巨大变化。我们现在已经习惯于持续获取信息、社交媒体使虚拟社区建设成为可能，以及电子商务网站提供的轻松和便利。

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

但是自Web 1.0 早期以来，在线内容已经发生了很大的变化。当时，网页大多是静态的，几乎没有用户生成的内容或交互。

随着 Web 2.0 的成熟，格局转变为强调互操作性和参与式文化，这种文化可以在 wiki、博客、视频和图像共享站点、社交媒体平台上的大量用户生成内容中看到，以及满足流媒体服务的需求。但是这些占用大量带宽的超媒体的出现以及来自物联网的潜在大量数据涌入，开始给互联网带来压力，促使一些人寻找替代品。

IPFS：“更快、更安全、更开放”

有希望构建下一代 Web 3.0的候选者是星际文件系统(IPFS)，这是一种相对较新的超媒体协议和分散式数据存储系统，它利用了对等 (p2p) 网络架构。

IPFS 具有科幻价值的绰号是对美国计算机科学家JCR Licklider在 1960 年代对“星际计算机网络”的思考的一种致敬?。IPFS 于 2014 年由美国计算机科学家、Protocol Labs 创始人Juan Benet首次开发，旨在解决 HTTP 的一些缺点。Benet 的目标是创造一些最终可能成为“互联网的新主要子系统”的东西，同时也考虑到支持区块链的分布式账本技术等新发展。

“IPFS 是一个去中心化的数据网络，”Protocol Labs 的工程经理Mikeal Rogers解释说。“世界上任何人都可以在网络中提供数据，世界上任何人也都可以安全地从他们或其他任何人那里接收数据。IPFS 曾经并且现在仍然是作为 Web 3.0 的数据传输协议而开发的。

由于该协议是完全去中心化的，并且所有数据都由哈希处理，因此它非常适合需要处理无法放入链本身的大量数据的区块链应用程序。”

作为 IPFS 基础的去中心化模型与客户端 - 服务器形成鲜明对比HTTP 运行的模型。HTTP 最初设计用于在 Web 浏览器和 Web 服务器之间传输信息，它使用基于位置的寻址，允许用户访问存储在中央服务器上的数据。虽然这简化了数据的管理和分发，但效率并不高。

这是因为当您单击某个网站时，您的 Web 浏览器必须直接连接到托管该网站的服务器。对于较大的音频和视频文件，它会占用大量带宽，甚至成本很高，特别是如果源服务器位于很远的地方。浏览或下载流行内容也会导致网络拥塞。HTTP 还存在潜在的隐私和安全问题：控制服务器的任何人都可以访问或更改数据，或者通过黑客发起的分布式拒绝服务(DDoS) 攻击。

相比之下，IPFS 使用基于内容的寻址，以便内容可以从远程服务器进行验证和解耦，并存储在离用户更近的地方。它通过使用内容标识符(CID) 或用于指向 IPFS 中的材料的“标签”来实现这一点。CID 是基于内容的加密哈希生成的，或者是一个使用数学算法获取任意输入并返回固定长度值的函数。

“当你将数据存入 IPFS 时，它可以通过其哈希地址或 CID 获得，”罗杰斯说。“世界上任何人都可以获取该地址，将其放入计算机并检索数据。就像世界上任何人都可以将 URL 放入浏览器并检索它一样，任何拥有 CID 的人都可以检索 IPFS 网络中可用的数据。”

任何内容的差异都会导致不同的 CID，同样的内容添加到不同的 IPFS 节点仍然会产生相同的 CID，这意味着用户可以轻松验证数据的完整性。

除了提供去中心化的内容存储和验证外，IPFS 还可用于构建和托管去中心化应用程序 (DApp)，即后端代码在对等网络上运行的开源计算机应用程序。

“有了CID，您要查找数据的哈希值就在地址中，因此您可以从任何地方获取该数据，因为您可以通过比较哈希值来验证数据是否正确，”Rogers 补充道。“这就是让你拥有一个去中心化的无信任网络的原因，因为你可以从任何地方和任何人检索数据，并且你可以加密验证数据是否正确。”

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而不是远程服务器检索数据。这种配置也意味着即使一个节点出现故障，仍然可以从其他节点检索整个内容。即使部分网络出现故障，数据也会持续存在，就像在大规模中断或审查活动期间一样。

“与 IPFS 的主要区别在于，可以从世界上任何希望提供该数据的人那里检索 CID，而使用 HTTP，网站必须位于 URL 中编码的特定位置，”罗杰斯指出。

要访问或存储 IPFS 网络上的内容，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，可以使用网关，例如IPFS 公共网关或由Cloudflare管理的分布式 Web 网关。这些网关中的任何一个都将允许用户从网络中的任何人检索内容。

中心化、去中心化和分布式网络系统

有一个 DApp 可以解决这个问题

除了提供去中心化的内容存储和验证外，IPFS 还可用于构建和托管去中心化应用程序(DApp)，这些应用程序是后端代码在对等网络上运行的开源计算机应用程序。

一些 DApp 拥有自己的区块链，例如比特币，而其他 DApp 则在现有区块链上运行并生成自己的代币。DApp包括数字资产交易所、游戏和社交媒体平台。

“这些都是利用链下数据的 DApp 的例子，而这正是 IPFS 的优势所在，”罗杰斯指出。“任何时候你想引用去中心化系统中的数据，比如 DApp，你都应该使用 IPFS。您可能应该使用网关来读取 Web 浏览器中的数据，因为 p2p 协议仍在进入浏览器。但是对您放入区块链交易中的数据的引用应始终使用 IPFS 地址，以便您可以从任何内容寻址网络中的任何位置查找该数据，无论是 IPFS 还是未来的网络，因为该地址不会将您锁定在 IPFS 中或任何特定协议。”

DApp 的另一个引人注目的用例是创建、分发和存储不可替代的代币或 NFT，它们本质上是存储在区块链上的独特加密资产。就像现实生活中的无价收藏品，与法定货币不同，NFT 的价值源于它们不能以等价交换或交易的事实，并且由于区块链技术，它们的真实性和所有权历史（或出处）很容易验证。

NFT 的范围可以从数字艺术作品、推文，甚至是收藏品（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用武之地。

“特别是对于 NFT，我们更进一步，在nft.storage 上设置了一项免费无限期存储 NFT 数据的服务，”Rogers 补充道。

新的无需信任网络

那么 IPFS 能否在未来补充甚至取代 HTTP？也许。但可以肯定的是，Web 的发展轨迹很快就会超过当前的协议，如果它还没有的话。与此同时，随着越来越多的用户、开发人员和公司采用它，IPFS 仍在不断完善。

“IPFS 是通用的，几乎没有存储限制，” Neocities创始人 Kyle Drake 在一篇博客文章中写道，他的公司决定成为第一个实施 IPFS 的主要网站。

“它可以提供大型和小型文件。它会自动将较大的文件分解为较小的块，从而允许 IPFS 节点不仅像 HTTP 那样从一台服务器下载（或流式传输）文件，而且可以同时从数百个服务器下载（或流式传输）文件。IPFS 网络成为细粒度、无信任、分布式、易于联合的内容交付网络(CDN)。这对于几乎所有涉及数据的事物都很有用：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。”

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。这是我们现在使用 HTTP 等过时协议达成的脆弱和超中心化系统的一种可能替代方案，并且可能是对不确定未来的有用对冲。

“我们在 Protocol Labs 的部分使命是为人类的长期利益构建技术，”Rogers 说。“人类文化的很大一部分已经发生在网上，但在 Instagram 等封闭平台上。用于去中心化媒体共享的数据原语（例如 NFT）最终可能会取代 Instagram 等封闭平台。我们认为这些数据需要无限期地保留：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。”

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编译者/作者：算力全球

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