【进阶小课堂】IPFS如何构建下一代互联网

FILPool 2020-03-24 14:03 3804

进阶小课堂

尽管很多人对IPFS已经耳熟能详了，但是还是有很多人没有搞懂IPFS到底是什么？IPFS到底有什么用？IPFS与Filecoin之间是什么关系？最近我们社群里又新来了很多小伙伴，矿哥在这里就再给大家重新回顾下IPFS的一些基本概念。

现在的互联网怎么了？

我们现在的互联网到底怎么了？我们为什么需要IPFS构建一个新的互联网？

我们如今使用的互联网是在http或https协议下运行的，http协议也就是超文本传输协议，是用于从服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议，从1990年发布至今已经近30年了，它对于目前互联网的爆炸性成长居功至伟，成就了互联网的繁荣。

但是http协议是基于C/S架构下的互联网通信协议，其基于主干网络中心化运行的机制，也存在诸多弊端。

首先，难以永久保存文件。

据统计，目前互联网上的web页面平均保存寿命只有100天左右，这也就是为何一些网站总会出现“404错误”的原因，我们上传到百度云盘，网易邮箱等平台的内容，会因为该平台的跑路、该域名的消失、年代久远以及遭受攻击等，而从此消失，仿佛从来没有存在过一般。

此外，哈佛大学图书馆创新实验室的一项研究发现，美国最高法院评论中张贴的超链接中约有50％不再起作用（Link-Rot）；1999年至2011年之间发表的一些法律期刊链接也发现，超过70％的期刊无效。

其次，集中化管理加剧了数据的不安全性。

在http协议中，为了避免数据被不断侵蚀并且提高传输效率，人们开始建立更完善的大型中心服务器（百度云，阿里云，亚马逊云等), 并将数据储存于其中，这一方案在短期内看来十分有效，然而高度集中化的管理却滋生了一系列的新问题。

不久前的“微盟删库”事件，仅一个微盟的员工，就能登录微盟后台，删除微盟平台上百万商户苦心经营的客户资料，其所流失的数据价值远超十亿。发生在几天前的微博数据出售事件，也证实了集中化的管理方式更容易被攻击、盗取、丢失。

事实上，在现有的http协议下，所有的数据都保存在这些中心化服务器上，数据保存商对我们的数据有绝对的控制权，甚至能查看、复制享用甚至是删除我们所有的数据，我们在他们面前无异于裸体。

第三，主干网络并发机制制约互联网访问速度。

中心化主干网络的模式导致在高并发情况下访问网络的拥堵，近期预约抢口罩的你抢到了几个？双十一购物的时候能否抢到秒杀的产品？春运的火车票能否一次性抢成功？

事实上，大部分并未花费高价购买宽带的人，在网络高并发的情况下，上网速度慢，效率低。

第四，HTTP限制了web的成长。

Web 1.0是计算机和计算机相连接的时代，Web 2.0是人和人相连接的时代，Web 3.0是万物互联的时代，Web 3.0所要连接的包括不仅仅是来自于新兴工业化国家的大量用户，还要连接来自于物联网等新概念的所有事物，无论是汽车，房屋的门，窗帘，电表还是其他。

试想一下，你如今所连接的WIFI，如若增加数十万个新连接端点，那么，你的网速是否会变为龟速？当所需要连接到互联网的设备呈爆炸性体量的增长，当今的互联网必将承受极大的负担，也将难以再支持创新浪潮。

第五，对主干网络依赖严重，存在严重的安全隐患。

所有数据存储在一个地方，为寻求规模效应，数据机房就会建设在一个地方，就会非常依赖一个主干节点，一旦“单点式”的中心被摧毁或者发生数据丢失、造假的情况，那么整个网络都会随之瘫痪，或者接收到错误的信息，用户的信息安全和隐私容易受到威胁。

为了支撑http协议，服务器7*24小时开启，对于大流量公司，比如百度、腾讯、阿里等，投入大量资源维护服务器和安全隐患，防止DDoS、XSS、CSRF等攻击。主干网络受制于战争，自然灾害，中心服务器宕机等因素，都可能造成整个互联网中断服务。

IPFS是什么

2014年5月，斯坦福大学计算机硕士毕业的Juan Benet创立了协议实验室（Protocol Lab），这个致力于构建协议、系统和工具来改进互联网的工作方式，并关注如何存储、定位和传输信息的协议实验室，在成立不久就达到了最初创办实验室的目标---用新的技术突破、伟大的用户体验设计和开源的方法来解决传统互联网的种种弊端。

因为，他们创造了颠覆HTTP的技术—IPFS星际文件系统。

点击观看【视频】IPFS和Filecoin的愿景

IPFS（InterPlanetary File System即星际文件系统）是一种基于内容寻址、版本化、点对点的超媒体传输协议，是一个P2P的分布式文件系统，对标http的新一代通信协议，目标是打造一个更加开放、快速、安全的互联网。

需要注意的是，IPFS既不是项目名称，也不是代币名称, 而且一种互联网底层通讯协议，是构建新一代互联网的分布式文件系统。

IPFS是建立在Libp2p 和 MultiFormats基础之上的，也就是说，IPFS和所有的区块链技术一样，都是基于P2P，形成了点对点传输网络，IPFS的每一个节点都可以链接成百上千的节点。于此同时，已经链接的节点又通过成百上千的节点链接出去，从而共同组成一个全球化的超大网络。

在这张网络中是没有中心节点的，存储在IPFS中的资源，分散在世界各地，你所需要的资源，可能就在你邻居那里，也可能在世界的另一端，在IPFS构建的网络里，我们获取资源，访问网络是如此的便捷。

如果说区块链是对传统互联网技术的一次重塑，那么IPFS则是对传统HTTP传输协议的一次重塑。

点击观看【视频】IPFS和Filecoin的运作原理

IPFS如何构建下一代互联网

事实上，在生活中我们也能切身的感受到中心化的HTTP并不完美（尽管我们也可能被这种不完美所驯化了），而IPFS去中心化的分布式存储方式因为能完全避免上述的问题，极有可能成为历史发展的必然选择。

那么，IPFS是如何构建下一代互联网的呢，我们通过下面这个案例来展现IPFS的运行机制。

例如，你希望在IPFS网络中存储一张照片时，这张照片的数据将会通过加密算法被分割成若干小份，然后再分散地存储到世界各地矿工们的存储器里，它们中的一部分可能就在你邻居的存储器中，也可能被存储在地球另一端。

IPFS中的容错机制会保证你的数据被复制了足够多数量并存放在不同的地区，即使某一个地区的数据因自然灾害完全被毁，通过其他地区的备份也可以完整地恢复你的数据，这就极大的保证了存储在IPFS上的数据安全性和永久性，因此，当你希望查看矿哥这篇文章时，一定可以完整地看到。

此外，你也不必担心数据的隐私性，被加密保存的小块数据是无法被人查看的，也就是说你的邻居既不清楚他替谁保存了数据，也不清楚保存的数据到底是什么内容，这就比中心化的存储更好的保护隐私。

在数据传输速度方面，IPFS也是更有优势的，当你需要读取数据时，所有的存储者会同时为你发送自己保存的那一小块数据，机器接收后自动进行拼接，因此，你的下载速度将不再受制于服务器的带宽，而主要取决你的下载带宽，这样自然你的访问速度自然比中心化的HTTP模式下更快，据统计，点对点的下载方式能让带宽使用成本节省近60%。

最后但同等重要的是，与HTTP越多节点连接速度就越慢完全不同，随着越来越多的节点加入，IPFS的生态将越加完善和蓬勃发展，你的下载速度将会越快；同时，IPFS也能更好地支持创新，如果说基于HTTP协议的互联网的红利已经耗尽，那么，基于IPFS模式的互联网将能给与我们更多的机会以及更好地体验。

点击上图，查看IPFS应用大全

据统计，目前已有数百个应用是基于IPFS协议开发的，IPFS网络上已经存储了上百亿份文件，全球已有上百万个节点加入了IPFS网络，Google、NETFLIX、火狐等传统互联网公司都开始支持IPFS协议，EOS、ETH2.0、Polkadot都将使用IPFS协议，由此可见，Web 3.0的序幕正在加速上演。

下一期【进阶小课堂】，让我们一起深入了解IPFS的关系族谱和技术架构。欢迎关注。

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

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