一文读懂IPFS（Filecoin）丨星际数据

显示全部楼层 · 发表于 2020-9-8 14:56:50

[md]**IPFS 是什么？**

它是一个协议也是一个网络，已经运行了 5 年了，并非虚无缥缈的空气。

它像比特币网络一样，并没有发明什么新技术，他只是将很多种技术(P2P 网络技术、BitTorrent 传输技术、Git 版本控制，自证明文件系统的数据传输协议等等)加以结合，并在这些技术上改进创新，集成了 IPFS 网络。

它比我们现在互联网上使用的 HTTP 协议，功能更强大，使得 IPFS 协议有取代 HTTP 协议的可能，并，创造更美好，更高效，更低成本的互联网世界。

现在的互联网世界，用户和网站之间，是以 HTTP 协议为基础，进行交流的。

那么，IPFS 协议，以去中心化为手段，辅以奖励机制和共识机制，重塑用户和网站之间的交流方式。

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**拥有 IPFS 协议的互联网世界是怎么样的呢？**

IPFS 网络里的文件，会被赋予一个哈希值，这个哈希值类似于我们的身份证号，他是独一无二的，它是从文件内容中被计算出来的。

即使文件内有一个标点的改动，被计算出来的哈希值也是完全不同的，就像一对双胞胎，也拥有不同的身份证号。

所以，IPFS 网络中的文件，都只存在独一无二的一份，文件自然不会被重复存储，不会被恶意篡改(篡改了文件的哈希值就不同了)，大大降低存储成本，减少存储资源浪费。

这份独一无二的文件，只要查询它的哈希值(身份证号)，便能找到，这个设计，比平时我们查找文件，方便很多。

我们平时可能要跳转好几个网站才能找到文件，甚至有些文件在你不知道的网站里，就会错过这个文件。

IPFS 网络里的下载，是一种类似迅雷下载的技术(p2p 下载)。

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**IPFS 都能做些什么呢？**

根据 IPFS 的以上特性，我们来看看它都能做些什么呢？

1.在 /ipfs 和 /ipns 下面挂载全球文件系统：就是说我们所有的文件都可以存到上面。

2.挂载个人同步的文件夹，可以自动进行版本管理，自动备份。也就意味着未来我们将拥有无限空间的网盘，不用担心数据丢失，不用担心隐私泄露(非对称加密)。

3.作为加密文件和数据共享系统。IPFS 天生视乎就具备这样的能力，文件加密，数据共享，都是小菜一碟。

4.作为带版本控制的软件包管理系统。

5.作为虚拟机的根文件系统。

6.作为利用管理程序，把 IPFS 作为虚拟机的引导文件系统：在线操作系统。

7.作为数据库：应用可以直接操作 IPFS 的 Merkle DAG 数据结构，并且可以使用 IPFS 的版本控制，缓存。试想一下我们的数据库直接存在 IPFS 的文件系统是什么体验？自动备份，永不丢失，安全加密，无限空间，高速连接，想想就美好。科技改变生活，未来会有多美好....

8.作为加密通讯平台，谁都别想窃听消息通信了

9.作为加密 CDN, 作为 Web 的 CDN, CDN 功能全包了

10.永久 web, 不存在不能访问的链接，跟 404 说 byebye。

上面的应用场景是 IPFS 的创始人 Juan Benet 在 IPFS 论文里面直接提到的。有兴趣的同学可以去 IPFS 白皮书里面看一下。

实际上 IPFS 能做的不仅仅限于这些场景。我们所有的计算机系统几乎都是这种结构

当文件上传到 IPFS 网络，这个文件被分散成很多份，每一份都存在全国各地不同的硬盘里，每个地方都有这个文件的一部分。

这个硬盘是在你个人的家里的，硬盘上百 G 甚至几个 T，下载文件的时候，就从每个人家里同时获取数据，速度比中心化存储快很多。

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上面说了，被上传到 IPFS 网络的文件是被分散成很多份的，文件分散在全球不同的地方，所以 IPFS 网络天然能防御自然灾害。

当某地遭遇诸如地震，水灾，洪水，这些不可抗力，IPFS 系统会立即启动修复功能，把存储在灾害地区的数据立即恢复至其他地方。存储在 IPFS 系统里面的数据比目前你所使用的那些云服务都要安全，根据这个特性，你上传的文件将会永久性储存在互联网上，没有任何人可以将它破坏。

同理，IPFS 天生就拥有抵挡 DDoS 攻击(瞬间大量的访问进入网站)的能力。因为所有的访问将会被分散到不同的节点，甚至攻击者自己也是节点之一。某种程度上讲， IPFS 甚至能抵挡量子计算的攻击。

如果你存储的文件是不想别人看到的文件，在存入 IPFS 之前对文件进行加密即可，这样即使别人拥有此文件的哈希值，还需要私钥才能查看数据。

IPFS 的加密性，永久性存储，会滋生一些灰色产业进来，例如发布各种无法管制的言论，盗版猖獗等问题。

就像比特币的杀手锏是洗钱，暗网交易，以太坊是发币圈钱，星际数据认为，新技术的产生都会伴随各种争议，我们应该限制它的弊端，发挥它正能量的一面。

IPFS 为我们解决的是最后那一个部分：数据存储。它能够极大的降低数据存储的成本，提升数据下载速度。

那么凡是需要优化数据存储的地方几乎都可以使用 IPFS 来提升效率。

IPFS 是开放的，它为所有的区块链准备好了数据存储结构，可以链接到不同的区块链项目，这就是为什么那么多的白皮书提到要和 IPFS 链接，IPFS 将作为区块链的基础设施存在。

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**Filecoin 是什么？**

IPFS 网络有巨大的数据存储需求，需要很多的节点和分布式存储空间，需要分布在全球各地的硬盘加入工作，如果没有激励机制，我们凭什么买硬盘给 IPFS 网络共享呢？

于是 IPFS 设计了一套激励用户存储的规则，Filecoin 协议，并发行一种代币：FIL。

只要你帮助 IPFS 网路存储文件，就能获得 FIL，这是我们愿意把文件放在自己家存储的源动力。

获得的 FIL 是有价值的，因为在这个存储过程中，FIL 与实体经济相结合。

用户存储文件需要支付 FIL,矿工帮助用户存储文件，便获得 FIL。

FIL 代币能在 Filecoin 市场里流通起来，有供应需求。

Filecoin 协议是如何运行的？

互联网世界，本质就是数据之间的传输，传输包含，上行（发送数据）和下行（接收数据）。

上行（发送数据），即你的电脑发送数据到互联网上，比如看网页时你点击想看的，就会上传指令到互联网上，你把图片上传到朋友圈，这些产生的数据就是上行数据。

下行（接收数据），是你从互联网上下载数据。比如你看电影时，不断的下载影片产生流量，或是看网页时互联网上展现到你电脑上的图片和网页文字。都是下载后展现的，这样产生的数据为下行数据。

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Filecoin 协议里有两个概念。1.存储市场。2，检索市场。

互联网的上行（发送数据），类似于 Filecoin 里的检索市场。

互联网的下行（接收数据），类似于 Filecoin 里的存储市场。

在 Filecoin 网络里，filecoin 把用户的存储和检索需求放在一个交易市场里进行。

思来想去，通过一段类比，能够很清晰的了解这个交易过程。

这个交易过程类似于用户在淘宝上购买商品。

淘宝店主就像 Filecoin 网络里的矿工。

1.卖家成为店主(矿工)，需要交纳保证金(抵押 FIL)，以防止店主（矿工）在交易过程中发生违约，导致交易没有完成。

2.卖家成为店主后，创建自己的产品信息(Filecoin 网络里注册硬盘空间)。

3.店主将产品上传至淘宝(filecion 网络)，明码标价。

4.买家浏览淘宝页面，找到符合自己心里价位的产品(存储服务)。

5.买家提交购买产品的订单（提交数据存储的订单）

6.店主收到订单

7.店主开始提供服务(存储数据)

8.服务完成

9.买家确认收货(确认店主已经存储数据)

10.付款(FIL)给店主(矿工)

这样，一套存储流程就完成了，客户要检索数据，也是类似的流程。

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读到这里，小伙伴们可能会产生一个疑惑：

我平时用一些网络云存储（百度云盘），存储数据，也不用花钱啊，我也不关心什么效率问题，那凭什么我还要花钱买代币在你的 IPFS 网络中存储数据，多麻烦！

是的，我们使用云存储都是免费的，但是网络存储都是有成本的，之前有人曝光百度旗下的网盘大约一个月 2 千万支出，服务器硬件、巨大的带宽、以及各种场地、电费、人力、维护都需要大量的资金投入。

百度云盘将这些存储成本通过其他渠道转化到用户身上，花费注意力看广告，设置低下载速率迫使你买会员，企业大容量存储的收费。

所以将来，我们普通老百姓在 IPFS 网络存储数据也可能是免费的，只是这些费用转嫁到那些基于 IPFS 协议的应用开发商上，他们会用另外一种方式薅你身上的羊毛。

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**Filecoin 的共识机制（存储证明）**

比特币网络的共识机制：比如，我今天给小丽转一百块钱，同时假如整个网络里有一百万台计算机，我转钱的同时，我向一百万台计算机吆喝一声，我转给她了，于是就把账记在每个人的小账本上，每个账本都是保持统一的。记账的时候，CPU 高速运转，是非常费电的。

比特币的这种共识机制，即以上这种行为，叫做工作量证明，大量消耗计算资源和能源。

Filecoin 的共识机制相对环保，淘宝店主（矿工）发完货（完成存储），买家是要确认收货（确认矿工完成存储），这里的“确认矿工完成存储”，就是 Filecoin 的共识机制（存储证明，PoSt），这个“确认矿工完成存储”会一直存在于 Filecoin 网络中，用户可以随时查看。

Filecoin 把矿工在网络中的当前存储数据相对于整个网络的存储比例转化为矿工投票权，利用存储证明（PoSt）来产生共识，不用像比特币那样浪费计算资源和能源，并且能激励矿工投入更多的硬盘为网络做贡献。

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**挖矿**

存储矿工：

网络：没有特别的要求，普通家庭网络就可以满足，但不排除官方修改 filecoin 协议。

硬盘：硬盘是最重要的，存储是长期开着，24 小时状态下，所以需要一个能够长时间稳定运行存储的硬盘，监控硬盘的性价比会更高。

矿机：后续 filecoin 会推出挖矿软件，矿机只要能流畅运行挖矿软件即可。并不需要特殊的 CPU，特殊的硬件。普通家用机的配置就能运行。

检索矿工：

网络：需要高网速，低延迟。重要的是搞到大型流量上传渠道，比如网吧，或者政府的流量渠道。

硬盘：没有要求。

矿机：后续 filecoin 会推出挖矿软件，矿机只要能流畅运行挖矿软件即可。并不需要特殊的 CPU，特殊的硬件。普通家用机的配置就能运行。

Filecoin 挖矿，小散和大矿场都有机会参与，小散吃青菜，大矿场吃猪肉。
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