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IPFS是什么意思?区块链和ipfs之间的关系

发布时间:2021-12-17 14:25:18

早在2017年上半年,国内大部分投资人或开发者就已经接触到了IPFS和Filecoin项目。那么IPFS和Filecoin究竟是什么?IPFS与区块链到底是什么关系?其有什么优势,竟然会得到如此广泛的关注?其未来的应用前景到底如何?


一、IPFS的概念和定义

IPFS(InterPlanetary File System)是一个基于内容寻址的、分布式的、新型超媒体传输协议。

IPFS支持创建完全分布式的应用。它旨在使网络更快、更安全、更开放。IPFS是一个分布式文件系统,它的目标是将所有计算设备连接到同一个文件系统,从而成为一个全球统一的存储系统。某种意义上讲,这与Web最初的目标非常相似,但是它是利用BitTorrent协议进行Git数据对象的交换来达到这一个目的的。

IPFS正在成为现在互联网的一个子系统。IPFS有一个更加宏伟而疯狂的目标:补充和完善现有的互联网,甚至最终取代它,从而成为新一代的互联网。这听起来有些不可思议,甚至有些疯狂,但的确是IPFS正在做的事情。图1-1所示为IPFS的官方介绍。

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IPFS项目通过整合已有的技术(BitTorrent、DHT、Git和SFS),创建一种点对点超媒体协议,试图打造一个更加快速、安全、开放的下一代互联网,实现互联网中永久可用、数据可以永久保存的全球文件存储系统。同时,该协议有内容寻址、版本化特性,尝试补充甚至最终取代伴随了我们20多年的超文本传输协议(即HTTP协议)。IPFS是一个协议,也是一个P2P网络,它类似于现在的BT网络,只是拥有更强大的功能,使得IPFS拥有可以取代HTTP的潜力。

Filecoin是运行在IPFS上的一个激励层,是一个基于区块链的分布式存储网络,它把云存储变为一个算法市场,代币(FIL)在这里起到了很重要的作用。代币是沟通资源(存储和检索)使用者(IPFS用户)和资源的提供者(Filecoin矿工)之间的中介桥梁,Filecoin协议拥有两个交易市场—数据检索和数据存储,交易双方在市场里面提交自己的需求,达成交易。

IPFS和Filecoin相互促进,共同成长,解决了互联网的数据存储和数据分发的问题,特别是对于无数的区块链项目,IPFS和Filecoin将作为一个基础设施存在。这就是为什么我们看到越来越多的区块链项目采取了IPFS作为存储解决方案,因为它提供了更加便宜、安全、可快速集成的存储解决方案。

二、IPFS为区块链带来什么变化

区块链的诞生本是为了做到去中心化,在没有中心机构的情况下达成共识,共同维护一个账本。它的设计动机并不是为了高效、低能耗,抑或是拥有可扩展性(如果追求高效、低能耗和扩展性,中心化程序可能是更好的选择)。IPFS与区块链协同工作,能够补充区块链的两大缺陷:

  • 区块链存储效率低,成本高。

  • 跨链需要各个链之间协同配合,难以协调。


针对第1个问题,区块链网络要求全部的矿工维护同一个账本,需要每一个矿工留有一个账本的备份在本地。那么在区块链中存放的信息,为了保证其不可篡改,也需要在各个矿工手中留有一份备份,这样是非常不经济的。设想,现在全网有1万个矿工,即便我们希望在网络保存1MB信息,全网消耗的存储资源将是10GB。目前,也有折中的方案来缓解这一问题。

在搭建去中心化应用DAPP时,大家广泛采取的方式是,仅在区块链中存放哈希值,将需要存储的信息存放在中心化数据库中。而这样,存储又成为去中心化应用中的一个短板,是网络中脆弱的一环。IPFS则提出了另一个解决方法:可以使用IPFS存储文件数据,并将唯一永久可用的IPFS地址放置到区块链事务中,而不必将数据本身放在区块链中。针对第2个问题,IPFS能协助各个不同的区块链网络传递信息和文件。比特币和以太坊区块结构不同,通过IPLD可以定义不同的分布式数据结构。这一功能目前还在开发中,目前的IPLD组件,已经实现了将以太坊智能合约代码通过IPFS存储,在以太坊交易中只需存储这个链接。

IPFS和区块链是完美的搭配,我们可以使用IPFS处理大量数据,并将不变的、永久的IPFS链接放置到区块链事务中,而不必将数据本身放在区块链中。毕竟,区块链的本质是分布式账本,本身的瓶颈之一就是账本的存储能力,目前大部分公链的最大问题是没法存储大量的数据在自己的链上。比特币至今全部的区块数据也才数百GB,以太坊这样可编程的区块链项目也只能执行和存储小段合约代码,DApp的发展受到了很大的制约。运用IPFS技术解决存储瓶颈是可行方案之一。

                                                                                                                 ——本文节选自《IPFS原理与实践》

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