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    当我们讨论共享经济的未来和对共享经济发展至关重要的精彩创新时。提到的关键技术之一是星际文件系统(IPFS)。它是一个点对点(p2p)文件共享系统,旨在从根本上改变信息在世界各地和地球以外的分布方式。IPFS在通信协议和分布式系统方面有许多创新,这些创新结合在一起产生了无与伦比的文件系统。因此,了解IPFS努力实现的目标的广度和深度以及实现这一目标的技术突破非常重要。

    IPFS通信协议和分布式系统

    两个人交换信息,需要一套通用的规则来定义信息传递的方式和时间。这些规则是众所周知的通信协议,但是它们需要统一,所以我们简单地称之为语言。如果你去过一个不说母语的外国,你可能会遇到沟通失败或缺乏共识。计算机就是这种情况;它们不能相互通信,并作为独立的计算设备存在,直到20世纪80年代初,第一个计算通信协议被发明。

    在计算机中,通信协议通常以多层捆绑的形式存在(称为协议套件)。例如,互联网协议套件由四层组成,每层负责特定的功能。除了通信协议之外,要理解的一个重要关系是计算机之间互连的基本结构。这叫系统架构。有几种,但与我们相关的两种类型是客户端-服务器和对等网络。

    互联网是由依赖于互联网协议套件的客户机-服务器关系主导的。其中,超文本传输协议(HTTP)是通信的基础。

    数据存储在集中式服务器中,并通过基于位置的寻址进行访问。这使得分发、管理和保护数据变得更加容易,并扩展了服务器和客户端的容量。但是在安全、隐私、效率等领域存在很多弱点:对服务器的控制变成了对数据的控制。这意味着控制服务器的任何一方都可以访问、更改和删除您的数据。这可能是对服务器拥有合法权限的实体或恶意黑客。在基于位置的寻址中,数据是由数据所在的位置而不是其内容来标识的。这种限制意味着您必须总是前往特定的位置来访问一段数据,即使在更近的地方也可以获得相同的数据。没有办法知道数据是否发生了变化,因为客户端只需要知道数据在哪里,而不需要知道数据是什么。

    然而,客户机-服务器模式和超文本传输协议在历史上的大部分时间里都非常可靠地服务于互联网。这是因为HTTP  Web对于文本、图像等小文件的移动非常有效。在网络的前二十年,平均页面大小只从2 KB增加到2 MB。

    HTTP非常适合加载网站,但不是为传输大量数据(如音视频文件)而设计的。这些约束可能会让Napster(音乐)和BitTorrent(电影和几乎任何东西)等替代性文件共享系统的出现和主流化取得成功。

    快进到2018年,点播高清视频流和大数据变得无处不在;我们在继续生产和消费越来越多的数据,同时开发越来越强大的计算机来处理它们。云计算的显著进步有助于维持这一转变,但分发所有这些数据的基本基础设施基本上保持不变。

    IPFS文件系统

    IPFS试图通过一种新的p2p文件共享系统来解决客户机-服务器模式和HTTP  Web的缺陷。该系统综合了几项新的和现有的创新。IPFS是一个开源项目,由协议实验室创建,由一个网络协议研发实验室和之前的Y组合器启动。协议实验室还开发补充系统,如IPLD,这将在下面解释。世界各地数百名开发商为IPFS的发展做出了贡献,因此其安排是一项艰巨的任务。以下是主要组件:

    分布式哈希表

    哈希表是一种数据结构,它以键和值对的形式存储信息。在分布式哈希表(DHT)中,数据分布在计算机网络中,并有效地协调,以实现节点之间的高效访问和搜索。

    分布式哈希表的主要优势是分散性、容错性和可扩展性。节点不需要中心协调,即使节点出现故障或离开网络,系统也能可靠运行,DHT可以扩展适应百万节点。总之,这些功能使得系统通常比客户机-服务器结构更加灵活。

    大宗交易

    流行的文件共享系统Bittorrent通过创新的数据交换协议可以成功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实施了这种协议的通用版本,称为BitSwap,作为任何类型数据的市场。这个市场是Filecoin的基础:一个基于IPFS的p2p存储市场。

    Merkle  DAG

    Merkle  DAG是merkletree和有向无环图(DAG)的混合。Merkle树可以保证p2p网络上交换的数据块是正确的、完整的、完整的。这种验证是通过使用加密散列函数组织数据块来完成的。这只是一个接受输入并计算对应于输入的唯一字母数字字符串(哈希)的函数。检查输入是否会产生给定的哈希很容易,但很难从哈希中猜测输入。

    不要混淆这两者。


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