去中心化的互联网

尽管万维网是一个全球网络，但在数据存储方面，它仍然主要集中化。服务器（无论是物理服务器还是虚拟服务器）都位于大型服务器群或云平台中，通常由一家公司拥有。要访问这些服务器上的信息，用户必须与特定服务器建立超文本传输协议 (HTTP) 或超文本传输协议安全 (HTTPS) 连接，该服务器是数据检索的集中点。 

HTTP 是互联网上传输文件的主要方式，但也有其缺点。由于成本高，HTTP 仅适用于小型文件，并且无法利用创新的文件分发技术。与此同时，新的挑战不断涌现，包括传输 PB 级数据集、管理大量实时媒体流以及确保文件持久性。从本质上讲，每个问题都归结为对更高可用性的需求以及以分散的方式容纳更大的文件。 

镜像服务器和内容交付网络等多种技术可以有效地将内容从“原始”服务器分发给消费者，方法是故意将内容存储在靠近最终用户的地方。然而，必须记住的是，尽管采取了这些措施，但仍然只有少数几个区域可以访问文件。

为了应对这些挑战，星际文件系统 (IPFS) 应运而生。IPFS 是一种创新的Web3现象，代表了一种去中心化的网络实现，代表了文件存储和检索方面的重大进步。IPFS 提供了一种有前途的替代方案，使用户能够获得更大的控制权和更具弹性的互联网体验。

什么是 IPFS？它是如何工作的？

正如其名称所暗示的，IPFS 协议旨在建立一个完全去中心化的系统，能够在断开连接或相距遥远的星球的地方运行。

IPFS 由计算机工程师Juan Benet于 2015 年推出，并由 Protocol Labs 团队维护，该团队还创建了 Filecoin，一种基于区块链技术的 加密货币和协作数字存储和数据检索方法。

基本上，IPFS 是一个点对点 (P2P)分布式系统，用于存储、访问和共享文件、网站、应用程序和数据。IPFS 建立在去中心化环境的基础上，并采用了来自 torrents 的分布式和节省带宽的技术。 

集中式网络和分散式网络之间的主要区别在于如何识别和检索数据。在集中式网络中，人们依靠受信任的实体来托管数据并使用基于位置的统一资源定位器 (URL) 访问数据。 

相比之下，IPFS 网络使用内容寻址系统，其中内容本身在帮助人们找到他们正在寻找的内容方面起着关键作用。在 IPFS 中，每条内容都由一个称为 IPFS 内容标识符 (CID) 的唯一哈希值标识。这意味着内容是根据其哈希值而不是其位置进行存储和检索的，这使得审查或操纵变得更加困难。

IPFS 的去中心化网络由互连的计算机（称为节点）组成，这些计算机使用分布式哈希表 (DHT)，这是一种去中心化的存储系统，可为键到值的映射提供查找和存储。在 DHT 中，每个节点负责特定的键和映射值，并且可以有效地检索给定键的相应值。

IPFS 节点存储数据，并让任何请求数据的人都可以访问这些数据。当请求文件或网页时，该文件的副本会缓存在请求者的节点上。随着越来越多的人请求相同的数据，就会创建额外的缓存副本。任何拥有该文件的节点或节点组合都可以满足该文件的后续请求。这样，多个位置就可以分担提供数据和满足请求的责任，从而提高效率和可访问性。 

IPFS 是区块链吗？

虽然 IPFS 和区块链都是去中心化技术，但它们的用途不同，具有不同的特征，并迎合不同的用例。IPFS 专注于创建一个用于存储和共享文件的全球去中心化网络。它旨在通过允许将文件存储在多个位置来提高传统 Web 协议的效率和弹性，使其具有抗审查性并确保即使某些节点离线也能使用。 

另一方面，区块链主要用作去中心化账本，以透明和防篡改的方式记录交易或数据。区块链依靠共识机制和加密算法来确保链上存储数据的完整性和安全性。最重要的是，它通常用于去中心化应用程序 (DApps)，涉及加密货币、智能合约以及去中心化金融 (DeFi)等。 

虽然 IPFS 可以与区块链技术结合使用，但它们的用途不同。IPFS 提供去中心化的存储和分发系统，而区块链提供去中心化且透明的方式来记录和验证交易或数据。

IPFS 用于什么？

IPFS 有多种用途，包括在全球范围内传递内容、安全存储文件以及促进高效的文件共享。IPFS 可以作为公共区块链和其他 P2P 系统的补充文件系统。它有可能增强以太坊等平台上 DApp 的可扩展性。通过与以太坊的智能合约集成，IPFS 可以在加密生态系统中提供安全且经济高效的存储功能，从而提高以太坊的整体性能。

此外，IPFS 与 Filecoin 一起为数据存储创造了激励机制。这种组合可以在非同质化代币 (NFT)的开发和数据存储方面发挥重要作用。 

主要是，IPFS 具有广泛的应用范围，从增强 DApps 的可扩展性到通过确保有用的数据记录来彻底改变 NFT。

IPFS 可以追溯吗？

每个 IPFS 节点都有一个公共的 PeerID，可以通过在 DHT 中查找来跟踪关联的 IP 地址随时间的变化。作为一种对所有人免费的 P2P 数据传输和存储协议，IPFS 是一个公共网络。网络中涉及的节点存储链接到全局一致的 CID 的数据，并通过可公开访问的 DHT 向其他节点广播其可用性。

因此，虽然节点之间的 IPFS 流量是加密的，但节点向 DHT 披露的基本元数据（包括其唯一节点标识符 (PeerID) 及其提供的数据的 CID）是公开可访问的，并且可以进行跟踪。任何人都可以访问 IPFS 上的这些类型的数据。 

IPFS 有什么缺点？ 

主要问题之一在于 IPFS 的采用。尽管 IPFS 具有许多令人期待的功能，但与传统 Web 协议相比，其广泛采用速度相对较慢。克服这一挑战需要提高认识、解决用户问题以及提供强大的工具和资源以促进向 IPFS 的过渡。要实现更广泛的采用，我们需要从根本上改变我们访问和分发信息的方式，而用户和组织可能需要一些时间才能完全接受这一点。

互操作性也是 IPFS 的一个关键因素。虽然它旨在取代 HTTP 作为访问互联网的主要协议，但它需要与现有的 Web 协议集成以确保无缝互操作性。这种集成可能需要对当前的 Web 基础设施进行重大更改，从而可能阻碍采用率。

激励用户为 IPFS 网络贡献资源是另一个挑战。由于 IPFS 依赖 P2P 网络进行数据分发和存储，因此创建有效的激励和奖励机制势在必行。鼓励用户积极参与和资源分配将在确保 IPFS 生态系统的可持续性和增长方面发挥至关重要的作用。

安全性是任何技术（包括 IPFS）的持续关注点。用户愿意共享数据，但他们也想知道使用 IPFS 是否安全。虽然 IPFS 采用内容寻址和加密来保护存储在网络上的数据，但仍可能存在需要解决的潜在漏洞和安全风险。持续努力加强安全措施并减轻潜在威胁对于维护 IPFS 网络内用户数据的完整性和机密性至关重要。

最后但同样重要的一点是，虽然 IPFS 的去中心化和分布式特性在安全性和隐私方面提供了优势，但由于无法进行内部更改，更新起来更具挑战性，需要定期、系统地发布新版本以进行升级。

通过促进采用、确保互操作性、创造有效的激励措施和增强安全性，IPFS 分布式文件存储协议可以克服这些障碍，并实现其作为去中心化和弹性文件管理变革技术的潜力。

IPFS 的未来

IPFS P2P 文件共享网络于 2014 年首次推出，此后因其独特功能而广受欢迎，它为传统的客户端-服务器架构提供了替代方案。该协议已经通过增强 DApp 的可扩展性彻底改变了加密领域，并在金融和媒体等各个行业获得了关注。IPFS 的去中心化性质和内容可寻址系统使其成为未来网络技术的关键参与者。 

IPFS 重塑我们在互联网上存储、共享和访问信息的方式的潜力巨大，随着技术的不断发展，我们可以期待未来取得进一步的进步和应用。