IPFS誕生的起源與介紹

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IPFS誕生背景

2014年5月,斯坦福大學計算機碩士畢業的胡安 貝內特(Juan Benet)創立了協議實驗室(Protocol Lab)。協議實驗室是一個網路協議的研究、開發和部署的實驗室,致力於構建協議、系統和工具來改進網際網路的工作方式,並關注如何儲存、定位和傳輸資訊。它的目標是致力於透過新技術、偉大的使用者體驗以及開源的方式解決傳統網際網路的種種弊端,協議實驗室旗下主要有IPFS、Filecoin、libp2p、IPLD、Multiformats等五個專案。

IPFS是什麼?

用官方學術性的話來說,IPFS中文叫做“星際檔案系統”(Inter Planetary File System),它是一個分散式檔案儲存協議。但這種表述可能很多人無法理解,用一個通俗的說法來表述。

IPFS這個技術誕生的目的就是為了取代HTTP這個技術的。HTTP就是將檔案儲存在一個集中的伺服器中,需要訪問的時候透過協議調取,完成資訊訪問的流程。這種技術流程存在幾個弊端,對我們的日常訪問造成不小的困擾,如所有資料存在一個集中的伺服器中,容易遭受攻擊,同一時間段訪問量過大造成伺服器無法承受,網頁無法開啟,因為距離原因,網頁開啟速度過慢以及儲存成本高等問題。

IPFS是將檔案儲存在離使用者較近的多個節點中,且碎片化儲存,傳統的DDoS攻擊無效,檔案更加安全,而且距離較近下載速度更快,儲存成本也會降下來。更厲害的是它由於採用區塊鏈技術,可以追溯歷史版本,理論上可以永久儲存。

IPFS的應用場景

如果您有限制的硬碟空間,可以將其接入到IPFS網路中,成為其節點,共享硬碟空間。您也可以選擇成為IPFS的使用者,將檔案儲存在網路中,當您或者其他人想下載您的檔案時,只需檢索檔案,就可將檔案碎片下載還原到本地。值得一提的是,網路中的節點越多,儲存的檔案越豐富,反而下載速度會越快。

不容易被刪除,資訊儲存安全。即使你將原始檔案從上傳節點中刪除,只要曾經有人下載過,便將在網路中繼續留存。由於IPFS使用了雜湊加密演算法,也使保證了儲存在整個IPFS網路中的所有資料的安全性。

傳統的HTTP技術的弊端

無疑,HTTP是一項偉大的技術發明,它從1990年存在至今,陪伴我們度過了30多年的網際網路發展歷程,但也由於漫長的時間,它的技術也將一些弊端暴露出來,這些弊端無法透過自身的技術革新來解決。

首先,網際網路上的資料經常因為檔案被刪除或伺服器關閉而永久被抹去。有人統計過目前網際網路上的web頁面平均儲存壽命只有100天左右,我們經常看到一些網站出現“404錯誤”。IPFS提供了檔案的歷史版本回溯功能,可以很容易的檢視檔案的歷史版本, 且資料無法刪除,可以得到永久儲存。

其次,主幹網路執行效率低,使用成本高。由於中心化的通訊模式導致所有終端都要從一個Web伺服器查詢資料,相同的檔案會在不同的伺服器上重複儲存,這就要求伺服器的頻寬很大。使用HTTP協議每次需要從中心化的伺服器下載完整的檔案,速度慢、效率低。

IPFS是基於內容定址的儲存模式,相同的檔案都不會重複儲存,它會把過剩的資源擠壓下來,包括儲存空間都釋放出來,資料儲存成本就會降低。

第三,主幹網路併發機制制約網際網路訪問速度。這種中心化主幹網路的模式也導致在高併發情況下網路訪問時候的擁堵,最典型的就是春運搶購火車票以及雙11剁手節的時候。

第四,中心化限制了web的成長。現在的網際網路是由數百萬個分佈在世界各地的伺服器構成的,是一個高度中心化的網路。在現有的http協議下,所有的資料都儲存在這些中心化伺服器上,網際網路巨頭們不但對我們的資料有絕對的控制權和解釋權,各種各樣的監管、封鎖、監控一定程度上也極大的限制了創新和發展。

第五,HTTP對主幹網路依賴嚴重,存在嚴重的安全隱患。所有資料儲存在一個地方,為尋求規模效應,機房就會建設在一個地方,就會非常依賴一個主幹節點,一旦“單點式”的中心被摧毀或者發生資料丟失、造假的情況,那麼整個網路都會隨之癱瘓,或者接收到錯誤的資訊,使用者的資訊保安和隱私容易受到威脅。

為了支撐HTTP協議,伺服器7*24小時開啟,對於大流量公司,比如百度、騰訊、阿里等,投入大量資源維護伺服器和安全隱患,防止DDoS、XSS、CSRF等攻擊。主幹網路受制於戰爭,自然災害,中心伺服器宕機等因素,都可能造成整個網際網路中斷服務。IPFS分散式儲存可以極大的降低對中心主幹網路的依賴。

IPFS的最後一個核心改進是去中心化的內容分佈,這點可以讓人們在分散的網際網路服務(甚至是離線的情況)之下獲取網際網路的內容。“我們讓網站和網頁應用擺脫了源伺服器的牽制。”Juan Benet解釋,“它們可以按照比特幣網路的模式進行分佈。”這是HTTP無法做到的這一點,而且對於網路條件欠佳的地方和市郊地區來說是一個極大的好處。

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