杭州鏈眾科技帶你走進IPFS，F(xiàn)ilecoin與挖礦

小編閱讀了IPFS和Filecoin的白皮書,市面上大部分關(guān)于IPFS的文章,集結(jié)成此文,客觀陳述,闡明IPFS。

希望讀者一步到位,多花點時間,讀完這篇文章,看懂了,以后關(guān)于IPFS的文章便能一笑置之。

互聯(lián)網(wǎng)是人類歷史上最重要、最具影響力的發(fā)明,在互聯(lián)網(wǎng)誕生之前,誰也不知道它能給世界帶來如此巨大的改變。足不出戶,我們可以接受來自全世界的訊息,即使是在移動行走的狀態(tài),也可以用我們的掌上“器官”隨時與其他人通訊。

但你有沒有想過,互聯(lián)網(wǎng)是怎么運行的,使得互聯(lián)網(wǎng)上信息自由流通呢?

Tim Berners-Lee的NeXT電腦是世界上第一臺Web服務(wù)器,但機器上有一個貼紙:“這臺機器是服務(wù)器,不要關(guān)閉”。

互聯(lián)網(wǎng)就是由數(shù)以萬計的服務(wù)器分布在全世界的各個角落,世界最大的芯片制造廠商 Intel 有大約10萬臺服務(wù)器,Facebook有3萬臺,美國最大的電話公司 AT&T 也有2萬臺,而 Google有超過100萬臺服務(wù)器!這個數(shù)字還是非?？植赖?。

我們當前的互聯(lián)網(wǎng)就是由這些巨頭公司的服務(wù)器所構(gòu)成的,這些服務(wù)器一直在機房運轉(zhuǎn)著,如果關(guān)閉服務(wù)器,你將無法訪問上面托管的內(nèi)容。

懂點計算機網(wǎng)絡(luò)原理的人都知道,互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)交互模式使用的是 B/S 和 C/S 模式,即 客戶-服務(wù)器,以及 瀏覽器-服務(wù)器 模式。

IPFS是什么?

它是一個協(xié)議也是一個網(wǎng)絡(luò),已經(jīng)運行了2年半,并非虛無縹緲的空氣。

它像比特幣網(wǎng)絡(luò)一樣,并沒有發(fā)明什么新技術(shù),他只是將很多種技術(shù)(P2P網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、BitTorrent傳輸技術(shù)、Git版本控制,自證明文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議等等)加以結(jié)合,并在這些技術(shù)上改進創(chuàng)新,集成了IPFS網(wǎng)絡(luò)。

它比我們現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)上使用的HTTP協(xié)議,功能更強大,使得IPFS協(xié)議有取代HTTP協(xié)議的可能,并,創(chuàng)造更美好,更高效,更低成本的互聯(lián)網(wǎng)世界。

星際文件系統(tǒng)IPFS(InterPlanetary File System)是一個面向全球的、點對點的分布式版本文件系統(tǒng),目標是為了補充(甚至是取代)目前統(tǒng)治互聯(lián)網(wǎng)的超文本傳輸協(xié)議(HTTP),將所有具有相同文件系統(tǒng)的計算設(shè)備連接在一起。原理用基于內(nèi)容的地址替代基于域名的地址,也就是用戶尋找的不是某個地址而是儲存在某個地方的內(nèi)容,不需要驗證發(fā)送者的身份,而只需要驗證內(nèi)容的哈希,通過這樣可以讓網(wǎng)頁的速度更快、更安全、更健壯、更持久。

現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)世界,用戶和網(wǎng)站之間,是以HTTP協(xié)議為基礎(chǔ),進行交流的。

那么,IPFS協(xié)議,以去中心化為手段,輔以獎勵機制和共識機制,重塑用戶和網(wǎng)站之間的交流方式。

HTTP協(xié)議已經(jīng)用了20年的歷史,從HTTP 1.0 到現(xiàn)在的HTTP5,網(wǎng)頁的展示越來越美觀豐富,但它背后的Browser/Server 模式是從來沒變的。

如果你關(guān)注區(qū)塊鏈的話,也許聽說過IPFS——星際文件系統(tǒng)。IPFS就是用來解決或者彌補HTTP的一系列弊端。

星際文件系統(tǒng)(InterPlanetary File System,縮寫IPFS)是一個旨在創(chuàng)建持久且分布式存儲和共享文件的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議。它是一種內(nèi)容可尋址的對等超媒體分發(fā)協(xié)議。在IPFS網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點將構(gòu)成一個分布式文件系統(tǒng)。它是一個開放源代碼項目,自2014年開始由Protocol Labs (協(xié)議實驗室)在開源社區(qū)的幫助下發(fā)展。其最初由Juan Benet設(shè)計。

IPFS是點對點的超媒體協(xié)議,可以讓網(wǎng)絡(luò)更快、更安全、更開放。它是一個面向全球的、點對點的分布式版本文件系統(tǒng),試圖將所有具有相同文件系統(tǒng)的計算設(shè)備連接在一起。

擁有IPFS協(xié)議的互聯(lián)網(wǎng)世界是怎么樣的呢?

IPFS網(wǎng)絡(luò)里的文件,會被賦予一個哈希值,這個哈希值類似于我們的身份證號,他是獨一無二的,它是從?件內(nèi)容中被計算出來的。

即使文件內(nèi)有一個標點的改動,被計算出來的哈希值也是完全不同的,就像一對雙胞胎,也擁有不同的身份證號。

所以,IPFS網(wǎng)絡(luò)中的文件,都只存在獨一無二的一份,文件自然不會被重復(fù)存儲,不會被惡意篡改(篡改了文件的哈希值就不同了),大大降低存儲成本,減少存儲資源浪費。

這份獨一無二的文件,只要查詢它的哈希值(身份證號),便能找到,這個設(shè)計,比平時我們查找文件,方便很多。

我們平時可能要跳轉(zhuǎn)好幾個網(wǎng)站才能找到文件,甚至有些文件在你不知道的網(wǎng)站里,就會錯過這個文件。

IPFS網(wǎng)絡(luò)里的下載,是一種類似迅雷下載的技術(shù)(p2p下載)。

當文件上傳到IPFS網(wǎng)絡(luò),這個文件被分散成很多份,每一份都存在全國各地不同的硬盤里,每個地方都有這個文件的一部分。

這個硬盤是在你個人的家里的,硬盤上百G甚至幾個T,下載文件的時候,就從每個人家里同時獲取數(shù)據(jù),速度比中心化存儲快很多。

上面說了,被上傳到IPFS網(wǎng)絡(luò)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網(wǎng)絡(luò)天然能防御自然災(zāi)害。

當某地遭遇諸如地震,水災(zāi),洪水,這些不可抗力,IPFS系統(tǒng)會立即啟動修復(fù)功能,把存儲在災(zāi)害地區(qū)的數(shù)據(jù)立即恢復(fù)至其他地方。存儲在IPFS系統(tǒng)里面的數(shù)據(jù)比目前你所使用的那些云服務(wù)都要安全,根據(jù)這個特性,你上傳的文件將會永久性儲存在互聯(lián)網(wǎng)上,沒有任何人可以將它破壞。

同理,IPFS天生就擁有抵擋DDoS攻擊(瞬間大量的訪問進入網(wǎng)站)的能力。因為所有的訪問將會被分散到不同的節(jié)點,甚至攻擊者自己也是節(jié)點之一。某種程度上講, IPFS甚至能抵擋量子計算的攻擊。

如果你存儲的文件是不想別人看到的文件,在存入IPFS之前對文件進行加密即可,這樣即使別人擁有此文件的哈希值,還需要私鑰才能查看數(shù)據(jù)。

IPFS的加密性,永久性存儲,會滋生一些灰色產(chǎn)業(yè)進來,例如發(fā)布各種無法管制的言論,盜版猖獗等問題。

就像比特幣的殺手锏是洗錢,暗網(wǎng)交易,以太坊是發(fā)幣圈錢,小編認為,新技術(shù)的產(chǎn)生都會伴隨各種爭議,我們應(yīng)該限制它的弊端,發(fā)揮它正能量的一面。

根據(jù)IPFS的以上特性,我們來看看他都能做些什么呢?

1.在 /ipfs 和 /ipns 下面掛載全球文件系統(tǒng):就是說我們所有的文件都可以存到上面.

2.掛載個人同步的文件夾, 可以自動進行版本管理, 自動備份. 也就意味著未來我們將擁有無限空間的網(wǎng)盤, 不用擔心數(shù)據(jù)丟失, 不用擔心隱私泄露(非對稱加密).

3.作為加密文件和數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)。IPFS天生視乎就具備這樣的能力, 文件加密, 數(shù)據(jù)共享, 都是小菜一碟.

4.作為帶版本控制的軟件包管理系統(tǒng).

5.作為虛擬機的根文件系統(tǒng)

6.作為利用管理程序, 把IPFS作為虛擬機的引導(dǎo)文件系統(tǒng):在線操作系統(tǒng)

7.作為數(shù)據(jù)庫:應(yīng)用可以直接操作IPFS的Merkle DAG數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu), 并且可以使用IPFS的版本控制, 緩存. 試想一下我們的數(shù)據(jù)庫直接存在IPFS的文件系統(tǒng)是什么體驗? 自動備份, 永不丟失, 安全加密, 無限空間, 高速連接, 想想就美好. 科技改變生活, 未來會有多美好....

8.作為加密通訊平臺,誰都別想竊聽消息通信了

9.作為加密CDN, 作為web的CDN, CDN功能全包了.

10.永久web, 不存在不能訪問的鏈接, 跟 404 說 byebye.

上面的應(yīng)用場景是 IPFS的創(chuàng)始人 Juan Benet 在IPFS論文里面直接提到的. 有興趣的同學(xué)可以去IPFS白皮書里面看一下。

對比HTTP,IPFS具有這樣的一些特性:

基于內(nèi)容尋址,而非基于域名尋址。文件(內(nèi)容)具有存在的唯一性,一個文件加入了IPFS的網(wǎng)絡(luò),將基于計算對內(nèi)容賦予一個唯一加密的哈希值。這將改變我們使用域名訪問網(wǎng)絡(luò)的習(xí)慣。

提供文件的歷史版本控制器(如git),并且讓多節(jié)點使用保存不同版本的文件。

IPFS的網(wǎng)絡(luò)上運行著一條區(qū)塊鏈,即用來存儲互聯(lián)網(wǎng)文件的哈希值表,每次有網(wǎng)絡(luò)訪問,即要在鏈上查詢該內(nèi)容(文件)的地址。

通過使用代幣(FileCoin)的激勵作用,讓各節(jié)點有動力去存儲數(shù)據(jù)。 Filecoin 是一個由加密貨幣驅(qū)動的存儲網(wǎng)絡(luò)。礦工通過為網(wǎng)絡(luò)提供開放的硬盤空間獲得Filecoin,而用戶則用 Filecoin 來支付在去中心化網(wǎng)絡(luò)中儲存加密文件的費用。

比如我想觀看一部叫ABC的視頻

1, 加入IPFS網(wǎng)絡(luò),在網(wǎng)絡(luò)中搜索叫ABC的文件,(通過IPNS——去中心化的文件命名系統(tǒng))

2, IPFS網(wǎng)絡(luò)迅速索引區(qū)塊鏈上的哈希值,反饋出搜索結(jié)果。

3, 你支付一點FileCoin代幣, 獲取ABC文件緩存到本地,ABC文件不是從云或者服務(wù)器上下載下來的,而是由這個網(wǎng)絡(luò)的參與者貢獻的,它可能是離你最近的一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。這樣的好處就是不僅不需要中間服務(wù)器,而且網(wǎng)絡(luò)效率最快。

4, 如果ABC文件恰好你周邊好幾個人都有,那IPFS網(wǎng)絡(luò)會把這個文件拆成一小片一小片,節(jié)省了這些節(jié)點的儲存成本,也讓你用最具效率的方式下載到該視頻。

5, 這個視頻文件緩存在自己電腦里,不僅自己觀看,同時也為其他人提供資源。

6, 另外也可以自己發(fā)布新內(nèi)容到這個網(wǎng)絡(luò)上,并且有機會獲得FileCoin代幣,因為你也為網(wǎng)絡(luò)做了貢獻。

通過這樣的方式,實現(xiàn)了整個網(wǎng)絡(luò)的文件利用達到最優(yōu)效率

實際上IPFS能做的不僅僅限于這些場景. 我們所有的計算機系統(tǒng)幾乎都是這種結(jié)構(gòu)

IPFS為我們解決的是最后那一個部分:數(shù)據(jù)存儲。它能夠極大的降低數(shù)據(jù)存儲的成本,提升數(shù)據(jù)下載速度。

那么凡是需要優(yōu)化數(shù)據(jù)存儲的地方幾乎都可以使用IPFS來提升效率。

IPFS是開放的,它為所有的區(qū)塊鏈準備好了數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu),可以鏈接到不同的區(qū)塊鏈項目,這就是為什么那么多的白皮書提到要和ipfs鏈接,IPFS將作為區(qū)塊鏈的基礎(chǔ)設(shè)施存在。

以下是IPFS在其他項目上面的應(yīng)用:

akasha: 基于以太坊和IPFS的社交網(wǎng)絡(luò)

Alexandria:去中心化的內(nèi)容發(fā)布平臺

Arbore:朋友之間的文件共享系統(tǒng)--相信很快就可以拋棄某度的云盤了

dtube:利用IPFS作為存儲的視頻分享網(wǎng)站

git-ipfs-rehost:可以把github上的項目存儲到IPFS上

Interplanetary Wiki:建立在IPFS上的wiki(土耳其封鎖了wiki,借助于IPFS,現(xiàn)在已經(jīng)恢復(fù)了訪問)

ipfs-search:基于IFPS的搜索引擎

ipfs-share:基于IFPS的文件分享

ipfs.pics:基于IFPS的圖片分享網(wǎng)站

Orbit:基于IFPS的分布式聊天工具

Partyshare:一個簡單的文件共享系統(tǒng)

computes.io:基于IPFS的分布式計算機(這個牛,把世界上的計算資源收集起來,構(gòu)建一個巨大的分布式計算機)

OpenBazaar:openbazaar是一個去中心化的淘寶,口號是“買賣自由/Buy and Sell Freely”,問題是一旦用戶停止運行軟件,商店就下線了,借助于IPFS,openbazaar2.0 打造一個離線商店。

Ubuntu:著名的linux發(fā)行版本Ubuntu正在計算把發(fā)行版本轉(zhuǎn)移到IPFS上來,目前正在討論方案。

火狐瀏覽器:支持ipfs在內(nèi)的分布式協(xié)議

還有很多應(yīng)用就不一一舉例子了,更多的應(yīng)用在開發(fā)中,相信也很快我們就能看到了,甚至你現(xiàn)在瀏覽的網(wǎng)頁已經(jīng)有一些是利用IFPS建立的了。

Filecoin是什么?

IPFS網(wǎng)絡(luò)有巨大的數(shù)據(jù)存儲需求,需要很多的節(jié)點和分布式存儲空間,需要分布在全球各地的硬盤加入工作,如果沒有激勵機制,我們憑什么買硬盤給IPFS網(wǎng)絡(luò)共享呢?

于是IPFS設(shè)計了一套激勵用戶存儲的規(guī)則,Filecoin協(xié)議,并發(fā)行一種代幣:FIL。

只要你幫助IPFS網(wǎng)路存儲文件,就能獲得FIL,這是我們愿意把文件放在自己家存儲的源動力。

獲得的FIL是有價值的,因為在這個存儲過程中,FIL與實體經(jīng)濟相結(jié)合。

用戶存儲文件需要支付FIL,礦工幫助用戶存儲文件,便獲得FIL。

FIL代幣能在Filecoin市場里流通起來,有供應(yīng)需求。

Filecoin協(xié)議是如何運行的?

互聯(lián)網(wǎng)世界,本質(zhì)就是數(shù)據(jù)之間的傳輸,傳輸包含,上行(發(fā)送數(shù)據(jù))和下行(接收數(shù)據(jù))。

上行(發(fā)送數(shù)據(jù)),即你的電腦發(fā)送數(shù)據(jù)到互聯(lián)網(wǎng)上,比如看網(wǎng)頁時你點擊想看的,就會上傳指令到互聯(lián)網(wǎng)上,你把圖片上傳到朋友圈,這些產(chǎn)生的數(shù)據(jù)就是上行數(shù)據(jù)。

下行(接收數(shù)據(jù)),是你從互聯(lián)網(wǎng)上下載數(shù)據(jù)。比如你看電影時,不斷的下載影片產(chǎn)生流量,或是看網(wǎng)頁時互聯(lián)網(wǎng)上展現(xiàn)到你電腦上的圖片和網(wǎng)頁文字.都是下載后展現(xiàn)的,這樣產(chǎn)生的數(shù)據(jù)為下行數(shù)據(jù)。

Filecoin協(xié)議里有兩個概念。1.存儲市場。2,檢索市場。

互聯(lián)網(wǎng)的上行(發(fā)送數(shù)據(jù)),類似于Filecoin里的檢索市場。

互聯(lián)網(wǎng)的下行(接收數(shù)據(jù)),類似于Filecoin里的存儲市場。

在Filecoin網(wǎng)絡(luò)里,filecoin把用戶的存儲和檢索需求放在一個交易市場里進行。

小編思來想去,通過一段類比,能夠很清晰的了解這個交易過程。

這個交易過程類似于用戶在淘寶上購買商品。

淘寶店主就像Filecoin網(wǎng)絡(luò)里的礦工。

1.賣家成為店主(礦工),需要交納保證金(抵押FIL),以防止店主(礦工)在交易過程中發(fā)生違約,導(dǎo)致交易沒有完成。

2.賣家成為店主后,創(chuàng)建自己的產(chǎn)品信息(Filecoin網(wǎng)絡(luò)里注冊硬盤空間)。

3.店主將產(chǎn)品上傳至淘寶(filecion網(wǎng)絡(luò)),明碼標價。

4.買家瀏覽淘寶頁面,找到符合自己心里價位的產(chǎn)品(存儲服務(wù))。

5.買家提交購買產(chǎn)品的訂單(提交數(shù)據(jù)存儲的訂單)

6.店主收到訂單

7.店主開始提供服務(wù)(存儲數(shù)據(jù))

8.服務(wù)完成

9.買家確認收貨(確認店主已經(jīng)存儲數(shù)據(jù))

10.付款(FIL)給店主(礦工)

這樣,一套存儲流程就完成了,客戶要檢索數(shù)據(jù),也是類似的流程。

讀到這里,小伙伴們可能會產(chǎn)生一個疑惑:

我平時用一些網(wǎng)絡(luò)云存儲(百度云盤),存儲數(shù)據(jù),也不用花錢啊,我也不關(guān)心什么效率問題,那憑什么我還要花錢買代幣在你的IPFS網(wǎng)絡(luò)中存儲數(shù)據(jù),多麻煩!

是的,我們使用云存儲都是免費的,但是網(wǎng)絡(luò)存儲都是有成本的,之前有人曝光百度旗下的網(wǎng)盤大約一個月2千萬支出,服務(wù)器硬件、巨大的帶寬、以及各種場地、電費、人力、維護都需要大量的資金投入。

百度云盤將這些存儲成本通過其他渠道轉(zhuǎn)化到用戶身上,花費注意力看廣告,設(shè)置低下載速率迫使你買會員,企業(yè)大容量存儲的收費。

所以將來,我們普通老百姓在IPFS網(wǎng)絡(luò)存儲數(shù)據(jù)也可能是免費的,只是這些費用轉(zhuǎn)嫁到那些基于IPFS協(xié)議的應(yīng)用開發(fā)商上,他們會用另外一種方式薅你身上的羊毛。

Filecoin的共識機制(存儲證明)

比特幣網(wǎng)絡(luò)的共識機制:比如,我今天給小麗轉(zhuǎn)一百塊錢,同時假如整個網(wǎng)絡(luò)里有一百萬臺計算機,我轉(zhuǎn)錢的同時,我向一百萬臺計算機吆喝一聲,我轉(zhuǎn)給她了,于是就把賬記在每個人的小賬本上,每個賬本都是保持統(tǒng)一的。記賬的時候,CPU高速運轉(zhuǎn),是非常費電的。

比特幣的這種共識機制,即以上這種行為,叫做工作量證明,大量消耗計算資源和能源。

Filecoin的共識機制相對環(huán)保,淘寶店主(礦工)發(fā)完貨(完成存儲),買家是要確認收貨(確認礦工完成存儲),這里的“確認礦工完成存儲”,就是Filecoin的共識機制(存儲證明,PoSt),這個“確認礦工完成存儲”會一直存在于Filecoin網(wǎng)絡(luò)中,用戶可以隨時查看。

Filecoin把礦工在網(wǎng)絡(luò)中的當前存儲數(shù)據(jù)相對于整個網(wǎng)絡(luò)的存儲比例轉(zhuǎn)化為礦工投票權(quán),利用存儲證明(PoSt)來產(chǎn)生共識,不用像比特幣那樣浪費計算資源和能源,并且能激勵礦工投入更多的硬盤為網(wǎng)絡(luò)做貢獻。

區(qū)塊鏈技術(shù)的出現(xiàn)讓分布式網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計成為了可能。區(qū)塊鏈并不是萬能的,反而區(qū)塊鏈是一種低效且昂貴的存儲數(shù)據(jù)的方式。IPFS的精妙之處是它把分布式賬本可以被放置于IPFS之上,這個分布式賬本只是記錄了網(wǎng)絡(luò)里各個文件的哈希值。

“如果你把它(分布式賬本)加到IPFS里,然后通過哈希算法把它錄入?yún)^(qū)塊里,那么你就可以通過IPFS直接在網(wǎng)上瀏覽交易以及文件。IPFS協(xié)議與區(qū)塊鏈技術(shù)結(jié)合是個“完美的婚姻”。” ------Benet(IPFS創(chuàng)始人)

IPFS協(xié)議讓網(wǎng)絡(luò)的自由和獨立精神充分發(fā)揮,并且成本低廉。 無論如何,去中心化的網(wǎng)絡(luò)與中心化的網(wǎng)絡(luò)并存無疑會是一種趨勢。

挖礦

存儲礦工:

硬盤:硬盤是最重要的,存儲是長期開著,24小時狀態(tài)下,所以需要一個能夠長時間穩(wěn)定運行存儲的硬盤,監(jiān)控硬盤的性價比會更高。

礦機:后續(xù)filecoin會推出挖礦軟件。

檢索礦工:

網(wǎng)絡(luò):需要高網(wǎng)速,低延遲。重要的是搞到大型流量上傳渠道。

硬盤:4T以上。

礦機:后續(xù)filecoin會推出挖礦軟件,礦機必須要能流暢運行挖礦軟件。

Filecoin挖礦,已經(jīng)被業(yè)內(nèi)很多大佬看好,前景非?？捎^。

進入IPFS顛覆時代!

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