IPFSVSHTTP的优势及应用意义

IPFS的中文名是星际文件系统，由斯坦福大学计算机博士Juan Benet在2014年5月份发起。Juan Benet在创建IPFS项目之前，他创办的第一家公司被雅虎收购。2015年，他创建的IPFS在YCombinator孵化竞赛中拿到了巨额的投资，同时成立了协议实验室。这个实验室团队由14位核心开发者以及社区中上百位代码贡献者组成的。

IPFS本质上是一种内容可寻址、版本化、点对点超媒体的分布式存储、传输协议，目标是补充甚至取代目前使用的超文本媒体传输协议（HTTP），从而构建更快、更安全、更自由的互联网时代。

现在所有人使用互联网包括刷朋友圈、微博都是使用HTTP协议，它基于TCP／IP的计算机应用层面，从服务器传输超文本数据到本地浏览器，本地浏览器或APP渲染后呈现给用户。

互联网平台所提供的网络服务大致经过了三种模式的迭代历程：

第一个模式属于集中化，例如早期的12306只有一个中心服务群，所有买票的流量直接搭载在这个服务群上，承载的压力非常大。

第二个模式属于分散集群，类似于O2O百团大战时各个网站需要建立不同区域下的服务群，它们背后的IDC机房，会让同样的服务在一个局域内分散，这就减轻了中心服务器的压力。

前两种模式容易产生一些弊端：在第一种模式里，服务高度依赖中心网络。大公司或者创业公司无法承受宕机，运维有一个KPI指数叫SLA，稳定性没有到99.9%的话，基本不合格。SLA需要消耗特别大的成本，大公司需要雇一批运维专家或专业人士，去保障系统的稳定性。在第二种模式里，存储数据有丢失的风险。大家经常开玩笑的电缆被挖断，员工删库跑路，都是隐患。

同时，这两种模式的带宽成本相对高很多，会造成一定带宽资源的浪费。比如《中国有嘻哈》第一期海选的视频播放量有10亿次，假设视频文件大小是1GB，播放整个视频需要消耗1000PB的带宽量。如果按照0.001美元1GB带宽成本，爱奇艺光一期节目需要支付一百万美金给ISP（互联网服务提供商）。

存储成本也非常高，IDC报告显示，到2020 年，每年数据量将达到44ZB（万亿G），5 年内年复合增长率高达141%。中心化存储开始难以满足不同角落的数据存储、访问需求。

并且存在一定数据泄露风险，据知名数据市场研究机构 Juniper Research 披露，截止 2019 年，消费者生活和企业记录的快速数字化将使全球数据泄露成本提升到 2.1 万亿美元，这个水平几乎是 2015 年估计的数据泄露成本的四倍。另外中心化存储也难以抵御分布式攻击。

IPFS有希望成为第三种模式。IPFS想打造一个点对点的网络拓扑，相当于颠覆HTTP所代表的分布关系，它具有内容可寻址的特点，通过文件内容生成唯一的哈希标识，一定程度上节约了空间开销的成本。

HTTP协议使用的域名寻址，最终会映射到最底层，找到某个域名所对应的IP地址下的某个主机，以及某个文件目录的某个文件。它不关心是否存在相同的文件，但内容寻址会通过唯一的标识去访问，并且提前检验这个标识是否已经被存储过。如果被存储过，直接从其它节点读取它，不需要重复存储，一定意义上节约了空间。

举个具体场景的例子。假设我想要看《环太平洋》这部电影，小明之前下载过这部电影，他启动了IPFS节点

，将这个视频文件加入了IPFS网络。他会得到一个哈希指纹b，同时发布到公共网关，得到了一个/IPFS/b的路径名。

他把哈希指纹和路径名都告诉我，我要做的事情是启动一个本地节点，对该网关发一个寻址PIN的请求，IPFS自动索引分布式哈希表的哈希值，找到指纹b所对应的节点列表。

大的视频通常不会都存在一个节点，可能分片存在其它一些子节点上，IPFS把这些节点列表全部并行抓取，最后由本地的manager拼成完整的文件。并行的速度远远大于直接下载完整文件的速度，我很快就能在本地化的浏览器上看到电影，还可以继续分享给其他人。

同时IPFS是分布式存储，它构建的是点对点的网络架构，如果想要对其进行攻击，就必须明确每一个节点，逐个攻击才可达到目的，避免了被恶意攻击的风险。

IPFS的文件大多是拆分成无数个256B小文件存储在各个不同的节点，同时留有备份，给数据提供了更多的安全性，即使服务器被攻击或者关闭，数据也不会丢失，也避免了数据隐私的泄露。

IPFS的应用意义

第一，可以为内容创作带来一定的自由。Akasha是一个典型的应用，它是一个基于以太坊和IPFS的社交博客创作平台，用户创作的博客内容通过一个IPFS网络进行发布，而非中心服务器。

同时，用户和以太坊钱包账户进行绑定，用户可以对优质内容进行ETH打赏，内容创作者能以此赚取ETH，如同人脑挖矿一样。它没有太多监管的限制，也没有中间商抽成，内容收益直接归创作者所有。

第二，可以降低存储和带宽成本。我之前也举过爱奇艺的例子，而做视频比较成功的项目叫「Dtube」。它是一个搭建在Steemit上的去中心化视频播放平台，其用户上传的视频文件都经过IPFS协议进行存储，具有唯一标识。相较于传统视频网站，它降低了同资源冗余程度，同时大大节约了海量用户在播放视频时所产生的带宽成本。

第三个，可以与区块链完美结合。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超媒体数据在自己的链上。比特币至今全部的区块数据也才30-40G左右，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想发展成超级App，受到了极大的限制。

运用IPFS技术解决存储瓶颈是目前来看的过渡方案，最典型的应用就是EOS。EOS引以为傲的是可以支持百万级别TPS的并发量，其中除了DPOS共识机制的功劳之外，还归功于其底层存储设计是采取IPFS来解决大型数据的传输效率。

EOS将自己打包好的区块数据通过IPLD进行异构处理，统一成一种便于内容寻址的数据结构类型，并挂载到IPFS的link上，让IPFS网络承担存储和P2P检索的逻辑，而不消耗EOS区块链系统本身太多的计算资源。

第四，可以为传统应用提供分布式缓存方案。IPFS-GEO 是我自己之前写的，它是一个为传统LBS应用提供分布式缓存的项目，可以将地理位置坐标数据通过GeoHash算法转化成一维字符串，并将与之相关联的具有检索价值的数据存入IPFS网络，由IPFS网络标识唯一性，并分布在各个邻近节点上。

当检索请求到来时，系统先通过字符串近似度范围比较，缩小检索范围，加快检索效率，通过NodeID从附近节点拿到超媒体数据，达到类似分布式缓存的效果，大大提高了LBS应用整个检索动作的效率。

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编译者/作者：JSnPwXNG

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