最牛区块链存储项目IPFS全面分析

近年来，在对分布式 Web进行全面分析的基础上，我们对星际文件系统(IPFS)进行了深入研究。文章总结了我们对 IPFS关注的原因，同时也指出了一些 IPFS在将来需要进一步加强和发展的方向，以便能够帮助 IPFS真正地普及应用。

本文首先对 IPFS进行了概述，并解释了 IPFS背后的主要动机。这一目标旨在帮助与 IPFS联系的朋友了解 IPFS可以解决当前互联网上的哪些主要问题。接下来，简单介绍了 IPFS的技术设计，进一步了解了 IPFS来自于哪些分布式系统的灵感，以及如何利用这些灵感来构建一个单一而强大的聚合系统。接着，我们就网络动态特性、最大限度地反映当前运行 IPFS的成本以及它对网络的帮助进行了分析。为更全面地进行分析，我们还设想了一些挑战以及应对这些挑战的办法。文章最后还对 IPFS上的一些应用程序和如何支持新的商业模式进行了讨论。

IPFS为何有趣

IPFS是传统技术一大进步

诸如分布式哈希表(DHT)、 BitTorrent、 git和 SFS等传统技术使 IPFS受益良多。受到这些技术的启发，它提供了一种增强超媒体数据共享的解决方案。作为一个开放源代码项目， IPFS接受全球对增强系统的研发贡献。

比较 IPFS中的数据移动和集中式 Client- Server模式。

在 Web3.0基础设施中 IPFS至关重要

web3.0是用来替代现有因特网基础结构的长期目标，而分散是 web3.0的精髓。很多人把分布式记账技术(DLT)，如区块链，看作是 Web3.0的核心组件。块链被用来存储网络状态，它是一个不可变和只连接在一起的分布式账本。为扩大区块规模，在网络节点之间存储网络关键数据，需要在网络节点之间形成分布式共识。所以，在区块中存储任何其他类型的数据都是非常昂贵的。对许多用例而言，以接近区块链安全级别的方式存储其他非关键性数据可能会更加高效。

IPFS是存储这类数据的最佳模式。IPFS允许分布式存储数据，而且不会被篡改和伪造。IPFS网络中存储的数据不能在不更改数据标识符的情况下进行更改。在 IPFS中，标识符是加密的数据散列。这就是说，当数据的标识符存储在底层分布式总帐时，可以将非关键数据存储在 IPFS中。这样可以减少分布式分类帐中操作时的消耗。

对于分布式应用， IPFS是最佳的存储平台

分布应用程序(dApps)是一类利用分散来获得前所未有的好处的应用程序。一种情况是：分布式交易所和市场，这取代了集中式中介机构，从而消除/降低了交易成本。又如：分布式社交媒体和视频平台，这些平台上的内容不能被运营公司随意审查。这类 dApp需要存储大量数据，而 IPFS允许以能够避免审查的分布式方式存储这些数据。因此， IPFS正成为 dApp的首选存储平台。

app.co显示，越来越多的 dApp使用 IPFS作为存储平台。

使用 IPFS可以改善用户体验

在许多情况下， IPFS可以改进用户体验。举例来说，使用典型的客户-服务器模式，浏览或下载一些流行的内容，会消耗大量的网络带宽，造成网络拥塞。这会导致用户体验不方便，因为延迟很大。在 IPFS中，内容是从存储内容拷贝最近的对等节点传递的，因此可以消除单节点压力，提高用户体验。另外， IPFS允许持续流畅地浏览内容，即使其所有者不再可用。

IPFS支持新的在线商务模式

现在的因特网上的任何在线内容都需要存放在专门的服务器上。为了确保内容随时可用，内容发布者需要有足够的带宽来满足用户的需求。IPFS彻底改变了这一模式。在 IPFS中，数据是以分布式的方式共享的，任何拥有数据的节点都能提供服务，而不仅仅是一个服务器就能为所有用户服务。利用该模式，可以大大降低带宽需求，提高数据采集的可靠性。也就意味着，新的商业模式会有发展的机遇。比如，像 Filecoin这样的项目，内容发布者可以为用户存储内容支付很小的报酬。这样可以改善内容分发，确保内容可用。

很多视频分享平台、社会媒体等应用都在向 IPFS转变，以获得更好的商业模式和家庭体验。

越来越多的主流用户正在采用 IPFS

因为 IPFS有许多吸引人的功能，所以它正被越来越多的主流用户所采用。这份报告讨论了土耳其和西班牙的 IPFS帮助主流用户抵制审查。Cloudflare最近宣布：“现在可以在 IPFS上建立网站，并且使用简单的标准域名指向这些网站。”IPFS承载的站点是反审查站点，现在可以使用 HTTP和 HTTPS，还有 Cloudfare的 IPFS网关，方便地识别和安全浏览。另外， Cloudflare已经实现了一些技术，以确保用户不需要依赖 Cloudflare为他们提供所需的正确内容。

对于 IPFS有哪些挑战？

IPFS是一种新技术，正在不断发展。但是，我们认识到，必须克服一些实现大规模采用的挑战。

宽带需求

目前运行的 IPFS节点占用大量带宽，对于许多发展中国家的用户来说，未必可行。过度使用带宽，可能会影响 IPFS在世界许多地方的采用。尽管有许多关于如何解决这一问题的建议，但是财政激励可能是正确的方向。通过在 IPFS上托管内容获得经济回报，有助于支付运行节点的费用和鼓励采用。

对 IPFS节点进行了带宽使用的实验。这个测试中，没有使用节点来浏览或下载 IPFS的任何内容。但在8个小时内，我们的节点已经下载/上传了5 GB以上的数据。

实用性

目前实施的 IPFS不能保证，请求时有数据可用。一种可行的确保数据可用的方法是内容绑定，这意味着您需要在 IPFS节点上持续地保存发布内容的副本。这个 IPFS节点必须总是联机，以保证随时可以使用。类似 Filecoin这样的项目建立了一个激励层，鼓励节点保存内容，以换取 Token奖励。

私有内容

提交给 IPFS的内容通过设计公开，任何拥有内容散列的人都可以访问。当前， IPFS没有提供内置的解决方案来存储私有数据，加密可用于通过 IPFS存储和/或传输私有数据。另外一个更复杂的方法是使用 IPFS协议创建私有网络，在这个协议中，节点只能被连接到私有网络节点上的一个指定列表。

结论

在此基础上，我们讨论了为什么 IPFS将成为未来分布式互联网的关键技术。总体分析包括：关于 IPFS技术，安全，网络动态，以及不同应用的细节。总之， IPFS已经被证明是审查和分布式数据存储的关键。在不断发展的过程中，它将成为未来数据传输的标准协议。

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编译者/作者：一路向前Filecoin

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