探索CID（内容标识符）的来龙去脉

当我们在分散的Web上与对等体交换数据时，我们依靠内容寻址（而不是集中式Web的位置寻址）来安全地定位和识别数据。本文中，了解重要的分散Web概念的基础知识，如内容寻址、加密哈希、内容标识符 （CID）和与对等方共享。

1、什么是 CID？

CID规范起源于IPFS，现在采用多格式，支持广泛的项目，包括IPFS、IPLD、libp2p和Filecoin。本部分将介绍 CID本身的解剖，这些分布式信息系统都用作引用内容的核心标识符。

内容标识符（CID）是自描述内容寻址标识符。它不指示内容的存储位置，但它基于内容本身形成一种地址。CID 中的字符数取决于基础内容的加密哈希，而不是内容本身的大小。由于IPFS中的大多数内容都是使用 进行哈希处理的，因此您遇到的大多数CID大小相同（256位，相当于32字节）。这使得它们更易于管理，尤其是在处理多个内容时。sha2-256

例如，如果我们在IPFS网络上存储了aardvark的图像，其CID将看起来像这样：

Qmcrd4wkppi6dig81r5slj9zm1gdcl4zgpej9cfurrgbzf

创建CID的第一步是使用加密算法转换输入数据，该算法将任意大小的输入（数据或文件）映射到固定大小的输出。此转换称为加密哈希摘要或只是哈希。

使用的加密算法必须生成具有以下特征的哈希：

1、确定性：相同的输入应始终生成相同的哈希。

2、不相关：输入中的小变化应生成完全不同的哈希。

3、单向：从哈希中重建数据应该是不可行的。

4、唯一：只有一个文件可以生成一个特定的哈希。

请注意，如果我们在aardvark图像中更改单个像素，我们的加密算法将为图像生成完全不同的哈希值。当我们使用内容地址获取数据时，我们保证会看到该数据的预期版本。这与集中式Web上的位置寻址大不相同，其中给定地址（URL）上的内容可能会随着时间而变化。

加密哈希不是IPFS所独有的，而且有许多散列算法，如 、和 、不再安全等。IPFS默认情况下使用 sha2-256，但 CID 几乎支持任何强加密哈希算法。sha2-256blake2bsha3-256sha3-512sha1md5

2、多哈希

有时，散列算法可能被证明是不安全的，这意味着它不再符合我们前面定义的特征。这种情况已经发生了。随着时间的推移，其他算法可能不足以用于IPFS和其他分布式信息系统中的内容寻址。因此，为了支持多个加密算法，我们需要能够知道使用哪种算法来生成特定内容的哈希。

那么，我们该怎么做呢？为了支持多哈希算法，我们使用多哈希。

多哈希格式

多哈希是一种自描述的哈希，它本身包含元数据，描述其长度和生成它的加密算法。多格式CID是面向未来的，因为它们使用多哈希来支持多个哈希算法，而不是依赖于特定的哈希算法。

多哈什遵循模式 。从本质上讲，"原始哈希"的前缀是应用的哈希算法和哈希的。TLVtype-length-valuetypelength

1、type：用于生成哈希的加密算法的标识符（例如，的标识符将 - 以十六进制表示） -请参阅所有标识符的多代码表sha2-256180x12

2、length：哈希的实际长度 （使用它将是位， 相当于 32 字节）sha2-256256

3、value：实际哈希值

为了将CID表示为压缩字符串而不是普通二进制（一系列 s 和 s），我们可以使用基础编码。

首次创建IPFS时，它使用编码创建看起来像这样1的CIP：10base58btc

QmY7Yh4UquoXHLPFo2XbhXkhBvFoPwmQUSa92pxnxjQuPU

多哈希格式和编码启用了CID的第一个版本（现在称为版本 0），其初始字符仍然很容易发现。base58btcCIDv0Qm...

然而，随着时间的推移，人们开始怀疑这种多哈希格式是否足够：

1、我们怎么知道使用什么方法来编码数据？

2、我们怎么知道使用什么方法来创建CID的字符串表示形式？我们会一直使用吗？base58btc

为了解决这些顾虑，有必要对下一个版本的CID进行演化。

3、CIDv1：多代码前缀

CIDv0使用多哈希支持多个哈希函数。这意味着我们可以使用不同的哈希算法成功生成特定内容的哈希，以后能够使用此哈希识别内容。

但是，当我们试图读取数据本身时，我们怎么知道使用的编码方法？它可以编码与CBOR，原型，普通JSON等。若要解决此问题，请引入另一个唯一标识所用编码方法的前缀。

多代码前缀指示对数据使用哪种编码。

多码c支持许多不同类型的编码，每个编码都有自己的短编解码器标识符，如完整表所示。

在上面的示例中，我们可以看到使用编解码器编码的数据如何在我们的CID中表示。 是许多不同类型的IPLD（行星间链接数据）编解码器之一。由于IPFS始终对数据使用这些IPLD格式之一，因此IPFS CID中的多代码前缀将始终是IPLD编解码器。dag-pbdag-pb

但是，需要注意的是，多代码不仅由IPFS和IPLD使用。除了多哈希和其他一些自描述协议一样，它是多格式项目的一部分，该项目从IPFS中剥离出来，现在支持各种各样的其他项目和协议，包括我们在这里学习的 CID规范。

CIDv1：版本前缀

现在，我们添加了多代码，我们的版本1 CID包含以下字段：

<multicodec><multihash-algorithm><multihash-length><multihash-hash>

但是，如果您还记得前面的课程，版本0 CID仅包含部件，那么我们如何区分不同版本的CID？你猜对了， 更多的前缀！<multihash-*>

现在我们的CID如下所示：

<cid-version><multicodec><multihash>

表示 CID （0 或 1） 的版本。<cid-version>

4、CIDv1：多基前缀

因此，现在我们的CIDv1在二进制（0s和1s）给我们的信息：

<cid-version><multicodec><multihash>

由于二进制 CIP 不是很人性化，我们可以以字符串形式表示这些二进制 CID（二进制数据表示为文本）。例子：

bafybeigdyrzt5sfp7udm7hu76uh7y26nf3efuylqabf3oclgtqy55fbzdi

在二进制格式和字符串格式之间转换数据需要基本编码，因此在使用字符串CD时，我们了解应用于二进制数据的基本编码类型非常重要。但是，我们如何识别这一点呢？

哈希始终使用进行编码。这意味着我们可以安全地解释哈希值，假设它们正在使用。但是，由于环境限制（例如 DNS 名称），我们还需要支持其他基本编码的能力。为此，我们可以再加一个前缀！

CIDv0base58btcCIDv0base58btc

5、多基前缀

多基前缀表示在字符串格式和二进制格式之间转换 CID 时使用的基本编码，仅在 CID 的字符串形式中使用：

让我们以字符串形式检查两个 CID 示例：

我们知道第一个是 ，因为它以开头。从0开始的所有哈希都可以安全地解释为版本0的CID。

CIDv0Qm...Qmbase58btc

第二个示例以开头的base编码前缀标识符，默认情况下，大多数IPFS实现都使用该标识符。bbase32

有关标识符的完整列表，请参考下图。

6、一个哈希，多个 CID 版本

您可以将任何IPFS CID粘贴到方便的CID检查器中，以可视化其所有前缀及其表示内容。

我们将使用CIDv0 和 CIDv1格式查看此工具的一些结果。

示例 1：CIDv1

bafybeigdyrzt5sfp7udm7hu76uh7y26nf3efuylqabf3oclgtqy55fbzdi

第一个示例是版本 1 CID。

查看CID检查器工具的结果，我们可以看到该工具能够为我们分析的几个部分：

1、Human Readable CID： 分解 Cid 的每个部分， 以便我们人类易于阅读

2、Multibase：是基的标识符，在这种情况下，对于 。codebbase32

3、Multicodec：是编解码器的标识符，在这种情况下，IPLD 格式code0x70dag-pb

4、Multihash：将多哈希分解为使用的哈希算法（是 ）的代码，哈希的长度（256位，相当于32字节），以及内容哈希本身（摘要十六进制）。18sha2-256

从"人类可读CID"细分中，我们可以看到在添加适当的CIDv1前缀之前，内容的原始哈希是 。C3C4733EC8AFFD06CF9E9FF50FFC6BCD2EC85A6170004BB709669C31DE94391A

示例 2：CIDv0

QmbWqxBEKC3P8tqsKc98xmWNzrzDtRLMiMPL8wBuTGsMnR

此版本0 CID 显示了一些不同的结果：和 都被列为"隐式"。由于版本0 2D 没有这些前缀，因此它们始终假定为和分别。

multibasemulticodecbase58btcdag-pb

在标签下，我们看到：这是相同的CID从第一个示例！CID检查器为我们提供了从CIDv0转换为CIDv1的转换。

Base32CIDV1bafybeigdyrzt5sfp7udm7hu76uh7y26nf3efuylqabf3oclgtqy55fbzdi

另请注意，"人类可读 CID"（前缀后部分）的末尾在此CIDv0示例中与CIDv1示例中完全相同： 。C3C4733EC8AFFD06CF9E9FF50FFC6BCD2EC85A6170004BB709669C31DE94391A

为什么？这两个CID指向相同的内容。基本上，它是在CID规范的两个不同版本中表示的相同哈希（）。C3C4733EC8AFFD06CF9E9FF50FFC6BCD2EC85A6170004BB709669C31DE94391A

转换 CID 版本

您可以将任何前缀转换为，因为隐式前缀在变为显式。但是，由于支持多个编解码器和多个基，并且不支持，因此并非所有代码都可以转换为 。实际上，只有具有以下属性的才能转换为 ：

CIDv0CIDv1v0v1CIDv1CIDv0CIDv1CIDv0CIDv1CIDv0

1、multibase=base58btc

2、multicodec=dag-pb

3、multihash-algorithm=sha2-256

4、multihash-length=32（32 字节，相当于256 位）

为了验证这一理论，您可以在此处查看我们心爱的 aardvark 图像，该映像托管在 IPFS网络上：https://ipfs.io/ipfs/QmcRD4wkPPi6dig81r5sLj9Zm1gDCL4zgpEj9CfuRrGbzF

1、打开浏览器中的链接，从URL的末尾复制CID（QmcRD4wkPPi6dig81r5sLj9Zm1gDCL4zgpEj9CfuRrGbzF)

2、在新的浏览器窗口中，将其粘贴到CID检查器工具中，并查找屏幕底部显示的等效CIDv1值

3、回到aardvark 选项卡中，将CID替换为原始URL 中转换后的CID并刷新页面v0v1

你应该看到我们的阿尔德瓦尔克相同的图像。

编辑：星际视界IPFSNEWS Sue

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编译者/作者：星际视界IPFSNEWS

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