《IPFS原理与实践》作者董天一：深度解读IPFS和Filecion

编者注：原标题为《链客Talk|《IPFS原理与实践》作者董天一：深度解读IPFS和Filecion》

5月15日，“链客Talk”邀请《IPFS原理与实践》作者、IPFS技术布道者 嘉宾董天一来到链客直播间。和大家一起聊聊“深度解读IPFS和Filecion”这一话题。

以下是此次活动问答内容整理：

大白|链客：首先请董老师为我们介绍一下什么是IPFS，它用到了哪些技术，它有怎么样的价值，另外它与区块链又有怎样的联系？

董天一：IPFS技术和Filecion技术实际上是两种技术，它们之间既有联系又有区别，首先我们从技术角度去说，IPFS使用的技术栈里面主要包含BT技术，再加上其它类型的技术。它是一个集各项成熟技术为一体的创新型项目，这就是IPFS。需要注意的是：IPFS技术栈里边并没有任何区块链特有的技术，比如共识，比如代币等等。也就是说它里边没有用到区块链相关技术。

Filecion是另外一项技术，但是Filecion和IPFS共用了同一个模块，我们称之为基础模块，叫Libp2p模块。LibP2P模块既是IPFS的网络基础，又是Filecion的网络基础。Filecion是一个完全基于区块链的分布式存储项目，它所使用的技术是区块链技术。Filecion还有非常多创新性的东西，比如说时空证明POST，还有它使用了数据存储本身做算力进行共识计算。

Filecion和IPFS之间的区别是使用的技术不同，应用的场景也不同。IPFS用的场景可以类比HTTP，主要是做数据的传输、定位。什么叫传输？传输就是把数据从一个节点传到另外一个节点，也就说从一个地方传到另外一个地方。比如，手机打开京东的时候，从京东服务器传到你手机上，这就叫数据传输，所以IPFS技术功能之一是做数据传输。IPFS的另外一个主功能是数据的定位，即找到数据在什么地方，类似HTTP的DNS。

Filecion主要是做数据存储的，我们知道做数据存储必须去做数据传输，否则你存储就没有意义。所以说Filecion其实是架构在IPFS之上的一个应用，它架构在IPFS之上做了一个数据存储的项目，它们底层网络是可以相通的。所以数据传输和数据存储就被融合成了一个整体，IPFS和Filecion组成了一组互补协议。

IPFS的上线时间是2015年5月份，到现在已经五年了。今天Filecion二测上线了，现在大多数的应用都分布在一些私有网络，公有网络不是特别多，而且还有很多顶级公司，包括国内的一些大公司在使用IPFS的技术。

IPFS实际上与区块链技术并没有太大联系，它只是一个互联网技术，但是IPFS使用的底层模块叫LibP2P，它被抽象出来之后成了一个独立的项目，而这个项目实际上跟区块链有相当多的联系，它可以作为区块链项目的一个基础设施。也就是说如果有项目方想开发一个区块链项目，可以直接借助LibP2P这个项目进行开发，会有非常多的工作被节省下来，也就是说你不用在上面去开发基础的网络和数据传输部分，因为LibP2P已经帮你封装好了，基于这样一个模块儿去做的话，你只需要在上面做共识部分就能够开发出来一个区块链项目，降低了区块链开发者的难度。

大白|链客：IPFS就目前来说具有怎么样的价值？应用到了哪些场景？未来会对我们带来什么样的更大的变革？

董天一：IPFS是分布式网络的一种协议，现在的网络基础架构越来越向分布式去走，不管是大的网络还是小的网络，当前所说的微服务其实都是分布式网络，包括京东、淘宝、天猫、支付宝、微信这些技术都已经是分布式网络了。最早的中心化网络，由一个节点控制全网，到后来很多个节点，再到像IPFS或者区块链时代的完全的分布式网络，所以这是技术的两个极端。IPFS是在分布式网络下诞生的一种技术。

如果你需要开发一个分布式应用，基于IPFS开发是一个非常好的选择，因为IPFS网络本身就具有分布式的特点。IPFS节点也就是大家说的点对点网络，是一个节点多连接任意其它节点的，意味着IPFS在数据传输上比HTTP有更大的优势。IPFS的核心就是BT协议，所以说BT下载对IPFS数据下载来讲，它大约比现在的HTTP能节省60%的带宽，这是IPFS优势。

IPFS具体的一些应用场景，从大范围去分可以分为两种：一种的是公网应用，公网应用就是我们接入整个IPFS的大公网，它像巨大的BT网络，我们接触BT网络之后，可以开发一些自己的应用，这种公网应用多数可以开发一些DAPP的东西，或者平台相关的一些东西；另外一种是私网应用，IPFS允许用户启动一个IPFS网络，跟主网隔离开来形成一个小的局域网，这种我们可以多见用于企业的企业网内部，现在已经有不少公司在探索企业内网里使用该类型的网络。据我所知，有一些公司已经开始把IPFS网用于自己的项目。

大白|链客：请董老师给我们介绍一下Filecoin这个项目，以及它与IPFS有什么关系？

董天一：Filecoin是一个基于区块链的存储项目，通俗点儿来讲，它就是一个巨大的网盘，这个网盘是建立在区块链项目基础之上的，是由矿工来维护和运营的一个网盘，这就是Filecoin这个项目的通俗理解。IPFS是Filecoin的技术基础，它们之间使用了一些共用模块。IPFS是一个BT网络，需要更多的节点，因为节点越多，性能越好。

在以往的BT项目里面（例如，电驴），很难有一种方式激励这些使用BT的人一直开着自己的BT网络，一直去给别人做种子。因为这样对它们自己没有什么好处，还要消耗自己的资源，比如说电能、硬盘甚至网络带宽。如果想让BT网络变得更好，就需要更多的用户去做种子，但这是一件非常难的事，在以往的BT网络里，我们很难去做到让用户去主动去分享自己的数据。

我们都知道以前那些BT软件，曾经尝试过各种激励方式。比如说你限制了带宽，那么它的软件会主动去限制你的下载。还有一些在很多年前的大型BT站，它们是采用积分的制度，就是说你可以花钱购买积分，其实就相当于花钱购买流量，这都是激励大家去做种子的一种方式，都不尽够理想，但是非常幸运的，这十年我们碰到了区块链，而区块链是在做这方面具有先天优势，所以说Filecoin就是IPFS上面的一个激励层，然后以Filecion的形式可以给IPFS提供更多的节点，这就是它们之间的关系。也就是说IPFS使用的人越多，或者使用的应用越多，对Filecion的需求越大，Filecion的节点越多，对IPFS网络的支持越大，它们是一对儿互相促进的协议。虽然IPFS早在五年前就已经上线了，但是在那个时代，因为没有激励层的存在，这些企业或者这些开发者使用的时候，只能自己来存储这些数据，就相当于是自己取这些IPFS节点来存储。在Filecion上线之后，它们多了一种选择，可以不用自己来存储这些数据，甚至不用自己去跑一个服务器的节点了，所以它可以继续Filecion这个项目，两个项目结合起来再去开发应用，这就是它们之间的联系。

大白|链客：请问董老师Filecoin的挖矿模型是什么样的？比如它的共识机制、生态中的角色、矿机等等

董天一：首先说Filecoin的共识机制， 我们拿比特币的例子来讲，众所周知比特币的共识是使用PoW，它就是使用你手里的计算能力作为投票的比例。举个例子，你拥有全网的计算能力的1%，那你将来从概率上来讲，就拥有全网1%的比特币回报，这是比特币的共识机制，即挖矿模型。它采用的计算能力其实就是PoW工作量证明。

其实Filecoin也能使用比特币的方式，白皮书已经说得非常明白了，Filecoin可以使用任何类型的共识机制，至于你具体选哪种共识机制，这完全是团队的选择，没有什么强制的规定。Filecoin为什么不采用跟比特币一样的共识机制，我们都知道Filecoin是一个基于实体经济的项目，它跟实体经济结合的非常的紧密，所以说它必须降低成本，刚刚说它是个巨大的网盘，如果它不降低成本，意味着网络成本太高。我相信不会有更多的人去选择。基于这方面的理解，Filecoin必须找出一种共识机制，越便宜越好，这种共识机制显然不能采用比特币的共识机制，因为比特币的共识机制成本很高，Filecoin需要规避这个问题。我们刚才说了Filecoin是一个巨大的网盘，矿工做的事情是提供自己的存储和带宽，那是不是我们可以换一种思考方式？我把你提供的存储空间，就是说你存储的数据本身作为你的共识机制基础计算方式如何？这就是Filecoin的一个方向。

基于这个思考，Filecoin共识机制就提出来了一种叫PoST的时空证明，时空证明就是证明一个矿工在一段时间存储一定的数据量，只要你存储了数据，你就有算力。它从本质上来讲，跟比特币是一样的。比如说你存储的数据量的大小，如果占全网数据量的1%，那你所获得的Filecoin的回报，也就是token的回报也是全网的1%。所以说它是按照存储的数据量大小。一旦我们按照存储数据量的大小去计算这种共识机制，显然不需要巨大的计算工作来完成这个事情，我们只需要适当的计算工作来完成，这样可以节省计算资源和电力。

这就是Filecion为了降低成本所做的努力，这样做对Filecoin来讲，它将面临巨大的挑战。以前没人这样干过，这个创新就非常的具有挑战性，意味着Filecion的共识机制太难了，因为它要一直盯着矿工存储的数据本身，矿工不能删除数据，是临时生成数据都不可以。

数据本身在Filecion里，因为我们刚才已经说过Filecion是一个巨大的网盘，这个网盘是用来存数据的。数据来自于用户，来自于使用者，用户把自己的数据交给矿工，然后矿工拿这个数据存储之后，作为自己的算力，然后进行区块链的共识机制维持，获得区块链的回报，这就是Filecion挖矿的共识机制的方式。这里边特别巧妙的地方就是Filecion在做它共识机制的时候，恰好可以使用矿工存储的数据。

所以在Filecion里的共识机制，以上说的那些，这只是一些比喻，这里仅仅涉及了一个时空证明的这种概念，还有其它很多概念并没有去涉及，就是想让大家能够明白它是做的一件什么样的事情即可。

Filecion的生态里的角色大概分这么几种。一种是开发者，因为Filecion是一条区块链，可以在上面进行开发，它是一条跟实体经济结合的区块链。如此，就意味着开发者是要在上面做应用的，否则Filecion就失去了自己的价值，所以开发者是这边的角色之一。另一种是矿工，在Filecion项目里矿工分了两种，一种我们称之为检索矿工，一种称之为那个存储矿工，我用一个简单的描述来跟它讲一下它们是什么，大家应该一下就能明白。

在传统的BT项目来讲，大家下载数据的时候，你是不是特别想有人帮你做种子？这样你就可以下载数据，我相信会有一些人遇到类似的这样的一个情况，就是你下载了一个文件，下载了50%的时候，结果发现没有种子了，你的下载中断了。在Filecion里。矿工的概念就是为大家做种子的节点，然后你下载的时候，你可以从很多地方进行下载，会有网络加速，这就是矿工。

我们刚才说了开发者和矿工。还有币的持有者。跟比特币的持有者是非常相似，投资者、爱好者或者是交易所。但是Filecion的token跟比特币的token并不太相同，Filecion的token是有交易价值的。因为在这个网络里边，我们要衡量存储了多少花多少钱，或者下载了多少花多少钱，这个事情是要使用token进行衡量的。

大家一定要注意，在互联网上每一个比特都是有人付费的，天下没有免费的午餐。比如你手机打开京东，然后你下载了京东的商品数据，那我想告诉你这个付费的过程是什么样的，首先你需要从网络运营商里边付流量费，然后下载这些流量到你的手机里，这个流量是有人付费的。其次，然后这些存储在京东的服务器上，京东是要付存储费的。最后，从京东那里下载数据的时候，京东还要再给你们付一次流量费，实际上这个流量在我们现在当前的经济模型里边，它是双向收费的。所以说所有的数据都是有人付费的，所有的存储也都是有人付费的。Filecion这个经济模型恰好符合这些规律。用户是一种角色，它是Filecion的网络的使用者。

最后我们再说一下Filecion里矿机的概念，在Filecion系统里矿机的概念和比特币不太一样，比特币的矿机出厂的时候已经确定了矿机算力，我们习惯用算力的概念来形容一个矿机的挖矿能力，这就是算力。Filecion矿机出厂的时候算力是零，你完全无法预估它的算力有多大。那怎么办呢？那它的算力是多大？它的算力是这样算的，你在里边存储了多少有效数据，算力是根据你存储的数据量大小来衡量的。比如：全网的数据存储量有100T，你自己存了1T，那你矿机的存的算力就是1%。如果过了一段儿时间全网的数据量变成了200T，你的数据量没有增长，那你就变了0.5%。所以它的算力是动态变化的，跟比特币这是不太一样的，大家不要按照比特币这种方式去衡量Filecion矿机的算力。

大白|链客：今天对于Filecoin项目来说是重要的一天。北京时间5月15日6:10，Filecoin测试网第二阶段正式开始，那么请董老师给大家介绍一下目前filecoin项目的最新进展情况？

董天一：今天是Filecoin二测启动的日子，目前来讲Filecoin测试已经持续了小半年，因为受疫情的影响，也做了适当的测试延长期。实际上整个测试过程，也出现过很多问题，比如说网络重置，测试就是为了把这个测试网络的bug给找出来。

测试目前为止大概分了三个阶段，第一个阶段是开发网测试，其实就是边开发边测，它是开源项目，要求一个大的开发网，测试完全没有任何参考意义，第一阶段测试就是在今天之前两、三个月的测试期，开发团队完善了很多东西，也变更了一些协议。因为测试的时候逐步发现有一些问题需要进行妥协和权衡，在安全性和成本之间进行博弈。不管从技术来讲，还是经济模型上来讲，都有不少改动。从第一期测试到今天启动这个测试之间仍然有一些改动，这是以前的那个经济模型里边无法呈现或者无法保证的，但是我们发现这个问题还是必须去解决。Filecion的上线时间理论上来讲，应该是在七月份到八月份之间，不会出太大的问题，因为测试到第二阶段，网络已经比以前稳定性高了很多了，包括这里边采用了一些新的做法。Filecion是有两个实现，一个我们都知道叫Lotus的实现，另一个是go-filecoin实现，现在网络已经实现了互操作，网络已经被联通起来了，第二阶段会进行两个网络的两种实现方式比较，其结果有可能两种共存，或者是将来只使用一种。

Filecion进展到今天，有很多人不太清楚它的难度，总以为Filecion这个项目一拖再拖，但实际上是因为这个项目的难度实在是太大了，它涉及到了非常多的数学前沿知识，比如说零知识证明或者非交互性零知识证明。由于这些知识在数学上都没有完美解决，所以说Filecion在某种程度上，它就是半科研性质的一个项目，有很多东西是在做科研，所以说它的项目方案一直无法完全真正稳定下来，现在很多高校也在参与这个项目的研究。在二测的时候，我们可以看到一些目前使用的证明机制或者一些数学机制。

它的稳定性已经相当不错了，但是不排除还有可能发生变化，包括主网的经济结构、技术结构都有可能发生变化。这样说吧，大概80%能在7、8月份按时上线，但是还有很少的概率会往后延期，比如发生了非常严重的bug。所以，呼吁矿工或者矿机生产商参与测试，把bug留在上线之前，千万不能留在上线之后，那对所有人可能都是灾难级的。

大白|链客：今天有很多对Filecoin比较关注的朋友，我们如何参与到Filecoin的挖矿当中，如何获得收益？

董天一：参与Filecoin挖矿跟比特币不太一样，先以比特币作为例子进行对比，方便大家理解。我们都知道比特币的收益曲线特别好计算，因为用电成本是多少？管理成本是多少？包括机房费用、矿机费用。所以说它可以精准计算收益率，比特币挖矿特别透明，很容易弄清楚投资能赚多少，包括风险，所以这是比特币。

但是Filecoin就不太一样了，相对要复杂一些，它需要挖矿的一些技术支持。如果是比特币，买了矿机插上电，就可以挖矿了。Filecoin不一样，你买个矿机，插上电，有可能是一点儿币都挖不到的，因为我们都知道，刚才已经说过了它的算力大小是存储的数据，你必须关注你存到多少数据。所以它还是有一定的技术含量和技术门槛的。

要参与挖矿，第一就是需要学习足够的知识，矿工必须去了解这个系统是如何运转的，当你了解到它是如何运转的以后，你自己将来就能够做出来自己预估的一个收益曲线，所以你要准备充足的知识。

第二，如果你觉得自己学习这个东西难度太大，还有一种方法，我建议大家可以找一个技术实力较为强劲的团队进行投资，当然这样的话你肯定是要付过路费，这个大家都很明白，最终要看收益率，最为普通的投资项目即可。

所以如果大家参与挖矿，很重要的一点就是不要过早投资，这也是我从2017年开始一直提醒大家的事情，到现在是已经到二测了，我仍然这样告诉大家，不要做过早的投资，你可以再观察观察。再看一看实测情况，因为Filecoin现在的网络没有到最终代码稳定阶段，所以说我们还并不清楚Filecoin数据挖矿的性能等一系列东西的最终形态是什么样子。

本文来源：链客Talk
原文标题：《IPFS原理与实践》作者董天一：深度解读IPFS和Filecion

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编译者/作者：链客Talk

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