精通IPFS系列之一：IPFS入門簡介

1、IPFS 是什麼

IPFS 是一個可快速索引的版本化的點對點文件系統。

IPFS是一個協議

定義了基於內容的定址文件系統

協助內容分發

結合了分散式哈希、p2p傳輸、版本管理系統

IPFS是一個文件系統

有文件夾和文件

可掛載文件系統（通過FUSE）

IPFS是一個web

可以像web 那樣查看文檔

可能通過?https://ipfs.io/?訪問文件

瀏覽器或擴展可以直接支持?ipfs:/?或者?dweb:/ipfs/

基於哈希確保內容真實性

IPFS是個模塊化

通過任何網路協議的連接層

路由層，尋找/定位文件所在位置

使用路由層的DHT (kademlia/coral)

使用基於路徑的命名服務

使用bittorrent-inspired 的區塊交換

IPFS 使用加密

加密哈希內容定址

區塊級的去重

文件完整性和版本控制

文件系統級的加密和簽名支持

IPFS是一個p2p系統

世界範圍內的p2p 文件傳輸網路

完全分散的架構

沒有單點失效問題

IPFS天生是一個CDN

文件添加到本地文件系統，將會在全世界可用

緩存友好（內容哈希命名）

基於bittorrent 的帶寬管理

IPFS有一個命名服務

IPNS，一個受SFS啟發的名稱系統

基於PKI的全局命名空間

有助於建立信任鏈

與其他NSes兼容

可以將DNS，.onion，.bit等映射到IPNS

2、Merkle DAG

IPFS的核心是MerkleDAG，一個有向無環圖，其鏈接是哈希。 這為IPFS中的所有對象提供了有用的屬性：

認證可以對內容進行哈希處理並根據鏈接進行驗證

持久化一旦獲取，對象可以永久緩存

通用任何數據結構都可以表示為merkledag

分散式對象可以由任何人創建，沒有集中的編寫者

IPFS是一個網路協義棧，用於組織代理網路以創建，發布，分發，提供和下載merkledag。 它是經過身份驗證的，分散的，永久性的網路。

3、節點和網路模型

IPFS網路使用基於身份的PKI。IPFS節點是一個可以查找、發布和複製merkledag對象的程序。 其身份由私鑰定義。 特別：

privateKey, publicKey := keygen()

nodeID := multihash(publicKey)

3.1、multihash和可升級的哈希

IPFS中的所有哈希都使用?multihash?進行編碼，multihash?是一種自描述哈希格式。使用的實際哈希函數取決於安全性要求。IPFS的密碼系統是可升級的，這意味著當哈希函數被破壞時，網路可以轉移到更強的哈希值。

目前IPFS節點必須支持：

sha2-256

sha2-512

sha3

4、協義棧

IPFS有一個模塊化的協義棧，每一個模塊都有多種實現，全部在不同的模塊中。 此規範僅解決層之間的介面，並簡要提及可能的實現。 詳細信息留待其他規格。

IPFS有5層：

命名自我認證的PKI命名空間（IPNS）

merkledag數據結構格式

交換區塊傳輸和複製

路由定位對等體和對象

網路在對等體之間建立連接

4.1 網路層

網路層在網路中的任何兩個IPFS節點之間提供點對點傳輸。 它處理：

NAT遍歷

支持多種傳輸

支持加密，簽名或清除通信

多路復用

具體參考libp2p。

4.2、路由

路由層有兩個重要的目標：

節點路由發現其他的節點

內容路由發現發布到IPFS 上的數據

路由系統是一種滿足各種實現的介面。例如：

DHTs

mdns

snr

dns

具體參考libp2p。

4.3、區塊交換

區塊交換負責協商批量數據傳輸。一旦節點彼此了解，並且連接，交換協議就會控制內容定址塊的傳輸方式。

區塊交換是一種滿足各種實現的介面。例如：

Bitswap

HTTP

4.4、Merkledag

理解數據。merkledag數據結構是：

message MDagLink {

bytes Hash = 1; ???// multihash of the target object

string Name = 2; ??// utf string name. should be unique per object

uint64 Tsize = 3; ?// cumulative size of target object

}

message MDagNode {

MDagLink Links = 2; ?// refs to other objects

bytes Data = 1; ?????// opaque user data

}

參考merkledag 規範和路徑解析規範。

4.5、命名-PKI命名空間和可變指針

IPFS主要關注內容定址數據，這些數據本質上是不可變的：更改對象會改變其哈希值，從而改變其地址，使其成為一個完全不同的對象。 （將其視為寫時複製文件系統）。

IPFS命名層（或IPNS）處理以下內容的創建：

可變指向對象的指針

人類可讀的名字

IPNS基於SFS。 它是PKI命名空間，名稱只是公鑰的哈希。 控制私鑰的人控制名稱。記錄由私鑰簽名並分布在任何地方（在IPFS中，通過路由系統）。 這是一種在互聯網上分配可變名稱的平等主義方式，沒有任何集中化或證書頒發機構。

參考命名規範。

作者：喬瘋，加密貨幣愛好者，ipfs 愛好者，黑螢科技CTO。

（作者：黑螢科技，內容來自鏈得得內容開放平台「得得號」；本文僅代表作者觀點，不代表鏈得得官方立場）

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