摘要：全稱，中文名星際文件系統(tǒng)，是一個旨在創(chuàng)建持久且分布式存儲和共享文件的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議。在網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點將構(gòu)成一個分布式文件系統(tǒng)。使用稱為去中心化命名系統(tǒng)，每個文件都可以被協(xié)作命名為易讀的名字。三項目實踐利用構(gòu)建一個去中心化不可篡改的分布式系統(tǒng)。

作者簡介：戴嘉樂( Mr.Maple ) | 前百度高級研發(fā)工程師 | IPFS應(yīng)用實踐者&布道師|
個人網(wǎng)站：https://www.daijiale.cn
聯(lián)系方式：微信號：daijiale6239。

IPFS全稱InterPlanetary File System，中文名：星際文件系統(tǒng)，是一個旨在創(chuàng)建持久且分布式存儲和共享文件的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議。
它是一種內(nèi)容可尋址的對等超媒體分發(fā)協(xié)議。在IPFS網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點將構(gòu)成一個分布式文件系統(tǒng)。它是一個開放源代碼項目，自2014年開始由Protocol Labs （協(xié)議實驗室）在開源社區(qū)的幫助下發(fā)展。其最初由Juan Benet設(shè)計。
IPFS是點對點的超媒體協(xié)議，可以讓網(wǎng)絡(luò)更快、更安全、更開放。它是一個面向全球的、點對點的分布式版本文件系統(tǒng)，試圖將所有具有相同文件系統(tǒng)的計算設(shè)備連接在一起。
官網(wǎng)：https://ipfs.io/

IPFS—又稱“星際文件系統(tǒng)”。簡單點說，它是一個點對點的分布式文件系統(tǒng)（和比特幣技術(shù)一樣），通過底層協(xié)議，可以讓存儲在IPFS系統(tǒng)上的文件，在全世界任何一個地方快速獲取，且不受防火墻的影響（無需網(wǎng)絡(luò)代理）。

我們現(xiàn)在所使用的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議被稱作——超文本協(xié)議HTTP。這種協(xié)議具有超中心化特性。

也就是說，你從互聯(lián)網(wǎng)上下載文件或者是瀏覽網(wǎng)頁，一次只能從一個數(shù)據(jù)中心獲取你所需要的資料。如果這個數(shù)據(jù)中心出現(xiàn)故障，或者被限制或是攻擊，就會出現(xiàn)文件丟失或者網(wǎng)頁無法打開的問題。比如你存在某云盤的資料突然無法下載，或者你想瀏覽的網(wǎng)頁因為某些政策原因無法打開。

而IPFS的目的就是解決這些問題。在某些方面，IPFS類似Web，你一樣可以基于IPFS進行互聯(lián)網(wǎng)地址的鏈接。但IPFS是去中心化的，它不存在Web的主網(wǎng)故障問題。所以，IPFS完全取代掉HTTP也并非天方夜譚。

HTTP效率低下，服務(wù)器成本昂貴
使用HTTP協(xié)議從一臺計算機服務(wù)器上一次只能下載一個文件，而不是同時從多臺計算機中獲取文件。通過P2P方式的視頻傳輸可以節(jié)省帶寬成本的60％。

歷史文件被刪除
網(wǎng)頁的平均使用壽命為100天，大量的網(wǎng)站文件不能得以長期保存。有些重要的文件因操作不當(dāng)，也有可能永遠在互聯(lián)網(wǎng)消失。

中心化的網(wǎng)絡(luò)限制了機會
互聯(lián)網(wǎng)一直是人類進步的催化器，但中心化的網(wǎng)絡(luò)容易被控制，是對互聯(lián)網(wǎng)良性發(fā)展的的威脅。

網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用太依賴骨干網(wǎng)
為保證數(shù)據(jù)的可靠性，我們開發(fā)的應(yīng)用程序太依賴大型的中心服務(wù)器，并通過大量的備份來保證數(shù)據(jù)的安全。
HTTP協(xié)議已經(jīng)用了20年的歷史，從HTTP 1.0 到現(xiàn)在的HTTP5，網(wǎng)頁的展示越來越美觀豐富，但它背后的Browser/Server 模式是從來沒變的。

互聯(lián)網(wǎng)信息永久存儲
IPFS像是一個分布式存儲網(wǎng)絡(luò)（類似于SIA），任何存儲在系統(tǒng)里的資源，包括文字、圖片、聲音、視頻，以及網(wǎng)站代碼，通過IPFS進行哈希運算后，都會生成唯一的地址。今后，你只要通過這個地址就可以打開它們。并且這個地址是可以被分享的。
而由于加密算法的保護，該地址具備了不可篡改和刪除的特性（在某種意義上，如果破解密碼還是有可能被篡改或刪除，但概率極低）。所以，一旦數(shù)據(jù)存儲在IPFS中，它就會是永久性的。比如我們經(jīng)常會遇到的某個資源刪除無法訪問的問題。
這種情況，在IPFS上就不會發(fā)生。即便是把該站點撤銷，只要存儲該站點信息的網(wǎng)絡(luò)依然存在，該網(wǎng)頁就可以被正常訪問。存儲站點的分布式網(wǎng)絡(luò)越多，它的可靠性也就越強。
與SIA不同的是，IPFS存儲的一般是公共信息，普通大眾都可以獲得的。有一種說法認為，如果IPFS完全取代HTTP，那么此后，人類歷史將會被永久保存，且不會被篡改。
這也就意味著，人類所做的每一件事情都會被記錄，不管是正確的、抑或是錯誤的。

解決過度冗余問題，實現(xiàn)共享經(jīng)濟
如果你喜歡某部電影，又擔(dān)心電影資源丟失，通常的做法是，你會把這部電影下載在自己的電腦上。比如電影《阿凡達》，在2016年一年的下載次數(shù)就達到了1658萬次，總下載數(shù)量更是驚人。那么一個無法避免的問題是：同樣的一部電影被反復(fù)儲存，造成了內(nèi)存資源極大浪費。這就是HTTP協(xié)議的弊端。同樣的資源備份的次數(shù)過多，就會造成過度冗余的問題。
而IPFS的出現(xiàn)可以很好的解決這個問題。IPFS會把存儲文件，做一次哈希計算，只字不差的兩個文件哈希值相同。所以，用戶只需要使用相同的哈希值，就可以訪問那個文件，這個哈希值就是文件的地址。只要獲取這個地址，就可以共享資源了。
基于上面的永久存儲特性，你再也不用擔(dān)心某個電影找不到了，也不用備份，因為全球電腦上只要有那么幾個人存儲著，你就能拿到它。而不是重復(fù)存儲幾十萬份。

同時基于內(nèi)容尋址，而非基于域名尋址。
IPFS的網(wǎng)絡(luò)上運行著一條區(qū)塊鏈，即用來存儲互聯(lián)網(wǎng)文件的哈希值表，每次有網(wǎng)絡(luò)訪問，即要在鏈上查詢該內(nèi)容（文件）的地址。
文件（內(nèi)容）具有存在的唯一性，一個文件加入了IPFS的網(wǎng)絡(luò)，將基于計算對內(nèi)容賦予一個唯一加密的哈希值。這將改變我們使用域名訪問網(wǎng)絡(luò)的習(xí)慣。
提供文件的歷史版本控制器（類似Git），并且讓多節(jié)點使用保存不同版本的文件。

節(jié)點存儲激勵，代幣分成
通過使用代幣（FileCoin）的激勵作用，讓各節(jié)點有動力去存儲數(shù)據(jù)。 Filecoin 是一個由加密貨幣驅(qū)動的存儲網(wǎng)絡(luò)。礦工通過為網(wǎng)絡(luò)提供開放的硬盤空間獲得Filecoin，而用戶則用 Filecoin 來支付在去中心化網(wǎng)絡(luò)中儲存加密文件的費用。

每個文件及其中的所有塊都被賦予一個稱為加密散列的唯一指紋。

IPFS通過網(wǎng)絡(luò)刪除重復(fù)具有相同哈希值的文件，通過計算是可以判斷哪些文件是冗余重復(fù)的。并跟蹤每個文件的版本歷史記錄。

每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點只存儲它感興趣的內(nèi)容，以及一些索引信息，有助于弄清楚誰在存儲什么。

查找文件時，你通過文件的哈希值就可以在網(wǎng)絡(luò)查找到儲存改文件的節(jié)點，找到想要的文件。

使用稱為IPNS（去中心化命名系統(tǒng)），每個文件都可以被協(xié)作命名為易讀的名字。通過搜索，就能很容易地找到想要查看的文件。

從IPFS的介紹可以看出， IPFS設(shè)想的是讓所有的網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點不僅僅只充當(dāng) Browser或Client的角色，其實人人都可以作為這個網(wǎng)絡(luò)的運營者，人人都可以是服務(wù)器。

下載地址：https://dist.ipfs.io/#go-ipfs

本篇博客下載并使用的版本是：go-ipfs Version v0.4.13 for OS X 64bit

ipfs --help  //打開命令行，輸入，出現(xiàn)Log信息時，表示安裝成功

在本地全局目錄下新建倉庫：

cd ~/.ipfs
export EDITOR=/usr/bin/vim
ipfs config edit

執(zhí)行完ipfs config edit后會打開一個ipfs節(jié)點配置文件，可以如下修改配置參數(shù)：

{
"Identity":{
"PeerID":"QmXXXXXXXXXXXXXXX",
"PrivKey":"XXXXXXXXXXXX"
},
"Datastore":{
"StorageMax":"10GB",
"StorageGCWatermark":90,
"GCPeriod":"1h",
"Spec":{
"mounts":[
{
"child":{
"path":"blocks",
"shardFunc":"/repo/flatfs/shard/v1/next-to-last/2",
"sync":true,
"type":"flatfs"
},
"mountpoint":"/blocks",
"prefix":"flatfs.datastore",
"type":"measure"
},
{
"child":{
"compression":"none",
"path":"datastore",
"type":"levelds"
},
"mountpoint":"/",
"prefix":"leveldb.datastore",
"type":"measure"
}
],
"type":"mount"
},
"HashOnRead":false,
"BloomFilterSize":0
},
"Addresses":{
"Swarm":[
"/ip4/0.0.0.0/tcp/4001",
"/ip6/::/tcp/4001"
],
"Announce":[
],
"NoAnnounce":[
],
"API":"/ip4/127.0.0.1/tcp/5001",
"Gateway":"/ip4/127.0.0.1/tcp/8080"
},
"Mounts":{
"IPFS":"/ipfs",
"IPNS":"/ipns",
"FuseAllowOther":false
},
"Discovery":{
"MDNS":{
"Enabled":true,
"Interval":10
}
},
"Ipns":{
"RepublishPeriod":"",
"RecordLifetime":"",
"ResolveCacheSize":128
},
"Bootstrap":[
"/dnsaddr/bootstrap.libp2p.io/ipfs/QmNnooDu7bfjPFoTZYxMNLWUQJyrVwtbZg5gBMjTezGAJN",
"/dnsaddr/bootstrap.libp2p.io/ipfs/QmQCU2EcMqAqQPR2i9bChDtGNJchTbq5TbXJJ16u19uLTa",
"/dnsaddr/bootstrap.libp2p.io/ipfs/QmbLHAnMoJPWSCR5Zhtx6BHJX9KiKNN6tpvbUcqanj75Nb",
"/dnsaddr/bootstrap.libp2p.io/ipfs/QmcZf59bWwK5XFi76CZX8cbJ4BhTzzA3gU1ZjYZcYW3dwt",
"/ip4/104.131.131.82/tcp/4001/ipfs/QmaCpDMGvV2BGHeYERUEnRQAwe3N8SzbUtfsmvsqQLuvuJ",
"/ip4/104.236.179.241/tcp/4001/ipfs/QmSoLPppuBtQSGwKDZT2M73ULpjvfd3aZ6ha4oFGL1KrGM",
"/ip4/128.199.219.111/tcp/4001/ipfs/QmSoLSafTMBsPKadTEgaXctDQVcqN88CNLHXMkTNwMKPnu",
"/ip4/104.236.76.40/tcp/4001/ipfs/QmSoLV4Bbm51jM9C4gDYZQ9Cy3U6aXMJDAbzgu2fzaDs64",
"/ip4/178.62.158.247/tcp/4001/ipfs/QmSoLer265NRgSp2LA3dPaeykiS1J6DifTC88f5uVQKNAd",
"/ip6/2604:a880:1:20::203:d001/tcp/4001/ipfs/QmSoLPppuBtQSGwKDZT2M73ULpjvfd3aZ6ha4oFGL1KrGM",
"/ip6/2400:6180:0:d0::151:6001/tcp/4001/ipfs/QmSoLSafTMBsPKadTEgaXctDQVcqN88CNLHXMkTNwMKPnu",
"/ip6/2604:a880:800:10::4a:5001/tcp/4001/ipfs/QmSoLV4Bbm51jM9C4gDYZQ9Cy3U6aXMJDAbzgu2fzaDs64",
"/ip6/2a03:b0c0:0:1010::23:1001/tcp/4001/ipfs/QmSoLer265NRgSp2LA3dPaeykiS1J6DifTC88f5uVQKNAd"
],
"Gateway":{
"HTTPHeaders":{
"Access-Control-Allow-Headers":[
"X-Requested-With",
"Range"
],
"Access-Control-Allow-Methods":[
"GET"
],
"Access-Control-Allow-Origin":[
"*"
]
},
"RootRedirect":"",
"Writable":false,
"PathPrefixes":[
]
},
"API":{
"HTTPHeaders":null
},
"Swarm":{
"AddrFilters":null,
"DisableBandwidthMetrics":false,
"DisableNatPortMap":false,
"DisableRelay":false,
"EnableRelayHop":false,
"ConnMgr":{
"Type":"basic",
"LowWater":600,
"HighWater":900,
"GracePeriod":"20s"
}
},
"Reprovider":{
"Interval":"12h",
"Strategy":"all"
},
"Experimental":{
"FilestoreEnabled":false,
"ShardingEnabled":false,
"Libp2pStreamMounting":false
}
}

每個節(jié)點都會存在一個唯一標識，查看節(jié)點ID方式如下：

ipfs id 

ipfs daemon

出現(xiàn)了5001端口被占用的情況，這邊可以通過對節(jié)點配置文件的修改來解決，如下所示：

找到所有配置5001端口的地方

替換成5002端口

再次啟動節(jié)點，服務(wù)成功啟動如下所示：

為了方便后續(xù)前端的開發(fā)和數(shù)據(jù)訪問，提前對跨域資源共享CORS進行配置，ctrl-c?退出ipfs，然后按照下面的步驟進行跨域配置：

ipfs config --json API.HTTPHeaders.Access-Control-Allow-Methods "["PUT", "GET", "POST", "OPTIONS"]"
ipfs config --json API.HTTPHeaders.Access-Control-Allow-Origin "["*"]"

瀏覽器打開 http://localhost:5002/webui ，出現(xiàn)Web Console 圖形化控制臺:

這里可以看到所有run在主網(wǎng)上的節(jié)點信息，和本地節(jié)點相關(guān)的配置數(shù)據(jù)。

利用 IPFS 構(gòu)建一個去中心化、不可篡改的分布式Wiki系統(tǒng)。

考慮到方便后期開源和推廣，這邊我是托管在github上，大家可以選擇自己熟悉的代碼托管服務(wù)，也可以克隆我的工程 ->?ipfs-wiki-system，在其基礎(chǔ)上進行你的二次開發(fā)，有任何問題，歡迎提交issue給我。

mkdir workplace
cd workplace
git clone [email protected]:daijiale/ipfs-wiki-system.git

cd workplace/ipfs-wiki-system/wiki-release
ll

可以看到如下文件：

wiki-release

index.html?//markdown模板渲染

navigation.md?//導(dǎo)航markdown

index.md?//首頁markdown

大家可以參考ipfs-wiki?Demo，根據(jù)自己的需求，通過markdown自定義不同的wiki內(nèi)容和目錄。

記住文件根目錄的Hash值：QmV5ZVQxXURKPDcVDW8WjpLCiQYvNzg173XcB6rYFevoXm

ipfs daemon

https://ipfs.io/ipfs/QmV5ZVQx...

由于ipfs的hash對應(yīng)著一個不可變的內(nèi)容，每次更新網(wǎng)站之后，website的hash都會變，舊的link不能訪問到新的內(nèi)容。

ipfs提供了ipns來解決更新的問題。

ipfs允許用戶使用一個私有密鑰來對哈希附加一個引用，使用一個公共密鑰哈希（簡稱pubkeyhash）表示你的網(wǎng)站的最新版本。

具體操作是:

通過上述方式，就完成了website和一個固定的link的綁定：
QmPS5NRXPCeAUtofKbW7c58Qm4PpM8mPEVJvaooE13LF78

ipfs name resolve QmPS5NRXPCeAUtofKbW7c58Qm4PpM8mPEVJvaooE13LF78
/ipfs/QmV5ZVQxXURKPDcVDW8WjpLCiQYvNzg173XcB6rYFevoXm

IPNS訪問固定節(jié)點Hash：

https://ipfs.io/ipns/QmPS5NRX...

驗證成功，出現(xiàn)如下效果：

以之前發(fā)布到主網(wǎng)的節(jié)點為第一節(jié)點，我們本地再新建一個節(jié)點，用以模擬第二節(jié)點的身份，打開Web Console：

在第二節(jié)點上，我們依然可以通過IPFS HASH查詢到第一節(jié)點主網(wǎng)上的?ipfs-wiki-system目錄文件數(shù)據(jù)

同時，我們也能看到：控制臺顯示記錄了我們發(fā)布至主網(wǎng)數(shù)據(jù)的區(qū)塊節(jié)點數(shù)已經(jīng)擴散至275個。

也就是說，來自另外全球其他274地方的個體，在自己的“記賬本”中記下了你之前發(fā)布的數(shù)據(jù)，哪怕其中個別服務(wù)器宕機（天災(zāi)人禍，挖斷電纜，世界末日等等），只要有一個節(jié)點安好，你的數(shù)據(jù)都不會丟失，真正意義實現(xiàn)了去中心化的服務(wù)機制。

->傳送門

本文部分內(nèi)容參考如下文獻，特別鳴謝：

如何使用星際文件傳輸網(wǎng)絡(luò)（IPFS）搭建區(qū)塊鏈服務(wù)-黎躍春
Youtube實驗室
protocol協(xié)議實驗室
Filecoin早期曠工計劃
IPFS開發(fā)英文官方文檔
IPFS——它能取代HTTP協(xié)議？
IPFS—http的終極殺手

[ 【戴嘉樂】詳解IPFS的本質(zhì)、技術(shù)架構(gòu)以及應(yīng)用]()

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