元旦期間，《黑鏡：潘達(dá)斯奈基》的互動(dòng)式劇情唬住了不少人。

可在自小玩游戲的營(yíng)長(zhǎng)看來(lái)，這個(gè)互動(dòng)式劇情卻不是什么新鮮玩意，十年前的《質(zhì)量效應(yīng)》游戲早就把它玩膩了，而游戲劇情的最終結(jié)局卻是虎頭蛇尾，可有可無(wú)。

所以，遍歷312分鐘全部支線劇情的苦活，營(yíng)長(zhǎng)沒(méi)心思去做，除了那個(gè)藏在深處的游戲彩蛋：

但有不少人為了參與這場(chǎng)劇情互動(dòng)，千辛萬(wàn)苦弄來(lái) Netflix 賬號(hào)，忍受著上千的延遲和掉幀來(lái)接收 Netflix 服務(wù)器上傳來(lái)的流媒體視頻。

這個(gè)技術(shù)現(xiàn)象倒是激起了營(yíng)長(zhǎng)的興趣，一查 Netflix 的 CDN 資料，果然，離我們最近的服務(wù)器都位于香港：

不是營(yíng)長(zhǎng)挑剔，現(xiàn)在回想一下，我們可能確實(shí)被這些中心化的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)慣壞了——毫秒級(jí)的網(wǎng)頁(yè)加載，點(diǎn)擊就能看到;零延遲的視頻、游戲，不能有一絲卡頓;同時(shí)，畫(huà)質(zhì)不是 1080p 或 4K 以上，你都不好意思說(shuō)自己用的是高清……

為了用戶看視頻的體驗(yàn)爽，Netflix 不得不反復(fù)造輪子，把用戶們要看的視頻存儲(chǔ)到離他們最近的 CDN 服務(wù)器上，僅在美國(guó)就部署了數(shù)百個(gè)這樣的視頻庫(kù)。

盡管想盡辦法省錢(qián)，視頻流媒體這樣的生意還是太燒錢(qián)了。

前不久，全球最大的 CDN 服務(wù)商找到了一個(gè)新辦法，整合去中心化的 IPFS，一種基于區(qū)塊鏈分布式存儲(chǔ)技術(shù)：

IPFS 是什么?

IPFS 的創(chuàng)造者是 Juan Benet，他同時(shí)也是 Protocol Lab 的創(chuàng)始人。Protocol Lab 是一個(gè)技術(shù)研究和開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)室，直接負(fù)責(zé) IPFS 的研發(fā)，同時(shí)也開(kāi)發(fā)了 Filecoin 和 IPLD 等。 Juan Benet 在斯坦福大學(xué)學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué)，對(duì)任何與知識(shí)、科學(xué)和技術(shù)有關(guān)的東西都非常著迷。

Juan Benet 最初并不是想創(chuàng)建 IPFS，他希望找到一種高效的方法來(lái)移動(dòng)科學(xué)數(shù)據(jù)集，這意味著數(shù)據(jù)的大小可以達(dá)到 10-100 GB 以上。 IPFS 的設(shè)計(jì)看起來(lái)像 Git 和 BitTorrent 的合體。 Bittorrent 提供了在網(wǎng)絡(luò)上快速移動(dòng)大文件的能力，Git 為數(shù)據(jù)提供內(nèi)置的版本控制。

在創(chuàng)建了這個(gè)協(xié)議之后，Juan Benet 很快意識(shí)到，IPFS 的作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了移動(dòng)大型數(shù)據(jù)集。 他實(shí)際上創(chuàng)建了一個(gè)協(xié)議，可以取代其他流行的協(xié)議，來(lái)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)信息。

當(dāng)命名 IPFS 這個(gè)名字的時(shí)候，他們的想法是向互聯(lián)網(wǎng)的命名致敬。 Jcr Licklider 是 Arpanet (互聯(lián)網(wǎng)的前身)的創(chuàng)造者，他的目標(biāo)就是創(chuàng)造一個(gè)星際網(wǎng)絡(luò)。 因此，互聯(lián)網(wǎng)實(shí)際上是星際網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)稱。 Interplanetary 也會(huì)消耗一些同樣的命名原則，另外，IPFS 旨在成為互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)的文件系統(tǒng)(FS)。 當(dāng)把它們放在一起的時(shí)候，就有了 IPFS，一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)文件系統(tǒng)。

網(wǎng)絡(luò)文件訪問(wèn)基礎(chǔ)

了解 IPFS，要先從了解如何從網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)文件開(kāi)始。

當(dāng)要從互聯(lián)網(wǎng)上下載一個(gè)圖像的時(shí)候，要告訴電腦準(zhǔn)確地找到你所請(qǐng)求的圖像。 這個(gè)位置通常采用 URL 的形式，其中包含存儲(chǔ)照片的公司域名，后面跟著一個(gè)擴(kuò)展名，指定文件是什么。 這篇博客文章的請(qǐng)求示例如下: https:// achainofblocks.com/ipfs-simple-guide.jpg。 這種訪問(wèn)資源的方法稱為"基于位置的尋址"，即告訴計(jì)算機(jī)可以訪問(wèn)信息的位置，然后計(jì)算機(jī)檢索信息。 這種方法的一個(gè)問(wèn)題是，如果位置不可訪問(wèn)(可能服務(wù)器處于脫機(jī)狀態(tài)) ，那么用戶的計(jì)算機(jī)就無(wú)法檢索到他們需要的信息。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，IPFS 引入了"基于內(nèi)容的尋址"的概念。 使用基于內(nèi)容的尋址在請(qǐng)求特定資源時(shí)不需要指定資源的位置，只需指定所需的內(nèi)容。

每個(gè)文件都有一個(gè)唯一的哈希值，可以認(rèn)為是文件的指紋或身份。 當(dāng)想要訪問(wèn)一個(gè)特定的文件時(shí)，用戶只需要向網(wǎng)絡(luò)詢問(wèn)誰(shuí)有一個(gè)帶有指定散列的文件副本。 一旦發(fā)出請(qǐng)求，IPFS 網(wǎng)絡(luò)上的某個(gè)人將提供您所請(qǐng)求的資源。 下載該資源，一個(gè)副本將被保存到您的 IPFS 緩存中。 現(xiàn)在，當(dāng)另一個(gè)人來(lái)請(qǐng)求相同的文件，您就能夠提供這個(gè)文件副本給他們。 這將創(chuàng)建一個(gè)速度更快的系統(tǒng)，因?yàn)楣蚕淼奈募蕉?，在大量?jié)點(diǎn)組中可用的文件就越多。

IPFS的工作原理

現(xiàn)在，已經(jīng)了解了 IPFS 與當(dāng)今傳統(tǒng)方法對(duì)比的基礎(chǔ)知識(shí)，可以更深入地了解 IPFS 是如何存儲(chǔ)數(shù)據(jù)并使用戶能夠訪問(wèn)數(shù)據(jù)的了。

在 IPFS 中，文件存儲(chǔ)在 IPFS 對(duì)象中，每個(gè)對(duì)象可以存儲(chǔ) 256 kb 的數(shù)據(jù)。 一個(gè) 對(duì)象也可以包含一個(gè) 鏈接到另一個(gè) IPFS 的對(duì)象，鏈接使得存儲(chǔ)大于 256 kb 的數(shù)據(jù)成為可能。 例如，如果您只上傳一個(gè)小的文本文件，那么一個(gè) 256kb 的對(duì)象應(yīng)該足以滿足您的需求。

但是，如果存儲(chǔ)一張圖片，則會(huì)將其分解為多個(gè)對(duì)象，每個(gè)對(duì)象的最大值為 256 kb。 然后，IPFS 系統(tǒng)將創(chuàng)建一個(gè)空對(duì)象，該對(duì)象將鏈接到組成該圖片的所有對(duì)象。

這個(gè)體系結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，但它非常強(qiáng)大，真正使 IPFS 作為文件系統(tǒng)使用。瀏覽下面簡(jiǎn)單的文件目錄結(jié)構(gòu)，進(jìn)而解釋如何將其轉(zhuǎn)換為 IPFS 結(jié)構(gòu):

可以通過(guò)為每個(gè)文件和每個(gè)文件夾 / 目錄創(chuàng)建1個(gè)對(duì)象，然后將文件鏈接到指定的目錄來(lái)轉(zhuǎn)換為 IPFS。 但是，如果考慮到 IPFS 使用基于內(nèi)容的尋址這一事實(shí)，情況就更好了。 這意味著添加的文件是不可變的，它們永遠(yuǎn)不能被改變，就像區(qū)塊鏈一樣。 這意味著用戶可以確定正在訪問(wèn)的資源是正確的數(shù)據(jù)，并且從未被更改過(guò)。

IPFS 中的數(shù)據(jù)更新

IPFS支持文件的版本化，這與 Git 的開(kāi)源代碼倉(cāng)庫(kù)類似。 例如，您正在處理一個(gè)名為 "Important Document-v1.doc" 的文本文件，并希望使用 IFPS 與人們共享該文檔。 當(dāng)您將這個(gè)文件添加到 IPFS 時(shí)，幕后發(fā)生的是，IPFS 將創(chuàng)建一個(gè)新的 Commit 對(duì)象。 這個(gè)對(duì)象是非?；镜?，它所做的只是告訴 IPFS 哪個(gè)提交在這個(gè)提交之前，它鏈接到與文件 "Important Document-v1.doc" 相關(guān)聯(lián)的 IPFS 對(duì)象。

現(xiàn)在想象一下，一段時(shí)間過(guò)去了，你的 "Important Document.doc" 需要修改。 通過(guò)簡(jiǎn)單地將新文件添加到 "Important Document-v2.doc"，IPFS 將為更新的文件創(chuàng)建一個(gè)新的 Commit Object (與原始過(guò)程相同)。 這個(gè)提交對(duì)象現(xiàn)在鏈接到先前的提交對(duì)象，第一個(gè)提交作為父對(duì)象。 這個(gè)過(guò)程可以無(wú)休止地重復(fù)，創(chuàng)建一個(gè)相同數(shù)據(jù)的鏈接版本鏈，所有這些數(shù)據(jù)都引用整個(gè)鏈。IPFS 確保網(wǎng)絡(luò)上所有其他節(jié)點(diǎn)都可以訪問(wèn)你的文件以及整個(gè)文件版本控制歷史記錄。

到目前為止，我們已經(jīng)討論了 IPFS 的許多有用特性和關(guān)鍵概念。 然而，所有的協(xié)議都有局限性和缺陷。 可以想象，IPFS 當(dāng)前面臨的最大問(wèn)題是保持文件可用。 網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都會(huì)保存他們下載的文件的緩存，并在其他用戶需要的時(shí)候幫助他們提供這些文件。 但是，在一種簡(jiǎn)單的情況下，如果一個(gè)文檔由 4 個(gè)節(jié)點(diǎn)承載，并且它們都處于離線狀態(tài)，則該文檔不能被訪問(wèn)。

有幾種方法可以解決上述問(wèn)題。 一種方法是鼓勵(lì)節(jié)點(diǎn)保持在線狀態(tài)，并保持文件對(duì)社區(qū)開(kāi)放。 對(duì)用戶可以提交給網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)空間進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)，這將確保文件在需要時(shí)具有很高的可用性。 另一種方法是在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中主動(dòng)分發(fā)文件，確保在任何給定的時(shí)間總是有足夠的副本在線。 你可以把這看作是大規(guī)模的冗余。

FileCoin

這個(gè)問(wèn)題正是 Filecoin 想要解決的問(wèn)題。 Filecoin 是由創(chuàng)建 IPFS 的同一團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建的，是一個(gè)區(qū)塊鏈，它建立在 IPFS 之上，目標(biāo)是創(chuàng)建一個(gè)去中心化的存儲(chǔ)市場(chǎng)。 這意味著那些硬盤(pán)上有額外存儲(chǔ)空間的用戶可以把它租出去作為 IPFS 存儲(chǔ)空間，并在這個(gè)過(guò)程中從中獲利。 你可以把 Filecoin 想象成一個(gè)類似于 Airbnb 的服務(wù)——不是出租房子里可用的空間，而是出租電腦里可用的存儲(chǔ)空間。 Filecoin 為節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建了一個(gè)保持?jǐn)?shù)據(jù)在線并盡可能長(zhǎng)時(shí)間保留的激勵(lì)機(jī)制。 除了保持節(jié)點(diǎn)在線的激勵(lì)之外，它還通過(guò)許多節(jié)點(diǎn)復(fù)制數(shù)據(jù)，從而使數(shù)據(jù)高可用且易于訪問(wèn)(即使少數(shù)節(jié)點(diǎn)處于離線狀態(tài))。 和 IPFS 有著相同的目標(biāo)，那就是離線優(yōu)先，這意味著他們一直在努力創(chuàng)造更好的體驗(yàn)，而不需要通過(guò)調(diào)用服務(wù)器來(lái)訪問(wèn)資源。

這是一個(gè) Filecoin 的高度快速總結(jié)，可以在以后的文章中和來(lái)自 Protocol labs 的其他項(xiàng)目一起深入地探討 Filecoin。

總結(jié)

可以看出，IPFS 是一個(gè)雄心勃勃的項(xiàng)目。 早期的項(xiàng)目集中在去中心化，主要是貨幣和金融方面。 IPFS 的真正目的是構(gòu)建一種更好的數(shù)據(jù)共享方式，以面對(duì)以前 HTTP 曾經(jīng)遇到過(guò)挑戰(zhàn)。然而，IPFS 顯然是最成熟的，并被視為一個(gè)在未來(lái)幾年內(nèi)可能得到大規(guī)模采用的系統(tǒng)。 絕不是在暗示 HTTP 正在消失，Juan Benet 自己也承認(rèn) HTTP 是一個(gè)很棒的協(xié)議，仍然非常有用。 畢竟，HTTP 是一個(gè)超過(guò) 25 年的協(xié)議，隨著 IPFS 的采用持續(xù)增長(zhǎng)，使用場(chǎng)景將隨著技術(shù)的發(fā)展而壯大。 在 IPFS 最終接管之前，我們很可能會(huì)出現(xiàn)同時(shí)使用兩種協(xié)議的情況，這非常類似于我們今天仍然使用 FTP 的某些能力。