我们平常上网的时候，最熟悉的应该就是http://了吧，其实HTTP是万维网 （WWW: World Wide Web）服务器传输超文本到本地浏览器的传送协定。协定全称是Hyper Text Transfer Protocol，即超文本传输协定。

 

万维网是如何利用HTTP的呢？这就涉及到了TCP/IP通信协定。我们来做个假设，假定用户A操作电脑将文件上传到浏览器中，而用户B需要使用文件就必须用浏览器进行下载，这中间就会有一个过程。TCP首先会把A发送的文件分解成许多数据，然后压缩成多个压缩包。然后这些压缩包全部被装进一个IP里经由过程URL[ URL, 全称是Uniform Resource Locator, 中文叫统一资源定位符，是互联网上用来标识某一处资本的地址。向WEB服务器发送请求。Web服务器会根据用户端的请求，向用户端发送相应信息，然后文件上传完成。

 

用户B需要下载这个文件的时候，即必须输入IP地址，让电脑知道去那里找到对应的信息（基于地位的寻址Location based addressing）。之后电脑上会向WEB服务器发送要求，TCP会将发下载的压缩后的数据依次复原。如果文件TCP发现文件受损，会要求再发送一次。这样就会有下列的问题出现：

 

1.在互联网中，所有的文件数据都是存储在中心服务器中的。不管用户是上传还是下载，都需要从这个服务器中获取文件资料，但是一旦服务器发生故障、被黑客攻击、被限制等， 就会出现404 NOT FOUND字样。

 

2．不确定性也存在于基于位置的寻址方式。出现像IP被删除、服务器关闭的情况时，我们是无法下载或者浏览该文件的。

 

3.如果一份文件被很多人需要，比如一部视频，那么需要这部视频的所有人都必须去下载才能观看，这就造成了很大的存储空间浪费。

虽然说互联网很优秀，也难免有着不可避免的局限性。

 

互联网的信息交换构建和IPFS是很相似的，不同之处在于IPFS是去中央化的。IPFS没有一个中央服务器，不存在404 not found，也不会存在文件被篡改的问题。文件在IPFS网络里可以实现共享，以此来节省大家的存储空间，避免浪费。

 

二、IPFS的极简主义 

Protocol Labs 在创建IPFS的时候给它取名为“InterPlanetary File System（星际文件传输）”也是有深刻含义的。Protocol Labs希望构建一个点对点的分布式文件系统，通过底层协议，让全世界所有人都能够轻松从IPFS系统上提取文件，且不受防火墙的影响。甚至如果科技发展到一定程度，需要进行星球与星球信息传输时，IPFS也可以提供快速存储文件的服务。

 

1.    存储 

在IPFS里，信息能够存储进IPFS系统中的块（block）里，这些块能够存储最多256kb大小的数据，它们还能够链接其他IPFS块。也就是说，数据文件小于256kb的时候只需要将文件放入一个IPFS块，而大于 256kb的文件数据会被打散分成多个256kb然后放进一个个块中，之后IPFS将建立一个空块，该块将链接到文件的其他部分。这个空块就类似于一个大信封，里面会涵盖全部文件的所有部分。

系统会给同一个文件的每一个块算一次哈希值a，一切块的哈希值a盘算终了以后，会将一切的哈希值a拼凑成一个数组b，再盘算一次哈希值，从而得到最终的哈希值c。最后将哈希值c和原文件捆绑起来，从而构成一个索引构造d。把块和终究的索引构造d上传至IPFS节点，文件就能同步到网络了。

此外，另有一种小于1kb的文件，如果将这些小文件也单独的放进一个块里的话，也会浪费空间。因此，IPFS把小于1kb的数据内容间接和哈希索引放在一同上传给IPFS节点，不会再分外的占用一个块。

可见IPFS的创作理念，使用极少的存储空间，分散的存储文件。另外，关于相同的文件，IPFS只建立一个文件夹，系统也会主动删除反复的文件，并修正的版本历史记录，这样能够大大节约存储空间，保证系统的运转速率，并保证存储文件的平安，和使用的便利。

 

2.    读取 

作为信息交换的基础，用户在IPFS上传或者使用文件时，不再是基于地位的寻址（Location based addressing），而是基于内容的寻址（Content based addressing）。也就是把“去哪找信息”的指令换成“想找什么内容”的指令。 

在互联网中，下载一个文件或者浏览信息必须要一个IP地址或者域名，而在IPFS内，每一个文件都有一个唯一的哈希值。不存在文件有多个哈希值，或者多个哈希值对应同一个文件的问题。所以，用户只需在IPFS内输出文件的哈希值，系统就会出现对应的文件。这些文件是分布存储的，即使只有一个用户有对应的文件，即使节点罢工或不在线，文件的读取也不会受到影响。

在IPFS系统种下载文件时，首先需要矿工依据最终的哈希值搜索哈希的索引构造，并下载。然后，用户就能够根据哈希索引搜索到文件的节点位置。用户把节点上的块下载之后，IPFS会根据哈希数组的次序，重新组合文件，用户就能够运用了。 

能够看出，IPFS将文件细分，让上传略显复杂，但目标是用户在下载时更方便快捷。毕竟相对于大文件，同样的网速还是小文件下载的速度更快。

 

三、IPFS的缺点 

 

1.IPFS的优点是文件不会被篡改、不会被撤销，但如果是一个需要操作的文件，或者说是内容错误、信息需要更新的文件，那么不会被篡改、不会被撤销将会是一个很大的麻烦。

对此，IPFS给出的对应步伐是：将修改以后的文件上传到IPFS，IPFS也会对文件进行更新，在IPFS内便可以搜索文件更新的一切历史纪录。

 

3.    IPFS将大文件分别存储在不同的块中，也会有不可避免的隐患，即：一部分寄存文件的节点统统无法使用，并且该文件没有备份，那么全部文件都是无法使用的。

这样就产生了两种解决方案，1.激励更多的节点去存储这个信息，2.主动分发文件，使得更多节点存储这个信息。IPFS也认识到了这个问题，于是创始团队又推出Filecoin这个奖励机制。Filecoin一共发型20亿枚，并在2017年7月停止代币私募，8月停止了代币众筹，融资超2.5亿美元，成为史上范围最大的代币发行之一。 

Filecoin是建立在IPFS基础上的一条公链，旨在建立一个分布式的存储市场，激励IPFS的用户提供闲置的空间存储链上信息，维系IPFS生态的运转与发展。Filecoin鼓励用户贡献自己的闲置硬盘、磁盘等存储空间，用于接受链内存储信息，防止局部节点下线或损坏致使文件无法使用问题。贡献自身存储空间的用户便成为矿工，只需连接到Filecoin ，然后等着协议来处理文件传输和交易即可。矿工贡献的存储空间越大，获取的Filecoin（FIL）就越多。当然，客户可以支付Filecoin来雇佣矿工来存储或分发数据。 

 

四、基于IPFS的项目 

 

2016年，IPFS一度成为区块链行业中最被看好的技术之一，数千名开发人员称之为“WEB的未来”。同年，协定实验室还建立了libp2p、IPLD、multiformats、Orbit和其他项目。直到如今，IPFS都保持着非常好的开发进度。到目前为止，基于IPFS而开辟的项目许多，包含了Akasha，BlockCat，Mana，DistrictOx，TokenClub等等。ETE也是基于ETH和IPFS的架构开辟出来的。

自Protocol Labs建立以来，一直钻研技术，在市场上十分低调。直到近期，Protocol Labs新闻不断，刚在7月中旬举行完《IPFS & libp2p开辟者大会》，又在8月3日在旧金山举行LAB DAY 2018活动，即实验室日2018。此次活动中，Protocol Labs从项目展现、黑客破解模仿和协定相互协作为主等方面，向投资机构等存眷者展现协定实验室生态系统最新的静态资讯。

IPFS在区块链行业内其实一直保持着非常高的关注度，从诞生之日起，就被广泛的讨论和传播，在主网未上线的时候，Filecoin的期货就已经最高达到10.19美元，市场总估值达到203.8亿美金，各种矿机厂商的IPFS矿机被抢购一空，可见市场对其期望之高。Protocol Labs创立了Filecoin和IPFS，两者互为补充。Filecoin可以为IPFS在全球范围内提供大量节点，与此同时还带着一个巨大的分布式存储空间，同时解决了IPFS的存储问题，而IPFS则为Filecoin提供了一个坚实的价值基础及技术架构。

正如我们现在对于互联网和移动互联网的使用习以为常一样，IPFS实则是重构了我们传递、获取、存储信息的方式，而Filecoin则为这一系统建立了激励体系来确保系统的运转，IPFS的前沿或许会在不久的将来，彻底改变我们看待信息的方式，成为我们日常生活的一部分。不管是区块链本身带来的金融自由，还是IPFS给我们带来的信息自由，无疑都将是人类进化史上重要的一个里程碑。

 

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