IPFS：情懷很好，但Google這樣的企業(yè)敢使用嗎？區(qū)塊鏈
試想這樣一個世界：4k視頻流無需緩沖、用戶離線不會影響線上工作、商家可以零成本開展電子商務(wù)活動、政府無法控制互聯(lián)網(wǎng)接入。
有哪些因素驅(qū)動企業(yè)投資相關(guān)技術(shù)來實現(xiàn)這一愿景？今天我們又能從這一趨勢中獲得哪些好處？在回答這些問題之前，我們先來看看現(xiàn)在的 Web 2.0 面臨哪些問題。
數(shù)據(jù)問題
2005 年，人類創(chuàng)造了大約 130EB 的數(shù)據(jù)。要將這些信息保存在紙上，需要整個地球都要種滿樹木來為紙張?zhí)峁┰稀?2015 年這個數(shù)字是 7900EB，2020 年這個數(shù)字將增長到 40900。這些以指數(shù)級規(guī)模增長的數(shù)據(jù)量的消費者是同樣在飛速增長的互聯(lián)網(wǎng)用戶。
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僅在印度尼西亞，預(yù)計未來 4 年內(nèi)，互聯(lián)網(wǎng)用戶將從現(xiàn)有的 1.05 億增長到 1.25 億。也就是說，在接下來的 4 年里，僅僅一個國家就會多出 2000 萬網(wǎng)民。
讓情況更為復(fù)雜的是，存儲成本的下降速度（每年 40%）與帶寬成本的下降速度（每年 26%）有著近一倍的差距。
所有這些意味著，未來的網(wǎng)民越來越多，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量越來越龐大，而傳輸管道拓寬的速度卻跟不上數(shù)據(jù)增長的趨勢。于是數(shù)據(jù)擁堵現(xiàn)象會愈加嚴重，直到有一天，單純擴張硬件設(shè)施再也無法解決擁堵問題。
擁堵只是我們面臨的問題之一。今天的互聯(lián)網(wǎng)是一個中心化的系統(tǒng)，自然存在單點故障問題。這類單點故障可能被惡意利用，中斷整個國家的互聯(lián)網(wǎng)訪問。2011 年 1 月，埃及革命期間發(fā)生的事情就是這樣。當時總統(tǒng)不想下臺，于是他關(guān)閉了抗議者所依賴的互聯(lián)網(wǎng)。雖然這個辦法最終沒能奏效，但后果已經(jīng)發(fā)生了：四家主要的 ISP 供應(yīng)商斷開了網(wǎng)絡(luò)連接后，這個國家與世隔絕了。這里的單點故障在于，抗議者之間的所有通信都需要出入埃及國境，而不是直接在用戶之間傳遞，當通向境外的網(wǎng)絡(luò)大門被關(guān)閉，一切都沉默了。
問題顯然是存在的，現(xiàn)在我們來看看企業(yè)怎樣投資能夠帶來解決方案的技術(shù)，并從中獲益。于是 IPFS 和區(qū)塊鏈開始嶄露頭角。
IPFS
IPFS，或稱為星際文件系統(tǒng)（Interplanetary File System），是最初由 Juan Benet 在 2014 年設(shè)計的互聯(lián)網(wǎng)新協(xié)議，其設(shè)計目標是實現(xiàn)數(shù)據(jù)的永久存儲、清除網(wǎng)絡(luò)上的重復(fù)數(shù)據(jù)，并獲取存儲在網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點上的數(shù)據(jù)地址。它現(xiàn)在是一個開源項目。與 HTTP 不同，IPFS 是資源導(dǎo)向而非位置導(dǎo)向。 IPFS 通信時指向資源本身，而不是指向位置。之后，它從擁有完整或部分數(shù)據(jù)的節(jié)點獲取數(shù)據(jù)資源，從而創(chuàng)建一個去中心化的網(wǎng)絡(luò)。
那么你為什么要關(guān)心你使用的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議是不是基于位置的？先讓我們來比較這兩種方法。
HTTP 運行時使用基于位置的 IP 地址映射資源，并由此指向存儲著客戶端所需資源的節(jié)點所在的具體位置。
例如，如果你想觀看 Youtube 上的一段 4k 視頻，你的瀏覽器需要在遙遠的谷歌數(shù)據(jù)中心服務(wù)器上找到該視頻，然后把視頻流千里迢迢傳到你的設(shè)備?，F(xiàn)實中，有一種稱為內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)（CDN）的設(shè)施可以把服務(wù)器“帶到”你身邊，但這些服務(wù)器可能仍然離你數(shù)百公里之遙，而且在很多發(fā)展中國家這種技術(shù)也沒什么實用性。
想象一下，你和 100 個人一起參加了一個課程，你們都看了同樣一段視頻。結(jié)果實際操作中，該視頻必須從距離最近的谷歌服務(wù)器節(jié)點上提取，傳輸?shù)矫總€學(xué)生的筆記本電腦上，然后重復(fù)這個過程 100 次。這些學(xué)生不是獲取一份副本并在同學(xué)間互相分享，而是從遙遠的位置重復(fù)下載規(guī)模龐大的數(shù)據(jù)。這樣的方式效率極為低下，但這就是 HTTP 的工作原理，它在互聯(lián)網(wǎng)主干線路上造成了大量的擁堵問題。
IPFS 通過去中心化來解決擁堵和政府部門的過度控制問題
IPFS 不是指向位置，而是直接指向資源本身，并確保數(shù)據(jù)來自最近的源。這意味著，如果一個教室坐滿了學(xué)生，他們要觀看同一個視頻，他們會從彼此那里獲取資源，而不用都從某個遙遠的中心節(jié)點下載數(shù)據(jù)流。這樣一來，即使是觀看 4k 視頻也不需要緩沖。
現(xiàn)在你可能會問，這與眾所周知的 Bitorrent 協(xié)議有何不同，它又將如何改變網(wǎng)絡(luò)世界？
雖然 IPFS 大量借鑒了 Git 和 BitTorrent 等久經(jīng)考驗的技術(shù)，但它提供的是一個全新的解決方案。 BitTorrent 的工作原理是，每個種子后面都是一組獨立的用戶；如果兩個視頻使用不同的語言包，那么它們就會生成兩個種子，互相之間無法交叉共享任何內(nèi)容，就算兩個種子內(nèi)的文件內(nèi)容大致相同也不行，在這個例子中相同的部分高達 99%，卻依舊不能共享。
此外，BitTorrent 不支持所有的數(shù)據(jù)類型，使用起來更麻煩。它也不關(guān)心重復(fù)數(shù)據(jù)，意味著兩個相同的視頻可以共存并同時在網(wǎng)絡(luò)上共享，從而加劇數(shù)據(jù)擁堵的問題。
使用 IPFS，整個萬維網(wǎng)可以被視為所有人共享的一個 torrent 文件。任何文檔、視頻、音頻文件或整個應(yīng)用程序，或這些文檔的一部分將存儲在某臺用戶設(shè)備的本地存儲空間內(nèi)，并共享給全網(wǎng)用戶。當你需要某些數(shù)據(jù)時，IPFS 協(xié)議則負責尋找離你最近的數(shù)據(jù)所有者。
IPFS 網(wǎng)絡(luò)會自動刪除重復(fù)數(shù)據(jù)并追蹤數(shù)據(jù)的歷史版本記錄。為實現(xiàn)這個目標，向 IPFS 提交的每個文件都會獲得一個同內(nèi)容關(guān)聯(lián)的唯一加密哈希值。歷史版本記錄可以避免數(shù)據(jù)被誤刪除。IPFS 與區(qū)塊鏈相結(jié)合，讓這些唯一地址可以存儲到不可篡改的鏈中，從而可能創(chuàng)建出有趣的產(chǎn)品。 IPFS 不是區(qū)塊鏈，但它的設(shè)計宗旨是同區(qū)塊鏈協(xié)同運作。接下來讓我們看一看人們對 IPFS 的一些誤解，然后再回來探討這一組合能夠創(chuàng)建哪些應(yīng)用以及有哪些應(yīng)用已經(jīng)面世。
誤解
存儲在 IPFS 上的數(shù)據(jù)是持久的
永久和持久是兩個意思。 IPFS 承諾的是永久存儲，他們認為非永久存儲就和焚書一樣是嚴重的問題。但需要注意的是，IPFS 不保證持久性，網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點會自己判斷是否值得在 IPFS 上保留某些數(shù)據(jù)。在 IPFS 上，你可以創(chuàng)建內(nèi)容、將其添加到網(wǎng)絡(luò)中然后撒手不管，過程中不需要任何基礎(chǔ)設(shè)施。IPFS 使用加密技術(shù)存儲你的內(nèi)容，只要網(wǎng)絡(luò)認為這些內(nèi)容有價值就會一直保存下去。指向特定內(nèi)容的鏈接將始終保持不變，但網(wǎng)絡(luò)是否存儲這些內(nèi)容則由用戶決定。 IPFS 使用加密貨幣來激勵數(shù)據(jù)存儲行為，稍后會介紹這方面的更多內(nèi)容。
IPFS 是基于區(qū)塊鏈的技術(shù)
盡管 IPFS 使用像默克爾樹之類與區(qū)塊鏈相似的架構(gòu)元素，但它并非基于區(qū)塊鏈，而是被設(shè)計為與現(xiàn)有的區(qū)塊鏈協(xié)議協(xié)同工作。如上所述，上傳到 IPFS 的每個文件都將獲得一個永久地址。與 IPFS 不同，區(qū)塊鏈并不適合存儲大量數(shù)據(jù)。將這兩項技術(shù)結(jié)合在一起，你可以在 IPFS 網(wǎng)絡(luò)中存儲大量信息，并將不可變的永久 IPFS 地址放在區(qū)塊鏈事務(wù)中。IPFS 將提供可公開訪問的數(shù)據(jù)庫，而區(qū)塊鏈提供公開驗證機制。
IPFS vs 去中心化 vs 分布式
IPFS 是一種分布式的文件系統(tǒng)，可實現(xiàn)高性能和去中心化的數(shù)據(jù)歸檔。
圖源：https://blog.neocities.org/blog/2015/09/08/its-time-for-the-distributed-web.html
分布式意味著所有數(shù)據(jù)處理 / 歸檔操作都不在同一個位置完成。分布式服務(wù)仍然可以被單個實體控制。
去中心化意味著沒有一個實體可以控制所有事務(wù)。
因為 IPFS 的數(shù)據(jù)是在全網(wǎng)分散存儲的，所以它是分布式的。是去中心化還是要歸屬權(quán)，這取決于數(shù)據(jù)和管理數(shù)據(jù)的應(yīng)用。
使用 IPFS 和區(qū)塊鏈的應(yīng)用
IPFS 用于存儲可公開訪問的數(shù)據(jù)，而區(qū)塊鏈用來驗證它們的地址。這意味著兩件事：首先，你可以確保引用特定文件的鏈接確實是你應(yīng)該使用的鏈接；其次，鏈接將始終返回相同的對象?；谶@兩點可以發(fā)展出很多平臺，解決當下互聯(lián)網(wǎng)難以解決的很多問題。
圖源：http://www.themerkle.com/
知識產(chǎn)權(quán)
在線知識產(chǎn)權(quán)問題跨越了藝術(shù)和音樂、源代碼和程序等諸多領(lǐng)域。像 Embermine（http://embermine.com/）這樣的平臺使用 IPFS 和區(qū)塊鏈為內(nèi)容創(chuàng)建者提供了一個完整的生態(tài)系統(tǒng)。它提供了由智能合約（在區(qū)塊鏈上運行的應(yīng)用程序）、基于信譽的協(xié)作網(wǎng)絡(luò)、身份保護等驅(qū)動的營收渠道。
社交網(wǎng)絡(luò)
像 Akasha（http://akasha.world/）和 Steemit（http://steemit.com/） 這樣的網(wǎng)絡(luò)基于區(qū)塊鏈和 IPFS 構(gòu)建，提供真正的去中心化社交網(wǎng)絡(luò)體驗。他們通過獎勵加密貨幣來激勵內(nèi)容創(chuàng)作，并通過將數(shù)據(jù)分散在 IPFS 網(wǎng)絡(luò)上來對抗控制和監(jiān)管，這類監(jiān)管行為可能來自任何數(shù)據(jù)監(jiān)管中心部門。
“在今天的區(qū)塊鏈領(lǐng)域，AKASHA 是一項社會和技術(shù)實驗，使我們的集體記憶、感受和想法在整個人類的存在中自由回響。通過融合以太坊與星際文件系統(tǒng)，我們探索永久網(wǎng)絡(luò)在言論自由、持續(xù)創(chuàng)作和隱私保護背景下的意義和應(yīng)用，為心靈尋找更好的歸宿?！啊狝kasha.world
免費電子商務(wù)
OpenBazaar（http://openbazaar.com/） 創(chuàng)建了一個市場，由于它不受中心化機構(gòu)控制，因此不會對商家收取任何費用。與 eBay 或亞馬遜等傳統(tǒng)電子商務(wù)網(wǎng)站不同，在 OpenBazaar 上展示或銷售商品無需繳納任何費用。由于交易是點對點的，并且直接在買賣雙方之間發(fā)生，因此沒有中間人可以從銷售中扣費。這是為商家提供的免費電子商務(wù)平臺。
加密貨幣
FileCoin（http://filecoin.io/） 鼓勵數(shù)據(jù)存儲。你可以在 IPFS 網(wǎng)絡(luò)上存儲數(shù)據(jù)來促進網(wǎng)絡(luò)運行，并因此在 FileCoin 中獲得報酬。他們的理念是，由于全球數(shù)據(jù)中心和眾多硬盤中有大量空閑存儲空間，因此可以利用這些空閑空間并賺取 FileCoin，然后將其轉(zhuǎn)換為其他加密貨幣或法幣。
zCash（http://z.cash/） 承諾保護交易隱私。其支付操作會發(fā)布在區(qū)塊鏈公鏈上，但不公開交易的付款人、收款人和金額。
如你所見，所有這些應(yīng)用的使用體驗都與正常的 HTTP 瀏覽行為相似。這就是這一技術(shù)的亮點所在。它與 HTTP 協(xié)同工作，并提供更出色的工具來解決傳統(tǒng)系統(tǒng)無法解決的諸多問題。
所有這些都為使用 IPFS 和區(qū)塊鏈的新興平臺提供與當今互聯(lián)網(wǎng)巨頭競爭的能力。
現(xiàn)狀與未來
當下的應(yīng)用程序都運行在 Web 2.0 之上，它們向基礎(chǔ)設(shè)施投入大量資金以緩解我們之前提到的問題。構(gòu)成 Web 3.0 的去中心化技術(shù)（如 IPFS 和以太坊協(xié)議）需要與它們展開競爭，并取得勝利才能實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。
他們需要表現(xiàn)出類似的能力水平，或者至少證明自己有這個潛力，同時還要帶來更多好處。
以下 IPFS 相比 Web 2.0 的顯著優(yōu)勢
無信任多方計算 意味著你可以在自己不信任的設(shè)備上執(zhí)行計算，這同樣適用于數(shù)據(jù)存儲。
可信帳本、時間戳和可驗證的應(yīng)用程序 意味著可以從數(shù)學(xué)角度確定地證明正在運行的操作。
去中心化應(yīng)用程序 意味著，就算在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布應(yīng)用的公司消失，應(yīng)用程序也將繼續(xù)存在，而無需公司的基礎(chǔ)架構(gòu)或支持。
內(nèi)置端到端加密。現(xiàn)在的服務(wù)商之所以無法提供這種功能，是因為他們依賴用戶數(shù)據(jù)和廣告。但這是 Web 3.0 的默認功能。
Web3.0 世界中有更多的玩家，他們都為我們提供了一種基礎(chǔ)、一個讓應(yīng)用程序和業(yè)務(wù)開發(fā)人員與當今的巨頭展開競爭的杠桿。無論 IPFS 是否能實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，它都向我們展示了一種可行性。
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