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ipfs是什么 3.0互联网的核心:分布式存储

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自从万维网在1994年成为主流以来,我们已经看到这个网络服务几乎涵盖了人类生活的各个方面。互联网的底层基础设施和建立在它之上的服务是相互依赖的。迄今为止,互联网的服务和结构已经是第二代了,但今天我们将要进入第三代。 在本文中,我们将了解Web 1.0和2.0的特征以及Web 3.0的特征。然后,我们将研究可能构成其核心的存储技术:分散存储网络IPFS及其激励平台Filecoin和Swarm,一种使用IPFS的新兴的以太坊存储平台。 

Web 1&2
Web 1.0是一个新思想的诞生。如果我们能够通过全球网络,即互联网,将世界上所有的计算机连接起来,那么我们就应该能够使集合内容池普遍可访问。要使大量数据可用,就需要对其进行索引和浏览。正是这种必要性促成了第一代万维网的创新。 Web 2.0采用了这种新的全球资源,一种普遍可访问的内容池,并开始将内容加入其中。程序可以连接和使用Web作为存储信息和相互通信的一种方式。
如今的google和Facebooks的中央中间商扮演着数据库和交换机的角色,提供可伸缩的资源和路由流量。虽然这些新公司改变了我们的生活方式,提供了令人惊叹的服务,但它们也利用了自己的中心地位来获取利润和权力。 在他们的橙皮书“交换,发誓和诈骗:群体的激励系统”,ViktorTrón,Aron Fischer,Dániela。Nagy,ZsoltFelföldi,Nick Johnson写道: 

上下文有针对性的广告为内容创造者提供了浮士德式的交易。就像“我们给你一个可调整的主机,它可以应付你的用户带来的任何流量,但是你授权了我们对你的内容进行实质性控制的权力;
我们将跟踪你的每一位用户,尽可能多地了解和拥有他们的个人数据,我们将挑选哪些人可以看到,哪些人看不到,我们也会出于同样的原因,我们将主动审查,甚至可能对你进行报告。”
因此,数以百万计的小型内容制作商为极少数的公司创造了巨大的价值,他们只能得到很少的报酬(通常是免费的托管)。

随着网络的发展,我们达到了扩展极限。中央节点需要更多的带宽来处理不断增加的数据流。随着时间的推移,当被破坏时,链接中断,内容丢失,不可搜索地消失在大量的信息中。 使这些问题更加复杂的是,安全性从未达到适合通过Web提供的新的通信和商业服务的级别。客户端-服务器模型依赖于一个由第三方发布的数字证书系统,以确保连接的安全。问题是,如果第三方受到损害,那么所有使用其证书进行的连接都可能受到损害。 根据Juniper Research的数据,“消费者生活和企业记录的快速数字化将使全球数据泄露的成本在2019年增加到2.1万亿美元,几乎是2015年违约成本的四倍。”因此,这一幕将会发生典型的转变,一系列新技术正在涌现。他们承诺解决困扰现有系统的问题,并创造一种使用网络的新方法。 

Web 3.0 按照早期迭代所设定的趋势,Web 3.0的思想预示着内容和程序交互方式的改变。
如果像Facebook和谷歌这样的中央中介机构被排除在外,我们今天面临的许多问题都将随之而去。
相反,内容寻址和相关技术将允许内容和程序以一种更健壮的方式彼此直接链接。像数字货币比特币和智能合同平台Ethereum这样的区块链技术,使用了牢不可破的公钥加密技术来确保程序之间的连接和保护数据。 这是对目前使用的集中发布的SSL证书的一种替代。由于没有中央的中介路由流量,连接可以通过互联网动态地找到最有效的路径,并绕过拥塞或损坏。 这些系统是为金融交易而设计的。它们不适合存储和传递替换中央服务器所需的信息量。
BitTorrent是一种流行的解决方案,它有很好的存储和扩展特性。但是,浏览用于在网络上索引内容的分布式散列表可能需要几秒钟的时间。这种延迟对于大型文件传输来说是可以的,但是对于数据中心用例来说没有什么好处。

IPFS 维克托·特隆(Viktor Tron)将IPFS描述为“第三个网络的乐高组件”,它是一个用于在大量计算机上存储数据的新系统。它是传输层不可知,意味着它可以通过TCP、uTP、UDT、QUIC、TOR以及甚至蓝牙来通信。 而不是中央服务器,使用对等网络来建立连接。公钥加密内置于节点寻址系统中,内容寻址 用于索引内容。节点和内容地址都存储在称为IPNS的分散命名系统中。 节点寻址和连接安全性 

1.对等网络中的节点每个都持有私钥并释放公钥,就像在比特币或以太坊中一样。2.节点地址是通过哈希其公钥来派生的。允许通过邮件签名进行连接验证。3.它们的公钥可用于在数据传输之前对其进行加密,从而防止拦截和被盗。

今天的web安全问题的解决方案构建在这个寻址系统中。不需要可信的中央证书颁发机构提供连接验证工具,所有连接都可以在默认情况下进行加密。没有SSL。
内容寻址

1.内容地址通过哈希内容块派生而来。2.然后再对内容地址进行哈希处理,以派生键名。3.密钥名与IPNS (IPFS的地址注册表)中的人类可读名称关联。

在今天的web中,如果要移动一个文件,则需要更新到该文件的所有链接。因为IPFS地址来自于他们所引用的内容,如果内容仍然存在于网络中的任何地方,链接将始终解析。这消除了对内容重复的任何需要,除了更大的持久性安全性或增强服务功能的目的之外。
但是,为了使分散式存储系统能够发展以取代当前的模型,它需要一种激励内容存储和服务的方法。
Filecoin是协议实验室开发的一种前瞻性解决方案,Swarm是由以太坊基金会开发的另一种解决方案。这两个项目都使用IPFS技术,但他们在如何激励参与方面有不同的理念。

Filecoin
Filecoin是由正在开发IPFS的协议实验室开发的。尽管该规范仍在帕洛阿尔托某处的一块白板上发展,但它可能会从比特币和相关加密货币的设计中得到启发。 Filecoin将使用一个已建立的共识流程来保护金融网络。最有可能的是以太公共网络。通过要求节点根据随机选择的数据块来解决难题,可以建立一个工作算法的证明,这将奖励那些存储更多数据块并具有更好的连通性的节点。
添加冗余的工具以及基于声望选择节点的能力(无论是在协议内部还是在协议外部进行跟踪)将解决持久性存储的问题。这可能是Filecoin的发展方向,但协议仍在开发中。 

Swarm
Swarm被认为是一种存储协议,用于与Ethereum智能契约生态系统的互操作。与Filecoin一样,它将利用Ethereum的协商过程,以便为现有的客户端/服务器基础设施提供分散的替代方案。然而,激励持续存储是一个挑战。
节点删除数据和丢失一些收入的负面影响可能比用户丢失其有价值的数据要小得多。 Swarm采用奖励节点服务内容的方法。由于被请求的内容通常比很少被请求的内容更易于存储,因此只对回收的节点进行奖励将会鼓励对很少被访问的数据进行垃圾处理。
如果不能存储大数据集的每个最后部分,则会导致整个数据集变得无用,因此在这种情况下,必须存在一个解决方案来平衡这种下行不对称。
以内容追溯为基本奖励机制,在节点间随机分配内容,按位置加权,使群体处于一个良好的位置,解决持久性问题: 

提供“承若”存储的节点,或承诺提供持久性存储的节点,必须首先提交一份保函,涵盖它们提供存储的时间。 如果在此期间数据丢失,则该债券将被没收。

以太坊的智能合约基础设施使整个过程自动化,使“上传和忘记”体验无缝衔接。

结论
这是Web 3.0视觉的一部分的简要介绍。分布式网络和存储正在快速发展,并承诺每年可以拯救全球经济的解决方案。今天的Web需要一个新的安全模型和围绕当代用例设计的体系结构。
Swarm和IPFS是解决这个问题的最雄心勃勃的解决方案。然而,也有一些值得注意的地方:Sia和Storj是两个正在接近成熟的分散存储选项,在这里更不用说它们了。 随着全球基础设施适应我们对其提出的新要求,不可预见的机遇将摆在我们面前。
新工具不仅会改变我们的工作方式、游戏和生活方式,还会改变我们组织的方式。我们可以试着问自己:
Web 3.0的世界与2.0的世界有何不同?
这种技术将如何渗透到我们的生活之中?

翻译丨IP君  作者丨ConsenSys

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