IPFS之CID

CID是什么

Self-describing content-addressed identifiers for distributed systems（用于分布式系统的自描述内容定位标识符。）

链接：https://github.com/ipld/cid#motivation

为何需要CID，CID解决了什么问题

CID 是分布式文件系统中标准的文件寻址格式。它集合了内容寻址、加密散列算法和自我描述的格式。它是IPFS和IPLD的内部重要的识别符。

CIDs在设计的时候考虑到了构建IPFS时遇到的各种权衡方案。这与众多支持多格式的项目有关。

• 压缩性：CID二进制的特性让其压缩效率非常高，这也让CID可以作为URL的一部分。

• 传输友好性：即“易复制性，copy-pastability”。CID以multibase编码来方便传输，例如，以base58btc编码的CID的长度将更短，而且便于哈希值的复制黏贴。

• 多变性：CID可以表示任意格式、任意哈希函数的结果。

• 避免内容锁：CID要防止受限于历史内容。

• 可升级性：CID的编码版本必须要可以升级。

运行原理

CID是一个自描述的内容寻址标识符。它使用密码散列来实现内容寻址。它使用几种多格式来实现灵活的自我描述，即哈希的multihash，数据内容类型的multicodec，以及将CID本身编码为字符串的multibase。

当前的版本是1.0，它包含四个部分

 ::= 

# or, expanded:

 ::= 

解释

• multibase-prefix：multibase，一到2个字节用来将CID编码成不同的格式。

• cid-version：cid版本，用来以后的可能升级用的。

• multicodec-content-type：是一种多编解码代码，表示要寻址的数据的内容类型或格式。

• ：是一个多哈希值（multihash）格式，表示被寻址内容的加密哈希。多哈希允许CIDs使用许多不同的加密哈希函数，用于升级和协议敏捷性目的。

用到的子协议介绍

Multibase

地址

https://github.com/multiformats/multibase

描述

Multibase是一种用于区分基本编码和其他简单字符串编码的协议，并确保与程序接口完全兼容。它回答了这个问题 : 给定编码为字符串s的数据d，我如何知道用什么基d编码?

我的理解，看名字都可以看出来multi base ，很多加密算法起名字都有base，例如base64 、base32等等~ 这大概也是这个multibase大来源吧！

举例

假设有一个字符串被base16编码编码成了下面一个字符串

4D756C74696261736520697320617765736F6D6521205C6F2F

它的multibase表示是

F4D756C74696261736520697320617765736F6D6521205C6F2F

这里的F前缀就代表的是base64编码。

这里是一个对照列表

https://github.com/multiformats/multibase/blob/master/multibase.csv

对multibase的思考

可以看出来，base类的主要作用在IPFS中就是对CID地址通过加一个前缀的方式来让其他系统和人很方便的知道CID的编码格式，以便后续的处理。我最开始的疑问是，如果这样，怎么和multicodec做的事情类似了。后来想通了（可能不对）。CID这种自描述认证描述符号通常经常需要从二进制转换为字符串~ 和multicodec还是有区别的。一个是对类似地址的code，一种是对内容的code（编码）。

Multicodec

地址

https://github.com/multiformats/multicodec

描述

Multicodec为最常见的数据序列化格式定义了一个表，这些格式可以在以后扩展，也可以在每个应用程序基础上扩展。但是，为了让两个程序能够互相通信，它们需要事先知道使用的是哪个表或表扩展。

为了实现可以动态描述的自描述性数据格式或流，没有向表中添加二进制填充代码的形式集，我们有multistream，因此应用程序可以为它们的流采用多种数据格式，并创建不同的协议。

这个说那么多，可以简单理解为对内容的编码使用了什么格式。

Multistream

链接

https://github.com/multiformats/multistream

感觉又造了一个概念。给数据或者字节流加一个前缀，让系统方便知道目前所使用的流的格式。

multihash 、multibase、等multi开头的都是这个套路，一类算法给用一个【multi】加一个multi前缀

人类可读工具

给定一个cid自动解析所有字段

http://cid-utils.ipfs.team/#zb2rhe5P4gXftAwvA4eXQ5HJwsER2owDyS9sKaQRRVQPn93bA

已有的实现方式

1. go-cid

2. java-cid

3. js-cid

4. rust-cid

5. py-cid

参考链接

https://github.com/ipld/specs/blob/master/IPLD.md

https://github.com/ipfs/specs/issues/130

https://github.com/ipld/cid/blob/master/original-rfc.md

联系微信：bitwiki