全网文件系统：IPFS一种点对点超媒体协议

一、网站

• https://ipfs.io/ 需要科学上网
• https://filecoin.io/

二、白皮书

• ipfs：https://github.com/ipfs/papers/raw/master/ipfs-cap2pfs/ipfs-p2p-file-system.pdf
• filecoin：https://filecoin.io/filecoin.pdf

三、愿景

IPFS是分布式Web：一种点对点超媒体协议，使网络更快，更安全，更开放。

四、IPFS协议

为了实现全网的文件系统，定义了IPFS的协议，主要包括下面几点：

• 节点唯一（即数据节点唯一身份）
  每个节点有唯一节点id，用私钥是节点的唯一身份，用公钥作为节点id的身份验证。

• 网络
  保证节点之间的网络连通性，和文件传输可靠性。
  传输层支持任意协议，包括http，tcp，偏好对浏览器友好的WebRTC 、uTP协议，这样可以保证被不被封的可能性。

• 路由
  路由系统可以让p2p网络中找到数据节点地址，并且可以获取到特点的数据内容。ipfs路由使用的是DHT：DistributedHashTables

• BitSwap协议用于区块交换
  BitSwap协议是数据交换最重要的地方，也是经济模型的设计所在。在p2p网络中如何激励大家分享自己的数据？如果大家都只下载不上传的话那肯定很快就没有数据了
  BitSwap协议包含三部分：
  1、 BitSwap信用体系
  2、BitSwap 策略
  3、BitSwap 账本
  BitSwap信用体系发送给其他节点数据（即上传）则增加信用值、反之从其他节点接收数据（即下载）则降低信用值。
  根据上面的信用体系，采取的策略目标：
  1、 节点数据交换的性能和效率达到最优
  2、 阻止水蛭，即只下载不上次
  3、 可以有效防止攻击：比如女巫攻击
  4、 对信任节点建立宽松机制（be lenient to trusted peers）
  BitSwap账本则记录节点的所有数据交换。
  BitSwap协议使用两个了列表与其他节点进行数据交换：
  1、want_list 想要的数据块
  2、have_list 已经拥有的数据块

• 对象存储
  IPFS存储数据采用的是 Merkle DAG结构，这样可以进行内容寻址、防篡改、去重等功能特点。简单来看大家能看到的文件结构如下，和unix/linux一样：

format 格式
/ipfs//
example 示例
/ipfs/XLYkgq61DYaQ8NhkcqyU7rLcnSa7dSHQ16x/foo.txt

• 文件版本控制
  版本控制类似Git：
  1、块：可变大小的数据块。
  2、列表：块或其他列表的集合。
  3、树：块、列表或其他树的集合。
  4、提交：树的版本历史中的快照。
  用过git的同学都知道git可以轻松的查看文件的变动历史，看到每一个版本的文件内容，让你不用买后悔药就可以把文件回退到之前的版本。

• IPNS：命名系统
  前面说了ipfs的文件格式是类似这样的：/ipfs/XLYkgq61DYaQ8NhkcqyU7rLcnSa7dSHQ16x，是一个hash值，当我们把文件重新上传后，该hash值会修改。想象下如果我们发了一篇博文，博文修改后hash会发生修改，那么读者看到还是之前的老版本，那怎么让读者看到最新的版本呢？IPNS就是来做这个事情的，通过节点ID对项目根目录的IPFS HASH进行绑定，前面也提到了节点ID是唯一的，这样保证了访问地址的唯一性和不可变性。

简单理解就是就是IPFS的域名系统，除了上面的绑定功能还包括 便于人可读的命名地址，比如：# Alice links to bob Bob
ipfs link //friends/bob /

四、经济模型（Filecoin）

很多人并不清楚ipfs和filecoin之间的关系，因为filecoin和ipfs有两个网站、两份白皮书，但是两份白皮书又相互引用，那么他们到底是什么关系呢？
简单来说，filecoin是运行在IPFS上面的激励层，也就是经济模型

IPFS是全网的文件系统，那么就又巨大的存储需求和需要大量的节点来支撑，我们都知道p2p网络节点越多下载越快（对比下迅雷、bt软件），但是如果没有激励，没有人愿意贡献节点贡献硬盘，filecoin就是定义token经济模型的，所以IPFS的token是FIL，filecoin的前三个字母

filecoin包括以下几部分
1、存储市场 Storage market
2、检索市场 Retrieval market
3、共识算法：PoRep、PoSt
4、智能合约
filecoin提供两个最基本的方法给最终用户：Get、Put，这两个方法让用户用合适的价格就可以进行数据存储和数据检索。filecoin用户可以编写合约定义存储和检索的服务费用。

• File Contracts
• Smart Contracts

5、集成其他系统
提供bridge工具（类似arcblock的adapter）可以连接到不同的区块链系统，比如以太，bitcoin等。

• Filecoin in other platforms
• Other platforms in Filecoin
  filecoin提供了双向的集成，filecoin可以提供给第三方系统使用，filecoin也可以连接到第三方系统，多么的周到。这也是为什么很多项目宣传存储用IPFS的原因之一把。

Token情况：

• 总数：20亿枚
• 成本：0.75美元/FIL
• 70%留给minner，15%协议开发，10%思慕，5%基金会保留

四、总结

个人理解IPFS就是全网的文件系统。
用过电脑的人都知道电脑有硬盘，在操作系统上面能看到各种盘符、文件夹和文件。当然除了硬盘，电脑还有CPU，主板、内存、键盘等等。
如果把以太坊虚拟机EVM类比成为全网的CPU，那么IPFS就是全网的硬盘；EVM用solidity语言编程可以全网运行智能合约，利用全网的计算资源运行且不重复运行计算机指令（当然还有很多限制，比如不能调用外部接口、不能访问外部数据等）；IPFS用分布式哈希表DHT技术可以存储非结构化的文件，好像全网就是一个大硬盘，文件在全网里面不会轻易丢失且有版本。

补充下：分布式账本就是一个分布式的数据库，可以类比成Oracle、MySQL等数据库，存储是结构化的数据。