PCP: 一个P2P文件传输工具

PCP：Peer Copy

1. PCP简介

基于libp2p实现的，完全去中心化的p2p文件传输工具。
传统的p2p文件传输工具，比如croc和magic-wormhole都需要一个公网固定IP的中继服务器，来进行p2p节点的互相发现、数据中转、NAT穿透。这样的p2p应用，仍然避免不了单点故障、受运营者监管的问题。

2. PCP工作原理

PCP的使用方法非常简单，主要思想就是发送方和接收方可以分别独立生成相同的标识符，然后双方在DHT表中通过这个标识符来 碰头。下面分别从发送方与接收方进行介绍。

发送方：

1. 运行 pcp send $FILE 命令，就会出现四个随机的单词。使用四个随机单词的idea来自比特币第39号改进提案：BIP39
2. 第一个单词会被翻译成由整数表示的Channel ID，范围从0-2047。PCP通过mDNS， 将/pcp/{unix-timestamp}/{channel-id}作为discovery ID，广播到局域网中。并且将这个discovery ID的Hash(IPFS CID)传到IPFS的DHT当中，作为Provider ID。实现局域网以及广域网的p2p节点发现。 {unix-timestamp}是由当前的时间减去五分钟而来 (It's truncated to the most recent 5-minutes time slot)，为了减少碰撞、网络延迟、节点间时钟不统一、DHT节点间通信、网络延迟等问题的影响。一般来说，Provider ID可以在DHT中保留24小时。/PCP是IPFS中的协议前缀。

接收方：

1. 运行 pcp receive four-words-from-above命令。接收方会采用第一个单词以及时间戳，来生成一个相同的discovery ID。为了缓解时钟不同步、网络延迟等问题的影响，接收方会并行地向DHT查询，过去5分钟时间间隙内的所有 (queries the DHT in parallel for the previous 5 minutes time slot)。查询DHT中的其他peer节点；同时也会通过mDNS在局域网中查询。

完成 碰头 后，即接收方在DHT中查询到了对应的Discovery ID：

1. p2p节点连接：这一步完全通过Libp2p实现。
2. 鉴权：双方完成一次PAKE协议，将四个单词组成的弱密码，替换成一个安全性高的会话密钥。
3. 文件传输：发送方先传输文件的大小、名称等信息，待接收方确认后，进行文件传输。

3. PCP使用示例

发送方：

$ pcp send my_file
Code is:  bubble-enemy-result-increase
On the other machine run:
    pcp receive bubble-enemy-result-increase

接收方：

$ pcp receive bubble-enemy-result-increase
Looking for peer bubble-enemy-result-increase...

4. PCP现阶段弊端以及未来改进

1. DHT查询的速度很慢，通常会花费2-3分钟
2. libp2p对于NAT的处理并不优秀，不能很好的穿透NAT后面的节点。
3. 未来将考虑利用本地IPFS节点，来加速peer间 碰头 的问题