生生不息

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星际文件系统(IPFS):重新定义互联网的分布式未来

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2025-03-06
星际文件系统(IPFS):重新定义互联网的分布式未来

背景

本来想着做一个图床,无意认识到ipfs图床。

IPFS无审计无来源图床

ipfs别的特性我们不需要了解,我们需要的是他的分布式存储功能,原理就是ipfs把全世界的ipfs机器都当作一个无数块硬盘,你的资料会加密分块存储在很多个节点上,然后取回的时候通过一个网关加上该文件的加密信息,就能取回,速度很不错,但是好多网关被墙了,这里我们使用cf的网关。所以说基本不用担心速度/容量/和ghs带来的审核问题。

下面介绍一个ipfs做图床的项目:https://github.com/jialezi/img2ipfs

这个项目作者是反代的被墙了的infura端口,作者在github放的演示页可以直接用,需要注意的是,infura的公共api会帮你固定6个月,固定的意思是在该api的节点机器上固定这个文件,ipfs的规则是,一个文件没被固定的情况下,长时间没人访问就会被删除,所以说利用这种简单易行的ipfs图床,你的图片最少在6个月的时间内访问没问题。

下面是作者的ipfs图床https://ipfs.xkx.me/

下面是另一个人找到的api端口,可以在github项目里面替换:https://ipfs.staging.infura.org:5001/api/v0/add?pin=true

这是另一个人搭建好的图床:https://filecdn.pages.dev/

因为cf的网关升级了,所以大家需要复制网址然后浏览一下,复制浏览器变更后的地址,不然速度会慢一丢丢。

这是测试图片地址:https://bafybeidrkq4ri7umphfoaw57qhcl52gvo24ky3gtg4smlft3yrifvexlzu.ipfs.cf-ipfs.com/

国内访问速度一般在2-3s,十分好用!

引言

在传统互联网架构中,我们习惯了通过HTTP协议访问中心化服务器上的数据。然而,随着数据量的爆炸式增长和对隐私、安全需求的提升,这种模式的局限性日益凸显——服务器宕机、内容易被篡改、存储成本高昂等问题频发。而**星际文件系统(IPFS)**作为一种创新的分布式协议,正在颠覆这一格局,试图构建一个更高效、去中心化且永久存续的互联网。


一、什么是IPFS?

IPFS(InterPlanetary File System)是一种基于内容寻址的点对点超媒体分发协议,由Protocol Labs团队于2014年发起,旨在取代传统的HTTP协议,成为下一代互联网基础设施的核心。其核心理念是通过分布式网络,让文件存储和访问不再依赖中心化服务器,而是由全球节点共同维护。

核心特性

  1. 去中心化与抗审查:​IPFS网络中的文件由全球节点分布式存储,没有单点故障。即使部分节点离线,数据仍可通过其他节点获取,有效避免政府或企业审查导致的“404”问题。
  2. 内容寻址:​文件通过哈希值(CID)唯一标识,而非传统的URL路径。这确保了数据的唯一性和防篡改性——任何修改都会改变哈希值,从而杜绝盗版和伪造。
  3. 高效存储与传输:​文件被分割为小块并去重存储,相同内容仅保存一份。传输时采用类似BitTorrent的P2P技术,就近获取数据,大幅降低带宽消耗。
  4. 版本控制与历史回溯
    借鉴Git的Merkle DAG(默克尔有向无环图)结构,IPFS支持文件版本管理,可追溯任意历史修改记录。

二、IPFS的技术架构

IPFS的架构分为七层,各层协同实现其功能:

  1. 网络层:基于Libp2p协议实现节点间的通信与路由,支持NAT穿透和多协议传输。
  2. 身份层:管理节点的公私钥体系,确保通信安全。
  3. 交换层:采用BitSwap协议激励节点共享数据块,避免“吸血”行为(只下载不上传)。
  4. 路由层:通过分布式哈希表(DHT)快速定位存储文件的节点。
  5. 文件层:将文件分块并构建Merkle DAG,优化存储和验证效率。
  6. 命名层(IPNS):提供动态内容寻址,允许内容更新后仍通过固定地址访问。
  7. 应用层:支持构建去中心化应用(DApp),如社交平台、存储市场等。

三、IPFS vs HTTP:为何需要变革?

对比维度 HTTP IPFS
寻址方式 域名寻址(易受DNS攻击) 内容寻址(基于哈希,防篡改)
存储成本 中心化服务器维护费用高昂 分布式存储,利用闲置资源降低成本
可用性 依赖主干网,易因服务器宕机中断 多节点备份,抗灾性强
传输效率 远距离访问延迟高 P2P就近传输,速度更快
数据持久性 文件可能被删除或丢失 内容永久保存,历史版本可追溯

四、IPFS的应用场景

  1. 永久化数据存储:​学术论文、法律文档等可通过IPFS永久保存,避免因机构关闭导致数据丢失。
  2. 区块链与NFT:​IPFS常与区块链结合,存储链下数据(如NFT元数据),解决链上存储成本高的问题。
  3. 去中心化内容平台:​例如社交应用Akasha,用户内容直接存储在IPFS网络,避免平台审查和数据垄断。
  4. 抗DDoS攻击:​分布式架构天然抵御集中式攻击,适用于金融、政务等敏感领域。
  5. 边缘计算与物联网
    在边缘设备间直接共享数据,减少云端依赖,提升实时性。

五、挑战与未来展望

尽管IPFS潜力巨大,但其发展仍面临挑战:
节点激励:依赖Filecoin代币(币安2025-3-6日价格$3.117左右)激励存储提供者,经济模型需持续优化。
大规模 adoption:需要更多开发者工具和用户友好型应用推动普及。
法律与合规:去中心化存储可能涉及数据管辖权争议,需完善治理框架。

假想:某个文件第一次被上传至IPFS网络,就会获得唯一的CID链接,上传者可能也不是作者。如果作者第二次上传至IPFS网络,理论上CID链接是一样的,所以无法判定文件的管辖权力属于谁,简单来说,安排给第一个人更为合适,他为IPFS贡献了多样性,至少先于作者。

未来,随着Web3和元宇宙的兴起,IPFS有望成为新型互联网的基石,实现“数据主权归于用户”的愿景。正如其名称“星际”所寓意的,IPFS不仅连接地球上的节点,更可能为跨行星互联网奠定基础。


结语

IPFS不仅是技术革新,更是一场关于数据自由与安全的革命。它重新定义了文件的存储与访问方式,让互联网回归开放、共享的本质。或许在不久的将来,当我们回顾HTTP时代,会像今天看待“拨号上网”一样,惊叹于技术的迭代如何重塑了人类的信息生活。