精通IPFS:IPFS入门简介

2019-06-02 19:26:27

IPFS 是一个可快速索引的版本化的点对点文件系统。

  IPFS 是一个可快速索引的版本化的点对点文件系统。

  1)IPFS是一个协议

      ○定义了基于内容的寻址文件系统

      ○协助内容分发

      ○结合了分布式哈希、p2p传输、版本管理系统

  2)IPFS是一个文件系统

      ○有文件夹和文件

      ○可挂载文件系统(通过 FUSE)

  3)IPFS是一个web

      ○可以像 web 那样查看文档

      ○可能通过 https://ipfs.io/访问文件

      ○浏览器或扩展可以直接支持 ipfs:/ 或者 dweb:/ipfs/

      ○基于哈希确保内容真实性

  4)IPFS是个模块化

      ○通过任何网络协议的连接层

      ○路由层,寻找/定位文件所在位置

      ○使用路由层的 DHT (kademlia/coral)

      ○使用基于路径的命名服务

      ○使用 bittorrent-inspired 的区块交换

  5)IPFS 使用加密

      ○加密哈希内容寻址

      ○区块级的去重

      ○文件完整性和版本控制

      ○文件系统级的加密和签名支持

  6)IPFS是一个p2p系统

      ○世界范围内的 p2p 文件传输网络

      ○完全分散的架构

      ○没有单点失效问题

  7)IPFS天生是一个CDN

      ○文件添加到本地文件系统,将会在全世界可用

      ○缓存友好(内容哈希命名)

      ○基于 bittorrent 的带宽管理

  8)IPFS有一个命名服务

      ○IPNS,一个受SFS启发的名称系统

      ○基于PKI的全局命名空间

      ○有助于建立信任链

      ○与其他NSes兼容

      ○可以将DNS,.onion,.bit等映射到IPNS


  2、Merkle DAG

  IPFS 的核心是 MerkleDAG,一个有向无环图,其链接是哈希。 这为 IPFS 中的所有对象提供了有用的属性:

  认证可以对内容进行哈希处理并根据链接进行验证

  持久化一旦获取,对象可以永久缓存

  通用任何数据结构都可以表示为merkledag

  分布式对象可以由任何人创建,没有集中的编写者IPFS 是一个网络协义栈,用于组织代理网络以创建,发布,分发,提供和下载merkledag。 它是经过身份验证的,分散的,永久性的网络。


  3、节点和网络模型

  IPFS网络使用基于身份的 PKI。 IPFS 节点是一个可以查找、发布和复制 merkledag 对象的程序。 其身份由私钥定义。 特别:

privateKey, publicKey := keygen()nodeID := multihash(publicKey)

  3.1、multihash和可升级的哈希

  IPFS 中的所有哈希都使用 multihash 进行编码,multihash 是一种自描述哈希格式。使用的实际哈希函数取决于安全性要求。IPFS的密码系统是可升级的,这意味着当哈希函数被破坏时,网络可以转移到更强的哈希值。

  目前 IPFS 节点必须支持:

  sha2-256

  sha2-512

  sha3


  4、协义栈

  IPFS 有一个模块化的协义栈,每一个模块都有多种实现,全部在不同的模块中。 此规范仅解决层之间的接口,并简要提及可能的实现。 详细信息留待其他规格。

  IPFS 有5层:

  命名自我认证的PKI命名空间(IPNS)

  merkledag数据结构格式

  交换区块传输和复制

  路由定位对等体和对象

  网络在对等体之间建立连接


3.png


  4.1 网络层

  网络层在网络中的任何两个 IPFS 节点之间提供点对点传输。 它处理:

  NAT遍历

  支持多种传输

  支持加密,签名或清除通信

  多路复用具体参考 libp2p。


  4.2、路由

  路由层有两个重要的目标:

  节点路由发现其他的节点

  内容路由发现发布到 IPFS 上的数据路由系统是一种满足各种实现的接口。 例如:

  DHTs

  mdns

  snr

  dns具体参考 libp2p。


  4.3、区块交换

  区块交换负责协商批量数据传输。 一旦节点彼此了解,并且连接,交换协议就会控制内容寻址块的传输方式。

  区块交换是一种满足各种实现的接口。 例如:

  Bitswap

  HTTP


  4.4、Merkledag

  理解数据。merkledag 数据结构是:


message MDagLink {
  bytes Hash = 1;    // multihash of the target object
  string Name = 2;   // utf string name. should be unique per object
  uint64 Tsize = 3;  // cumulative size of target object
}message MDagNode {
  MDagLink Links = 2;  // refs to other objects
  bytes Data = 1;      // opaque user data
}


  参考 merkledag 规范和路径解析规范。


  4.5、命名-PKI命名空间和可变指针

  IPFS 主要关注内容寻址数据,这些数据本质上是不可变的:更改对象会改变其哈希值,从而改变其地址,使其成为一个完全不同的对象。 (将其视为写时复制文件系统)。

  IPFS命名层(或 IPNS )处理以下内容的创建:

  可变指向对象的指针


  人类可读的名字IPNS基于SFS。 它是PKI命名空间,名称只是公钥的哈希。 控制私钥的人控制名称。记录由私钥签名并分布在任何地方(在 IPFS 中,通过路由系统)。 这是一种在互联网上分配可变名称的平等主义方式,没有任何集中化或证书颁发机构。


  参考命名规范。


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