IPFS（星际文件系统）
星际文件系统（InterPlanetary File System，缩写为IPFS）是一个旨在实现文件的分布式存储、共享和持久化的网络传输协议[1]。它是一种内容可寻址的对等超媒体分发协议，用于在分布式哈希表中存储和共享数据。通过使用内容寻址，IPFS 在连接 IPFS 主机的全局命名空间中唯一标识每个文件，从而创建了一个弹性的文件存储和共享系统。
在 IPFS 网络中的节点构成一个分布式文件系统。它是一个开放源代码项目，自 2014 年开始由协议实验室在开源社区的帮助下发展。其最初由 Juan Benet 设计[2]。IPFS 允许用户以类似于 BitTorrent 的方式托管和接收内容。与以中央服务器为中心的传统协议（如 HTTP 和 HTTPS）相反，IPFS 围绕用户运营商的去中心化系统构建，这些运营商持有部分总体数据。网络中的任何用户都可以通过其内容地址提供文件，网络中的其他对等节点可以使用分布式哈希表 (DHT) 从拥有该文件的任何节点查找和请求该内容。
与传统的基于位置的协议（如 HTTP 和 HTTPS）相比，IPFS 使用基于内容的寻址来提供一种去中心化的替代方案来分发万维网。IPFS 用于去中心化应用程序和内容存档。
| 开发者 | Protocol Labs |
|---|---|
| 当前版本 | 0.32.1（2024年11月15日；稳定版本） |
| 源代码库 | github.com/ipfs/kubo |
| 编程语言 | 协议实现：Go（参考实现）、JavaScript、C语言、Python
客户端库：Go、Java、JavaScript、Python、Scala、Haskell、Swift、Common Lisp、Rust、Ruby、PHP、C♯、Erlang |
| 操作系统 | FreeBSD、Linux、macOS、Windows |
| 语言 | Go、JavaScript、Python |
| 类型 | 协议、分布式文件系统、内容分发网络 |
| 许可协议 | MIT许可证 |
| 网站 | ipfs.tech |
发展历程
2014年，IPFS 协议是类似于比特币区块链协议的网络基础设施，有着存储不可更改的数据的优势，可以移除网络上的冗余文件，获取存储节点的地址信息——以搜索网络中的文件。
目前的实现采用 Go 和 JavaScript，并有 Python 实现（上次提交时间2020年1月29日）。Go实现被认为是开发正式规范时的“参考实现”[3]。
概述
IPFS是一个对等的分布式文件系统，它尝试为所有计算设备连接到同一个文件系统。在某些方面，IPFS类似于万维网，也可以被视作一个BitTorrent节点群、在同一个Git仓库中交换对象。 换种说法，IPFS提供了一个高吞吐量、按内容寻址的块存储模型，及与内容相关超链接。这形成了一个广义的Merkle有向无环图（DAG）。IPFS结合了分布式散列表、鼓励块交换和一个自我认证的命名空间。IPFS没有单点故障，并且节点不需要相互信任。分布式内容传递可以节约服务器带宽，并防止HTTP方案可能遇到的DDoS攻击。
该文件系统可以通过多种方式访问，包括FUSE与HTTP。将本地文件添加到IPFS文件系统后，其他用户通过IPFS网关进行访问。文件表示基于其哈希，因此有利于缓存。文件的分发采用一个类似BitTorrent的协议。其他查看内容的用户也有助于将内容提供给网络上的其他人。
IPFS有一个称为IPNS的名称服务，可以绑定域名或者用户公钥，固定访问的链接，但是访问的内容可以更新。
Merkle数据格式
每个Merkle都是一个有向无环图 ，因为每个节点都通过其名称访问。每个Merkle分支都是其本地内容的哈希，它们的子节点使用它们的哈希而非完整内容来命名。因此，在创建后将不能编辑节点。这可以防止循环（假设没有哈希碰撞），因为无法将第一个创建的节点链接到最后一个节点从而创建最后一个引用。
对任何Merkle来说，要创建一个新的分支或验证现有分支，通常需要在本地内容的某些组合体（例如列表的子哈希和其他字节）上使用一种哈希算法。IPFS中有多种散列算法可用[4]。
使用
用户通过ipfs网关上传文件后，获得文件cid，再通过cid在ipfs网关访问文件，访问者可以无需安装客户端。
ipfs官方提供了一个网关，同时也有用户自行搭建的网关，ipfs官方的网关在中国大陆地区已经被屏蔽。
部分浏览器内置ipfs的支持，可以使用网关或者本地节点访问ipfs资源内容。
不足
一个文件如果没有节点进行存储，也会丢失，无法访问。
NAT网络内的一个节点内的文件，其它网关很难访问。
非热门资源，存储的节点过少，网关的访问速度很慢。
使用案例
- 在2017年9月至10月间的举办的2017年加泰罗尼亚独立公投，因被西班牙宪法法院认定违法而使网站被屏蔽。此后，加泰罗尼亚海盗党将网站整个镜像到IPFS上以回避加泰罗尼亚高等法院的屏蔽命令。
- IPFS被用于建立维基百科的镜像，让那些住在维基百科被国家法律屏蔽的地方的人民能继续访问到维基百科的内容。不过那份被镜像的维基百科是一份被限制改动的复制本且无法被更新。
- 文件币也与IPFS有关，其是由Juan Benet和协议实验室合作开发的一套基于IPFS的协作存储云。
- Cloudflare营运有一个分布式Web网关，使用户可在无本地节点的情况下，简化、加速且安全的访问IPFS。
- IPLF是Dean Reynaud在2001年发表于“Data Science”的一篇开创性文章中创造的一个术语。[来源可靠？]
- 博客平台 Matters 发布的文章会自动被分布存储到ipfs上，并生成唯一的文章指纹。此后文章无法被他人删改，并可以在IPFS的公共节点上通过文章指纹被找到。
参考链接
- ↑ The Inventors of the Internet Are Trying to Build a Truly Permanent Web | WIRED
- ↑ IPFS Documentation | IPFS Docs
- ↑ GitHub - ipfs/specs: Technical specifications for the IPFS protocol stack
- ↑ GitHub - ipfs/kubo: An IPFS implementation in Go