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互联网颠覆者----IPFS

IPSOU 2019.06.13 09:37

IPFS(Filecoin)在2017年8月份创纪录地募集到了2.5亿美金,而这次Token Sale仅仅只出售10%的代币,这意味着IPFS还没正式上线,市值已经达到了25亿美金。

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IPFS是什么?

IPFS(The InterPlanetary File System)又称“星际文件系统”,是一种点到点的分布式文件系统,通过底层协议,可以让存储在IPFS系统上的文件,在全世界任何一个地方快速获取,且不受防火墙的影响,可以让我们访问数据的速度更快,更加安全,并且更加开放。

它是一个协议也是一个网络,已经运行了2年半,并非虚无缥缈的空气。IPFS和所有的区块链技术一样,都是基于P2P,形成了点对点传输网络。人们可以更容易地连接在一起,共同组成一个全球化的超大网络。在这张网络中是没有中心节点的,你需要的资源可能在你的邻居那里,也可能在地球另一端。

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存储在IPFS中的资源,可能分散在世界各地,更可能依据资源的人气,集中在某个热点地区。热点的资源将会更容易获得,访问的速度也会更快。在不久的将来,IPFS协议有可能将会彻底替代传统的HTTP协议。

如果说区块链是对传统互联网技术的一次重塑,那么IPFS则是对传统HTTP传输协议的一次重塑。

Http有什么问题?

超文本传输协议(Http)是一种用于在不同个体之间传输超媒体信息的应用层协议,Http是当前互联网数据通信的基础。不得不说Http是20世纪人类最伟大的发明之一,但是随着互联网持续爆炸式地增长,Http协议的弊端也逐渐显露出来:

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1.存储安全性差,数据有可能被监控、被复制,甚至被篡改;

2.存储成本高,数据很难被永久保存;

3.当存储服务器出现突发状况时,数据很可能永久消失,无法找回;

4.服务器的带宽有限而且昂贵,会造成集中访问时的网络拥堵。

为了解决以上的问题,接下来介绍今天的主角——IPFS星际文件系统。

IPFS是一个分布式文件系统协议定义文件在分布式系统中如何存储、索引和传输。

IPFS的目标是通过一个文件系统,将网络中所有的设备连接起来。简单来说,IPFS即是一种点对点的超媒体文件存储,索引,交换协议。

IPFS的互联网是怎样的

IPFS网络里的文件会被赋予一个哈希值(Hash),它是独一无二的。所以IPFS网络中的文件,不会被恶意篡改(篡改了文件的哈希值就不同了),降低了存储成本,减少存储资源浪费。

在传统的HTTP协议中,文件资源通过资源标示符(Resource Identifier)来索引,例如百度网站:www.baidu.com。而在IPFS的文件系统中,文件将根据内容(Content)来进行索引。每个文件将会根据内容来进行哈希映射Hash从而得到一个独特的指纹(fingerprint),在IPFS中的文件将根据这个指纹来进行索引。

IPFS网络里的下载,是一种类似迅雷下载的技术(p2p下载)。当文件上传到IPFS网络,文件会被分散成很多份存在全国各地不同的硬盘里,每个地方都有这个文件的一部分,下载文件的时候是同时获取数据,速度比中心化存储快很多。

为什么看好IPFS?

IPFS拥有非常好的团队

IPFS由一位来自于墨西哥的小伙子JuanBenet于2014年5月发明。Juan Benet毕业于斯坦福,在2015年参与了大名鼎鼎的YCombinator计划(对,就是那个Gonetwork被拒绝的计划),并成功地创立了Protocol Lab实验室。到目前为止,ProtocolLab实验室已经拥有上百位代码贡献者和14位核心开发人员。IPFS的开发进度非常好,到目前为止已经发布了27个版本的迭代。

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IPFS已经被大规模的采用

到目前为止,非常多的项目已经采用了IPFS来进行开发。比如:Akasha,BlockCat,Mana,District0x,ZenCash,BeeToken,TokenClub等等。前段时间闹得沸沸扬扬的以太坊太子ETF,也将采用ETH+IPFS的架构。不可否认未来还有更多的项目将基于IPFS。

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人类的历史将永远被记录不再抹去

IPFS没有中心化的服务器,IPFS系统中的所有文件将被永久的记录下来(除非拥有者刻意删除)。因为采用了Git的机制,网络中文件所有的修改记录也将会被最大程度的保留。使用IPFS来进行文件的存储,再也不用担心文件因为一些天灾人祸而被销毁。

IPFS将大大地降低公司的运营成本

如果你使用IPFS这种P2P的协议来传送大量的数据,IPFS将可以为你节约大量的带宽,你不再需要向网络服务商(ISP)付大量的费用。不仅如此,IPFS也将给你提供更快的文件传输与更安全的文件存储。

与区块链完美结合

区块链目前最大的问题是无法存储大量的数据,因为所有的结点(Node)理论上讲都需要存储所有的数据。使用IPFS协议,你可以仅仅只将IPFS中的链接(Link)和时间戳(Timestamps)写入到不可更改(Immutable)的区块链上,从而达到使用区块链安全储存数据的目的。

为世界带来自由

基于IPFS,所有人都可以无拘无束地创造自己的作品。你将不再受制于第三方机构,限制你的只有你的想象力和创造力。内容的创造者将对自己的创作拥有100%的控制权。

巨大的成长潜力

国外的云盘DropBox目前估值约在100亿美金左右。美国45家云服务上市企业,总市值近2千亿美元平均市值达16亿美元。而整个云服务市场的份额大约在10000亿美金左右。IPFS众筹如果不破发的话,市值大约为25亿美金。而IPFS要做的事情不是仅仅一个云存储这么简单。IPFS的终极目标是颠覆HTTP协议。IPFS极有可能成为下一个千亿美金级别的项目。

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IPFS重塑HTTP最大的问题并非技术本身,而是这种去中心化不被监管的协议模式很难被监管层所接纳,这与数字货币发展所面对的问题是非常相似的,IPFS未来也必然将面临内容监管方面的压力和挑战,作为投资者也有必要适当审视。

IPFS的基本原理及场景

目标

为了补充(甚至是取代)目前统治互联网的超文本传输协议(HTTP),将所有具有相同文件系统的计算设备连接在一起。IPFS想打造一个点对点的网络拓扑,相当于颠覆HTTP所代表的分布关系,它具有内容可寻址的特点,通过文件内容生成唯一的哈希标识,一定程度上节约了空间开销的成本。我们每个人都既是终端也是用户,一个永远不会被shut down的网络。

原理

用基于内容的地址替代基于域名的地址,也就是用户寻找的不是某个地址而是储存在某个地方的内容,不需要验证发送者的身份,而只需要验证内容的哈希,通过这样可以让网页的速度更快、更安全、更健壮、更持久。

每天上网使用APP刷朋友圈、微博都在使用HTTP协议,它基于TCP/IP的计算机应用层面,从服务器传输超文本数据到本地浏览器,本地浏览器或APP渲染后呈现给用户。基于这样的网络环境构成了CS或BS架构,最后注入BAT这样大型网络提供商。

HTTP协议使用的域名寻址,最终会映射到最底层,找到某个域名所对应的IP地址下的某个主机,以及某个文件目录的某个文件。它不关心是否存在相同的文件,但内容寻址会通过唯一的标识去访问,并且提前检验这个标识是否已经被存储过。如果被存储过,直接从其它节点读取它,不需要重复存储,一定意义上节约了空间。

把哈希指纹和路径名都告诉用户,用户要做的事情是启动一个本地节点,对该网关发一个寻址PIN的请求,IPFS自动索引分布式哈希表的哈希值,找到指纹b所对应的节点列表。大的视频通常不会都存在一个节点,可能分片存在其它一些子节点上,IPFS把这些节点列表全部并行抓取,最后由本地的manager拼成完整的文件。

可以把 IPFS 想象成所有文件数据是在同一个 BitTorrent 群并且通过同一个 Git 仓库存取。

总之,它集一些成功系统(分布式哈希表、BitTorrent、Git、自认证文件系统)的优势于一身,是一套很厉害的文件存取系统。

代码库

IPFS 结合了 Git,BitTorrent,Kademlia,SFS 和 Web 的优势,提供跟 HTTP web 一样简单的接口。

IPFS 分为 3 个代码库:

* github.com/ipfs/ipfs - IPFS 规范

* github.com/ipfs/go-ipfs - Go 实现

* github.com/protocol/ipfs-webui-Web工作台

IPFS使用场景

IPFS 的发明者 Juan Benet(juan@benet.ai)在 IPFS 技术白皮书中假设了一些使用场景:

存储数据:a) 存储数据订单必须上链,形成存储市场。b) 客户报价订单要锁定相应的代币。c) 矿工询价订单要锁定相应的存储空间。d) 订单匹配成功后,生成成交订单。e) 存储矿工完成存储任务。f) 网络验证了存储矿工的“复制证明”后将客户的代币转给矿工。

检索数据:a) 检索数据场景考虑到效率和性能,不上链,可以是链外的市场。 b) 客户发出检索报价订单。c) 检索矿工发出询价订单。d) 双方匹配成功,生成成交订单。e) 客户分步支付小金额给检索矿工。f) 检索矿工分片发送数据给客户。g) 完成数据检索后,在链上一次完成转币。

工作原理

每个文件及其中的所有块都被赋予一个称为加密散列的唯一指纹。

IPFS通过网络删除重复具有相同哈希值的文件,通过计算是可以判断哪些文件是冗余重复的。并跟踪每个文件的版本历史记录。

每个网络节点只存储它感兴趣的内容,以及一些索引信息,有助于弄清楚谁在存储什么。

查找文件时,你通过文件的哈希值就可以在网络查找到储存改文件的节点,找到想要的文件。

使用称为IPNS(去中心化命名系统),每个文件都可以被协作命名为易读的名字。通过搜索,就能很容易地找到想要查看的文件。

从IPFS的介绍可以看出, IPFS设想的是让所有的网络终端节点不仅仅只充当 Browser或Client的角色,其实人人都可以作为这个网络的运营者,人人都可以是服务器。

对比HTTP,IPFS具有这样的一些特性:

基于内容寻址,而非基于域名寻址。文件(内容)具有存在的唯一性,一个文件加入了IPFS的网络,将基于计算对内容赋予一个唯一加密的哈希值。这将改变我们使用域名访问网络的习惯。

提供文件的历史版本控制器(如git),并且让多节点使用保存不同版本的文件。

IPFS的网络上运行着一条区块链,即用来存储互联网文件的哈希值表,每次有网络访问,即要在链上查询该内容(文件)的地址。

通过使用FileCoin的激励作用,让各节点有动力去存储数据。 Filecoin 是一个由加密资产驱动的存储网络。矿工通过为网络提供开放的硬盘空间获得Filecoin,而用户则用 Filecoin 来支付在去中心化网络中储存加密文件的费用。

架构

IPFS至少有八层子协议栈,从上至下为身份、网络、路由、交换、对象、文件、命名、应用,每个协议栈各司其职,又互相搭配。

身份层和路由层可以一起解释。对等节点身份信息的生成以及路由规则是通过Kademlia协议生成制定,KAD协议实质是构建了一个分布式松散Hash表,简称DHT,每个加入这个DHT网络的人都要生成自己的身份信息,然后才能通过这个身份信息去负责存储这个网络里的资源信息和其他成员的联系信息。如同微信名片分享,在无法通过直接搜索微信号的情况下,如果你要找一个人,可以通过有这个人联系方式的朋友分享名片来建立联系。DHT被广泛用于协调和维护关于对等系统的元数据。比如,MainlineDHT 是一个去中心化哈希表,他可追踪查找所有的对等节点。

网络层比较核心,使用的LibP2P可以支持任意传输层协议。NAT技术能让内网中的设备共用同一个外网IP,我们都体验过的家庭路由器就是这个原理。

交换层,是类似迅雷这样的BT工具。迅雷其实是模拟了P2P网络,并创建中心服务器,当服务器登记用户请求资源时,让请求同样资源的用户形成一个小集群swarm,在这里分享数据。这种方式有弊端,一位服务器是由迅雷统一维护,如果出现了故障、宕机时,下载操作无法进行。

中心化服务还可以限制一些下载请求,人们发明了一种更聪明的方式就是Bittorrent,让每一个种子节点所要存储的数据,通过哈希表存储在里面,BT工具相对不太受监管,服务更加稳定。

对象层和文件层适合结合来谈,它们管理的是IPFS上80%的数据结构,大部分数据对象都是以MerkleDag的结构存在,这为内容寻址和去重提供了便利。文件层是一个新的数据结构,和DAG并列,采用Git一样的数据结构来支持版本快照。

命名层具有自我验证的特性(当其他用户获取该对象时,使用指纹公钥进行验签,即验证所用的公钥是否与NodeId匹配,这验证了用户发布对象的真实性,同时也获取到了可变状态),并且加入了IPNS这个巧妙的设计来使得加密后的DAG对象名可定义,增强可阅读性。

最后是应用层,IPFS核心价值就在于上面运行的应用程序,我们可以利用它类似CDN的功能,在成本很低的带宽下,去获得想要的数据,从而提升整个应用程序的效率。

Mutiformats是一系列hash加密算法和自描述方式(从值上就可以知道值是如何生成)的集合,它具有SHA1\SHA256 \SHA512\Blake3B等6种主流的加密方式,用以加密和描述nodeID以及指纹数据的生成。

LibP2P是IPFS核心中的核心,面对各式各样的传输层协议以及复杂的网络设备,它可以帮助开发者迅速建立一个可用P2P网络层,快速且节约成本,这也是为什么IPFS技术被众多区块链项目青睐的缘由。

IPLD其实是一个转换中间件,将现有的异构数据结构统一成一种格式,方便不同系统之间的数据交换和互操作。现在IPLD支持的数据结构,是比特币、以太坊的区块数据,也支持IPFS和IPLD。这也是IPFS为什么受到区块链系统欢迎的原因。

IPFS应用了这几个模块的功能,集成为一种容器化的应用程序,运行在独立节点上,以Web服务的形式,供大家使用访问。

Filecoin把这些应用的数据价值化,通过类似比特币的激励政策和经济模型,让更多的人去创建节点,去让更多的人使用IPFS。

Filecoin又是什么

IPFS是一个网络协议,而Filecoin则是一个基于IPFS的去中心化存储项目。简单而言,IPFS与Filecoin之间的关系,类似于区块链与比特币的关系。现在Filecoin成为了IPFS协议下的典型应用,形成了紧密的共生关系,离开一方另外一方发展就会变的困难。但同时Filecoin并不是唯一应用IPFS协议的项目,未来一定会有更多应用IPFS的项目走进大家的视线中。

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我们可以把Filecoin项目理解为是运行在IPFS网络里的一个激励制度。IPFS是一个点对点的网络,我们都知道P2P网络参与者越多下载速度就越快。所以,IPFS需要更多的节点参与进来。但是,如果没有一套好的激励机制,大家就没有意愿贡献出自己的硬盘和带宽资源了,这时候,Filecoin作为激励制度的重要性就被体现出来了。

怎样成为IPFS投资者

IPFS的众筹,即Filecoin已经在2017年8月底完成。当时在Coinlist上一共募集了2.5亿美金。有四种参与的选项:

6个月不锁仓无优惠

○12个月锁仓优惠7.5%

○24个月锁仓优惠15%

○36个月锁仓优惠20%

最后其成交价格大约为2.5USD/Filecoin。目前,你有两种方式可以成为IPFS的投资者:

1.去Gate或者LBank购买Filecoin期货(当前价格为140人民币)

2.等待IPFS主网上线,利用你闲置的硬盘/带宽成为矿工。

我们的建议是,与其追高购买期货(已经比众筹时候涨了6-7倍),不如未来成为IPFS的矿工,因为众筹只售出了10%的代币而已。70%的Filecoin有待挖掘线性释放。

Filecion的投资价值

Filecion项目有自己的代币FIL,用户存储数据需要支付FIL,可以通过向存储资源贡献者(矿工)发放FIL的形式,激励公众参与进来贡献出自己的存储资源。这就在全球范围内极大的增加了网络的节点数量,让整个分布式存储网络变成了一个巨大的存储空间。在整套机制的配合下,IPFS在跟HTTP的竞争中拥有了更强的发展优势。

总数:20亿枚

参与资格:美国合格投资人身份认证(采用与IPO相同的流程,以确保合法性)

爱西欧占比:10%(2亿枚)

爱西欧总金额:2.05亿美元

私募情况

时间:2017.7.21~2017.7.24

成本:0.75美元/FIL(全部sm价格都一样)

分发期和折扣:1年-3年,折扣额0-30%(分发期最低1年)

参与人数:150人左右

私慕金额:大约5200万美元

公募情况

时间:2017.8.7-9.7

成本计算公式:price=max($1,amountRaised/$40,000,000)USD/FIL

(计算公式有点复杂)

成本区间:1-5美元

分发期和折扣:6个月(0%),1年(7.5%),2年(15%),3年(20%)

公募金额:2.05亿美元

参与人数:2100+(另有很多参与者通过代投拿到)

Token分配情况

分配给未来的矿工:70%

协议实验室:15%

投资者:10%(公募+思募)

Filecoin基金会:5%

Token分配策略

Filecoin的分配是经过精密的思考和设计的,协议实验室为此做了大量的分析,设置了不同的代币锁定期,希望能够确保代币的发放过程平滑,不会出现突然间的大量代币解禁的情况对币价造成的波动:

① Filecoin团队把70%的Token给了矿工,这在爱西欧项目里是非常有诚意的表现,也是为什么现在如此多的矿工关注Filecoin项目的原因。

② 矿工部分的Token设计每6年释放一半的代币(比特币数量的半衰期是4年),为什么是6年?协议实验室认为6年无论是对Filecoin网络增长还是对投资者长期回报都是一个比较恰当的时间周期。

团队和项目背景

Filecoin总部位于美国旧金山,创始人Juan Benet毕业于斯坦福大学,在2015年参与了大名鼎鼎的YCombinator计划,并成功地创立了Protocol Lab实验室。

Filecoin在2017年的私募也得到了多家投资领域内大咖的支持,其中包括红杉资本和硅谷知名风投Union Square Ventures ,其他投资方还有 Winklevoss Capital, Digital Currency Groupm, 以及创业孵化器Y Combinator 总裁 Sam Altman。

Filecoin矿场构成

○Filecoin的矿场分为交易市场和挖矿矿场

○Filecoin的交易市场分为:检索市场和存储市场

○Filecoin的矿工分为两种:检索矿工和存储矿工

○Filecoin的矿工获取FIL有两个渠道:交易区和挖矿

Filecoin收益构成

在ipfs的挖矿机制中主要分为两类矿工,存储矿工和检索矿工。存储矿工通过为客户提供存储空间而获得代币奖励,检索矿工通过帮助客户检索所需数据并发送给客户来获得奖励,当然,矿工也可以挖掘新区块来获得奖励。

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Filecoin的挖矿收益主要是有三正一负构成。三正是,你提供存储空间,你会获得存储费用;你提供检索服务、带宽,会获得检索费用;你打包了区块,你会获得区块的奖励。一负是你在提供存储的过程中,你需要去抵押代币,需要去提供抵押品,这是一个惩罚的措施。

那么,在Filecoin早期的挖矿的阶段,Filecoin挖矿的收益主要是区块奖励,存储收益和检索收益以及代币的抵押都是非常少的。这个跟比特币早期的挖矿其实是一样的。比特币早期挖矿的收益就是打包区块获得的新增的代币的奖励,没有谁早期挖比特币是靠赚挖矿的手续费活下来的。

所以,你可以把存储收益、检索收益、代币抵押当作Filecoin挖矿里面的手续费。那么区块奖励就是我每确认一个区块,这个网络给我的一个奖励。早期的矿工都是奔着区块的奖励去挖的,所以早期的矿工可以基本上为网络提供无限低价的存储服务。

交易市场如何运行

○检索市场:用户支付FIL给检索矿工进行数据查询,检索矿工收取FIL

○存储市场:用户支付FIL给存储矿工进行数据存储,存储矿工收取FIL

挖矿(区块生成)如何运行

在每个区块生成周期,存储矿工提交自己的存储证明(算力: PoSt)参与区块生成并获取区块生成回报和交易手续费(FIL)。(注意这里检索矿工并不参与)

Filecoin挖矿三要素

○网络:天花板,决定参与规模

○硬盘:决定参与成本

○矿机:Filecoin的算力使用的是存储矿工的存储数据的多少,不是哈希计算能力

Fileconi挖矿当前要准备什么

网络,为什么?再多的硬盘和矿机还是需要跟网络相匹配,归根结底是网络资源的竞争。

Filecoin爱西欧情况

○时间:2017.8.2-2017.8.5

○投资人数:2100

○筹集资金:2.05亿美元

IPFS官方网站:http://ipfs.io

Filecoin官方网站:http://filecoin.io

Filecoin代币符号:FIL

协议实验是官方网站:protocol.ai

创始人个人网页:juan.benet.ai

IPFS代码开源:http://github.com/ipfs/

IPFS唯一官方论坛:http://discuss.ipfs.io

来源: 金色财经