你知道區(qū)塊鏈中的“不可能三角”嗎？即區(qū)塊鏈無(wú)法同時(shí)達(dá)到可擴(kuò)展性（Scalability）、去中心化（Decentralization）和安全（Security）。這三個(gè)要素中只能同時(shí)兼顧兩個(gè)，比如，要想追求“去中心化”和“安全”就勢(shì)必會(huì)犧牲“可擴(kuò)展性”。因?yàn)橐氡ＷC開(kāi)放性、自治性、不可篡改等去中心化網(wǎng)絡(luò)特性就需要賦予任意節(jié)點(diǎn)均等的權(quán)利和義務(wù)，也就是說(shuō)，系統(tǒng)中任意節(jié)點(diǎn)都需要對(duì)交易數(shù)據(jù)進(jìn)行全量計(jì)算和存儲(chǔ)。這樣一來(lái)，整體系統(tǒng)的性能就會(huì)受限于單個(gè)節(jié)點(diǎn)的性能上限，進(jìn)而限制整體系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。

可擴(kuò)展性是目前區(qū)塊鏈普遍面臨的一大挑戰(zhàn)。以太坊創(chuàng)始人Vitalik Buterin就曾表示過(guò)：“擴(kuò)展性也許是排在第一位的問(wèn)題。擴(kuò)展性問(wèn)題已經(jīng)成為很多系統(tǒng)的墳?zāi)埂＿@是一個(gè)重大而艱巨的挑戰(zhàn)。這些都是已知的事實(shí)。”為有效應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，很多項(xiàng)目正在嘗試以“IPFS+區(qū)塊鏈”協(xié)同合作的方式提升區(qū)塊鏈的可擴(kuò)展性。但I(xiàn)PFS又是什么？如何提升區(qū)塊鏈的可擴(kuò)展性？今天的萬(wàn)向區(qū)塊鏈小課堂就帶大家了解一下IPFS。

IPFS是什么？

IPFS全稱(chēng)Interplanetary File System，星際文件系統(tǒng)，是一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的開(kāi)源分布式超媒體協(xié)議。它最初誕生于互聯(lián)網(wǎng)界，旨在解決HTTP（超文本傳輸協(xié)議）引發(fā)的一些問(wèn)題。說(shuō)起HTTP，大家應(yīng)該不陌生吧。我們?cè)谳斎刖W(wǎng)址時(shí)通常都會(huì)在最開(kāi)始輸入http://。這一協(xié)議發(fā)明于1991年，并于1996年應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)瀏覽器。其主要作用就是支撐互聯(lián)網(wǎng)上的數(shù)據(jù)通信，即規(guī)定互聯(lián)網(wǎng)上的信息傳輸方式及瀏覽器和服務(wù)器的指令響應(yīng)方式。

可以說(shuō)HTTP是現(xiàn)今互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的基石。但是誕生將近30年來(lái)，這一協(xié)議已逐漸過(guò)時(shí)，其弊端也已逐一顯露。例如：

1、不支持同時(shí)從多個(gè)服務(wù)器下載文件，導(dǎo)致內(nèi)容傳輸效率低下。

2、高帶寬成本及大量重復(fù)文件堆積，加劇存儲(chǔ)負(fù)荷。

3、隨著服務(wù)器和服務(wù)提供商的中心化程度不斷提高，互聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)管也更加嚴(yán)格。

4、互聯(lián)網(wǎng)能夠存儲(chǔ)的歷史信息有限，難以追溯時(shí)間久遠(yuǎn)的歷史信息記錄。

5、連接不穩(wěn)定導(dǎo)致連接速度慢、信息傳輸效率低。

諸如此類(lèi)的問(wèn)題不勝枚舉。IPFS這一分布式文件存儲(chǔ)系統(tǒng)則有望將這些難題一一突破。比如，在IPFS這一分布式協(xié)議中，用戶(hù)不再?gòu)膯我环?wù)器中下載文件，而可以同時(shí)從網(wǎng)絡(luò)中的其他多個(gè)節(jié)點(diǎn)處獲取文件，提高下載效率。另外，這種分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)協(xié)議還通過(guò)會(huì)哈希加密保障網(wǎng)絡(luò)信息的安全性。聽(tīng)起來(lái)是不是跟區(qū)塊鏈有著異曲同工之妙呢。

IPFS如何運(yùn)作？

首先，IPFS通過(guò)哈希值來(lái)對(duì)系統(tǒng)里的所有文件進(jìn)行唯一身份標(biāo)識(shí)，在此基礎(chǔ)上剔除重復(fù)文件，記錄文件的歷史版本信息，實(shí)現(xiàn)文件的歷史信息可追溯，從而確保網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容不會(huì)因?yàn)榉?wù)器故障或虛擬主機(jī)崩潰而丟失。

其次，哈希加密也有助于保障文件內(nèi)容的真實(shí)性。用戶(hù)通過(guò)IPFS網(wǎng)絡(luò)查找文件時(shí)，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)其實(shí)是以文件的哈希值作為標(biāo)準(zhǔn)，從儲(chǔ)存文件的各節(jié)點(diǎn)中找到哈希值一致的文件返回給用戶(hù)。

另外，IPFS中的節(jié)點(diǎn)通過(guò)哈希值相連，形成默克爾有向無(wú)環(huán)圖（Merkle DAG）這一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，因此具有以下幾大優(yōu)勢(shì)：

1、內(nèi)容可尋址：所有內(nèi)容通過(guò)哈希值進(jìn)行身份標(biāo)識(shí)，方便查找追蹤。

2、無(wú)重復(fù)內(nèi)容：由于系統(tǒng)里的哈希值具有唯一性，相同內(nèi)容會(huì)生成相同的哈希值，從而被系統(tǒng)判定為重復(fù)，并及時(shí)剔除。

3、內(nèi)容不可篡改：系統(tǒng)的內(nèi)容需通過(guò)哈希值校驗(yàn)。篡改內(nèi)容后哈希值自然會(huì)發(fā)生變化，幫助系統(tǒng)識(shí)別出內(nèi)容已被篡改，及時(shí)發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)。

值得一提的是IPFS中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)只會(huì)儲(chǔ)存它需要或是感興趣的內(nèi)容，并為內(nèi)容信息制作索引，便于節(jié)點(diǎn)之間了解各自?xún)?chǔ)存了什么樣的信息，方便后續(xù)查找。

綜上，IPFS的分布式文件儲(chǔ)存框架從根本上顛覆了HTTP以中心化的服務(wù)器傳輸內(nèi)容的方式。用戶(hù)不再?gòu)膯我坏姆?wù)器中搜索信息，而是可以從網(wǎng)絡(luò)中成千上百萬(wàn)的其他節(jié)點(diǎn)中，依據(jù)文件的唯一身份標(biāo)識(shí)（哈希值）快速獲取信息，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)文件的本地化離線獲取，大大提升信息獲取的效率和便捷性。

IPFS在區(qū)塊鏈中的應(yīng)用

無(wú)論是去中心化的分布式結(jié)構(gòu)，還是運(yùn)用密碼學(xué)技術(shù)保障信息安全，我們都可以看到IPFS和區(qū)塊鏈有諸多相似之處。同時(shí)，IPFS的發(fā)明者Juan Benet曾表示：“IPFS中的信息可以在互不信任的節(jié)點(diǎn)間傳輸且系統(tǒng)不會(huì)喪失信息的控制權(quán)，也不會(huì)面臨安全風(fēng)險(xiǎn)。”這與區(qū)塊鏈能夠幫助缺乏信任的利益相關(guān)者進(jìn)行低成本、高效率的協(xié)作這一應(yīng)用價(jià)值有著異曲同工之妙。

IPFS和區(qū)塊鏈如此高的吻合度讓我們看到了這兩項(xiàng)技術(shù)的融合潛力。IPFS技術(shù)通過(guò)哈希加密為海量數(shù)據(jù)生成不可篡改的永久性IPFS地址，再將地址信息儲(chǔ)存在區(qū)塊鏈上。這樣相當(dāng)于將原始數(shù)據(jù)簡(jiǎn)化成IPFS地址后再上鏈，在不犧牲去中心化和安全性的前提下擴(kuò)充單個(gè)節(jié)點(diǎn)信息儲(chǔ)存容量，從而整體網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性，為解決區(qū)塊鏈中的“不可能三角”問(wèn)題提供可行方案。

已有不少項(xiàng)目嘗試在區(qū)塊鏈中應(yīng)用IPFS技術(shù)，通過(guò)這種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的分布式文件系統(tǒng)提升節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)能力，為整體系統(tǒng)擴(kuò)展和可持續(xù)發(fā)展奠定良好基石。隨著區(qū)塊鏈的應(yīng)用場(chǎng)景不斷拓展，對(duì)于該技術(shù)的性能要求也會(huì)逐漸提高，我們相信IPFS分布式儲(chǔ)存協(xié)議將會(huì)通過(guò)提升區(qū)塊鏈的可擴(kuò)展性助力區(qū)塊鏈應(yīng)用的進(jìn)一步發(fā)展。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的带哨兵节点的链_HBA公链 | IPFS：区块链“不可能三角”的可能解的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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