前言：一直有不少藍狐筆記的讀者朋友提到想了解IPFS，本文簡要介紹了IPFS能為區塊鏈和未來的網絡世界帶來什麼，也闡述了它當前面臨的挑戰。本文作者是Rakesh Kumar，原文標題為“IPFS:對分佈式網絡的完整性分析”，由藍狐筆記社群“Lu”翻譯。
在本次綜合性分析中，我們將討論IPFS（星際文件系統）。本文闡述了IPFS引起我們關注的幾個原因，以及IPFS有望落地但仍有待開發加強的一些領域。
在這份分析報告中，我們首先對IPFS進行概述，並解釋其背後主要動機，以便幫助讀者更好地理解IPFS可以解決當今互聯網中的主要問題。接下來，我們將簡要介紹IPFS的技術設計原理，我們的目標是幫助讀者理解讓IPFS受到啟發的不同分佈式系統，以及如何擴展以實現單一且強大的統一系統。
接下來，我們對網絡狀態進行自己的分析，這部分說明了當前運行IPFS的成本以及它為網絡帶來的好處。為了完整起見，我們還概述了一些現存的挑戰和可能的對策。
最後，我們對一些在IPFS上運行的應用程序進行了介紹，還對如何創建新業務模型進行了探討。
為什麼IPFS很有趣？
IPFS是前一代技術實現革新的重要一步
IPFS從分佈式哈希表（DHT），BitTorrent，git和SFS等多種先前技術中收穫頗豐。IPFS受到這些技術的啟發，為超媒體數據共享提供了加強版的解決方案。IPFS是一個開源的項目，它接受全球的研究和開發貢獻，不斷增強系統。
IPFS是Web 3.0基礎設施中的重要組成部分
Web 3.0的長期目標是取代當前的互聯網基礎設施。去中心化是Web 3.0的精髓。許多人認為分佈式賬本技術（DLT）（例如區塊鏈）是Web 3.0的核心構建模塊。
區塊鏈是一種存儲網絡狀態的不可更改、且只能增加的分佈式賬本技術。需要在所有分佈式網絡節點之間達成共識，以便擴展區塊鏈和在網絡節點中存儲重要的網絡數據。
因此，將其他任何類型的數據存儲到區塊鏈中的成本可能非常之高。對於多個用例來說，以接近區塊鏈安全級別的方式來存儲其他非關鍵數據可能更高效。
IPFS是此類數據最合適的存儲介質。IPFS允許分佈式地存儲數據，數據不能被更改和偽造。如果不更改數據標識符，則無法更改存儲在IPFS網絡上的數據。在IPFS中，標識符是數據的加密哈希。這意味著可以將非關鍵數據存儲到IPFS，同時將此標識符存儲到基礎分佈式賬本上。這導致在分佈式賬本上更少消耗性的操作。
IPFS是去中心化應用程序的最佳存儲平臺
去中心化應用（dApp）是一種類型的應用，它能利用去中心化獲得前所未有的好處。例如中心化交易所轉變為去中心化交易所，從而消除或減少交易費用。再例如去中心化的社交媒體和視頻平臺，發佈的內容不會按照運營公司的意願來審查。這樣的dApp需要存儲大量的數據。而IPFS允許以分佈式存儲此類數據，這種方式具有抗審查能力。出於這些原因，IPFS逐漸成為dApp的首選存儲平臺。
IPFS可以提供更好的用戶體驗
IPFS可以在很多情況下改善用戶體驗。例如，使用傳統的“客戶端—服務器”模式瀏覽或下載某些熱點內容時可能會耗盡網絡帶寬並導致網絡擁堵。由於延遲較長，會讓用戶體驗不佳。
在IPFS中，內容是從擁有內容副本的最近對等節點傳遞來的，從而消除了單節點壓力，改善了用戶體驗。此外，即使原有內容不能再訪問，IPFS也能提供連續且流暢的內容供瀏覽。
IPFS支持新的網絡商業模式
如今的互聯網世界，任何網絡內容都需要存儲在專用的服務器上。內容發佈者必須確保內容的可用性和足夠的帶寬以滿足用戶需求。IPFS從根本上改變了這種模式。
在IPFS中，數據不是以單個服務器為所有用戶提供服務，而是以分佈式方式進行存儲，並且可以由擁有數據的任何節點來提供服務。結果是，顯著地降低了對帶寬的要求，並且其可靠性也得到提升。
換言之，新的商業模式將開始發展。例如，像Filecoin這樣的一些項目，內容發佈者可以向節點用戶支付小額獎勵來存儲內容。這將改善內容的分發機制並確保內容的有效性。
（許多視頻共享平臺，社交媒體和其他應用程序正轉向IPFS以實現更好的用戶體驗和商業模式。）
IPFS正逐漸被主流採用
由於IPFS具有多重特性，它逐漸被主流採用。在我們的報告中，我們討論了IPFS幫助土耳其和西班牙的主流用戶應對審查的情況。除了最近的Cloudflare公告之外，現在可以在IPFS上託管網站，並使用簡單的標準域名指向它們。
IPFS託管的網站能應對審查，現在他們可以通過HTTP和HTTPS以及Cloudflare的IPFS網關輕鬆識別並安全瀏覽它們。
另外，Cloudflare已經實現了某些技術，以確保用戶不需要信任Cloudflare為他們提供他們所要求的正確內容。
IPFS面臨的挑戰是什麼？
IPFS是一項不斷髮展的新技術。然而，我們也明白要實現IPFS的大規模採用仍然需要克服一些挑戰。
帶寬要求
目前，運行IPFS節點需要使用大量帶寬，這對於許多用戶來說是不可行的，特別是在發展中國家。帶寬的過度使用可能會影響IPFS在世界多個地區的採用。關於如何處理這個問題，有很多建議，提供經濟激勵可能是一個正確的方向。在IPFS上託管內容而獲得經濟回報可以用於支付節點的運行費用，並鼓勵大家使用IPFS。
（如圖是IPFS節點測試版的帶寬使用情況。在此測試中，該節點未用於瀏覽或下載任何IPFS內容。但是，在8小時內，我們的節點已經下載/上傳了超過5GB的數據。）
可用性
IPFS的當前實施無法確保在請求時數據的可用性。要確保其可用性，其中一種方法可能是將內容固定，這就需要在IPFS節點上不斷地保存已發佈內容的副本。此IPFS節點必須始終在線以確保其有效性。像Filecoin這樣的項目在建立一個激勵層，鼓勵節點保存內容，以換取獎勵。
私密內容
發佈到IPFS上的內容被設定為公開信息。任何擁有內容哈希的人都可以訪問這些內容。目前，IPFS不提供存儲私密數據的內置解決方案。
加密技術可以通過IPFS存儲和傳輸隱私數據。另一種更復雜的方法是使用IPFS協議創建私密網絡，其中的節點只能連接到專用網絡的特定列表的節點上。
結論
在本摘要中，我們討論了為什麼我們認為IPFS是未來分佈式互聯網的關鍵技術。詳細的分析報告包括有關IPFS的技術、安全性、網絡動態和不同的應用場景等更多信息。總體而言，IPFS已被證明是分佈式數據存儲和應對審查至關重要的一項技術。隨著後續的發展，它可以成為未來數據傳輸的標準協議。
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