IPL:詳解IPFS技術架構（干貨）_Multiplier

IPFS作為備受矚目的當紅明星項目，它到底有著什么樣的身體構架和整體設計呢？今天我們就一起來看看！

IPFS的身體架構

IPFS至少有八層子協議棧，從上至下為身份、網絡、路由、交換、對象、文件、命名、應用。每個協議棧各司其職，又互相搭配。

IPFS技術構架圖

身份層和路由層可以一起解釋。對等節點身份信息的生成以及路由規則是通過Kademlia協議生成制定。KAD協議實質是構建了一個分布式松散Hash表，簡稱DHT，每個加入這個DHT網絡的人都要生成自己的身份信息，然后才能通過這個身份信息去負責存儲這個網絡里的資源信息和其他成員的聯系信息。如同微信名片分享，在無法通過直接搜索微信號的情況下，如果你要找一個人，可以通過有這個人聯系方式的朋友分享名片來建立聯系。

MetaMask因網絡釣魚檢測已限制訪問Compound V2頁面:3月9日消息，MetaMask 因網絡釣魚檢測已限制訪問 DeFi 借貸協議 Compound 的 V2 頁面。出現在 MetaMask 警告列表的原因可能包括已知的欺詐或安全風險。[2023/3/9 12:52:15]

網絡層比較核心，使用的LibP2P可以支持任意傳輸層協議。NAT技術能讓內網中的設備共用同一個外網IP，我們都體驗過的家庭路由器就是這個原理。

交換層是類似迅雷這樣的BT工具。迅雷其實是模擬了P2P網絡，并創建中心服務器，當服務器登記用戶請求資源時，讓請求同樣資源的用戶形成一個小集群swarm，在這里分享數據。這種方式有弊端，一位服務器是由迅雷統一維護，如果出現了故障、宕機時，下載操作無法進行。

穩定幣當前總市值約為1365億美元:金色財經報道，據Coingecko數據顯示，穩定幣當前總市值約為1365億美元，其中USDT、USDC、BUSD市值分別為718、439、84.7億美元，USDT市值占比達2021年11月以來新高。[2023/3/7 12:46:11]

中心化服務還可以限制一些下載請求，人們發明了一種更聰明的方式就是BitTorrent，讓每一個種子節點所要存儲的數據，通過哈希表存儲在里面，BT工具相對不太受監管，服務更加穩定。

IPFS團隊把BitTorrent進行了創新，叫作Bitswap。它增加了信用和帳單體系來激勵節點去分享，我推斷FileCoin有很大概率是基于Bitswap，用戶在Bitswap里增加數據會增加信用分，分享得越多信用分越高。如果用戶只去檢索數據而不存數據，信用分會越來越低，其它節點會在嵌入連接時優先選擇信用分高的。

寵物食品公司Pedigree推出Fosterverse，將犬類領養帶入虛擬世界Decentraland:金色財經報道，寵物食品公司 Pedigree 宣布推出了 Fosterverse，這是一項新計劃，允許在虛擬世界 Decentraland 中虛擬飼養現實生活中的救援犬。虛擬世界中的業主將能夠上傳基于待領養的真狗的 3D 頭像，土地所有者將能夠將這些狗放在他們在 Decentraland 的地塊上，用戶可以與虛擬化身所代表的真正救援犬聊天并收養它，或者向 Pedigree Foundation 捐贈來幫助有需要的類似可領養寵物。

為推進該計劃的使命，Pedigree 品牌將發放高達100,000 美元的捐款，通過其年度撥款計劃支持 PEDIGREE 基金會，特別是幫助資助全國各地收容所和救援的培養計劃。參與該活動的愛狗人士可以獲得定制的 FOSTERVERSE 可穿戴設備，以便在 Decentraland中活動。[2023/1/26 11:30:14]

這一設計可以解決女巫攻擊，信用分不可能靠機器刷去提高，一直刷檢索請求，信用分越刷越低。請求次數和存儲量的變量之間有一個比較精妙的算法，類似一個拋物線，前期可以容忍很多東西，達到一定次數后不再信任。

數據：Tether已封禁807個地址，總計超4.35億枚USDT:金色財經報道，Dune Analytics數據顯示，Tether目前已封禁807個USDT地址，封禁錢包中總計有435,062,210枚USDT。[2022/11/28 21:05:50]

對象層和文件層適合結合來談，它們管理的是IPFS上80%的數據結構，大部分數據對象都是以MerkleDag的結構存在，這為內容尋址和去重提供了便利。文件層是一個新的數據結構，和DAG并列，采用Git一樣的數據結構來支持版本快照。

對象層文件層圖

命名層具有自我驗證的特性。并且加入了IPNS這個巧妙的設計來使得加密后的DAG對象名可定義，增強可閱讀性。

最后是應用層，IPFS核心價值就在于上面運行的應用程序，我們可以利用它類似CDN的功能，在成本很低的帶寬下，去獲得想要的數據，從而提升整個應用程序的效率。

應用層圖

新的技術取代老的技術，無非就兩點：第一，能提高系統效率；第二，能夠降低系統成本。IPFS通過以上八層協議把這兩點都做到了，但這只是它精妙設計的一方面，另一方面還體現在協議與模塊的完美對應。

IPFS族譜關系圖

IPFS的團隊在開發時，采用高度模塊集成化的方式，像搭積木一樣去開發整個項目。協議實驗室團隊2015年創立，到17年的時間里都在做IPLD、LibP2P、Multiformats這三個模塊的開發，它們服務于IPFS底層。

從IPFS族譜關系圖上看，你能很直觀地發現，看似復雜的協議構架，其實每一層的實現都綁定在對應的模塊下，合理有序。

IPFS族譜關系圖

Mutiformats是一系列hash加密算法和自描述方式的集合，它具有SHA1\SHA256\SHA512\Blake3B等6種主流的加密方式，用以加密和描述nodeID以及指紋數據的生成。

Mutiformats

libp2p是一個模塊化的、點到點網絡的庫。它具有強大的瀏覽器支持，能夠完全在瀏覽器上，或通過WebSockets和WebRTC等協議工作，被認為是IPFS核心中的核心。它面對Quic和Tor傳輸協議、GO、JavaScript和Rust語言、Polkadot等各式各樣的傳輸層協議以及復雜的網絡設備，都可以幫助開發者迅速建立一個可用P2P網絡層，快速且節約成本，這也是為什么IPFS技術被眾多區塊鏈項目青睞的緣由。

libp2p圖

libp2p圖

IPLD其實是一個轉換中間件，將現有的異構數據結構統一成一種格式，方便不同系統之間的數據交換和互操作。現在IPLD支持的數據結構，是比特幣、以太坊的區塊數據，也支持IPFS和IPLD。這也是IPFS為什么受到區塊鏈系統歡迎的原因之二，它的IPLD中間件可以把不同的區塊結構統一成一個標準進行傳遞，為開發者提供了成功性比較高的標準，不用擔心性能、穩定和bug。

IPLD是一個轉換中間件

IPFS合理巧妙地應用了這幾個模塊的功能，集成為一種容器化的應用程序，運行在獨立節點上，以Web服務的形式，供大家使用訪問。如此復雜卻又如此設計巧妙，項目的完整落地勢必推動互聯網的新一代革命進程，盡請期待。

注：本文不作為投資理財建議，投資有風險，入市需謹慎。

來源：全球幣碼翁區塊鏈研究院

本期編輯：Alice

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