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【ipfs科普】ipfs的前世今生

时间:2021-03-23 09:49来源:未知 作者:景安机房 点击:
一、名词解释 1.IPFS:全称星际文件系统IPFS(Inter-Planetary File System),是2014年5月,胡安.贝纳特(美国旧金山人,斯坦福大学计算机科学硕士)发起的IPFS项目,是一个面向全球的、点对点的分布式存储协议。 2.Filecoin:Filecoin 是IPFS 星际文件系
一、名词解释
1.IPFS:全称星际文件系统IPFS(Inter-Planetary File System),是2014年5月,胡安.贝纳特(美国旧金山人,斯坦福大学计算机科学硕士)发起的IPFS项目,是一个面向全球的、点对点的分布式存储协议。
2.Filecoin:Filecoin 是IPFS 星际文件系统的激励层,用以鼓励越来越多人使用 IPFS,共建 IPFS 生态系统。2014年7月,IPFS创始团队-协议实验室(Protocol Labs)宣布成立Filecoin项目。Filecoin是对IPFS的结算激励补充,共同解决了数据的传输、定位和分布式存储
3.FIL:FIL则是区块链项目Filecoin中的结算代币,用于衡量工作量价值和兑换相应服务和功能。矿工通过提供数据存储和数据检索“挖出”代币FIL奖励,用户需要支付FIL让矿工提供数据存储、分发、检索。FIL总量为20亿个,分配规则如下:
(1)5%归基金会持有,分6年线性释放;
(2)15%归创始团队-协议实验室持有,6年线性释放;
(3)10%用来进行融资,筹集了2.57亿美元;
(4)70%用作矿工奖励分配,每6年减半。
4.Gas:Gas费最早是由以太坊提出,作为计算工作量的计数。协议实验室借鉴并改进了以太坊Gas提案用来来降低Filecoin交易总额和交易费用波动性。它一方面是对矿工打包区块的奖励,另一方面,是为了提高恶意交易的门槛。Gas相当于矿工挖矿的燃料,就像汽油对于汽车的作用不可或缺。
(1)Filecoin Gas机制:Gas费用由基础费用(BaseFee)和附加费(GasPremium)两部分组成。其中基础费用会被全部销毁掉,附加费奖励给打包消息的矿工。当Filecoin的网络使用率高于50%,BaseFee会上涨;低于50%,BaseFee则会下降。当需要加速交易的时候,用户可以通过支付小费(Tips)的方式达到交易加速的目的。另外BaseFee的销毁为Filecoin提供了一种通缩机制,减少市场上的流通量,增强FIL的稀缺性,有保障币价的作用。
(2)Filecoin Gas费用预测:根据2021年3月14日飞狐浏览器当日(24小时内)的数据:PreCommitSector手续费为0.0450 FIL;ProveCommitSector手续费为0.0135 FIL,则密封一个扇区总消耗手续费为0.0585FIL。因此密封1T的算力,则需要的手续费总费用为0.0585×32=1.872FIL(1TB的有效算力由32个32GB的扇区组成)
5.质押币,Filecoin中的质押币是指矿工算力增长过程、区块奖励释放过程及市场数据交易过程中涉及到的代币质押。代币质押一方面是增加新矿工加入的成本,另外也是对扇区故障等罚款的费用,同时激励矿工长期维护网络健康稳定的发展。Filecoin有三种不同的质押机制:前置质押、后置质押、市场质押。根据区块链浏览器filfox.info数据显示,当前一个32G扇区需要的第一部分质押(ProveCommitSector)约0.3052 FIL。
(1)前置质押是指矿工密封扇区过程中需要质押一定的FIL代币确保数据的正常密封(算力正常增长),其中包含两个部分,第一部分指在数据密封完成后(PreCommitSector消息)需要质押一定量的FIL,以督促矿工完成密封数据(扇区)的证明过程;第二部分指在完成扇区证明(ProveCommitSector消息)时需要质押一定量的代币;这个过程中,第一部分质押会在扇区证明完成之前进行释放,第二部分质押需要在扇区到期(官方默认540天)之后一次性释放。
(2)后置质押是指矿工通过挖矿得到的区块奖励,先释放25%,剩余部分180天线性释放。
(3)市场质押是指客户端数据交易需要质押一定量的代币,以保证市场交易能够正常进行。
6.Filecoin奖励机制:包括存储和检索这两个交易市场,通过报价和抢单系统,保证矿工提供服务时获得用户支付的代币。存储矿工在市场上提供硬盘容量,获得用户的存储费用,同时,存储矿工通过时空证明,获得创建新区块(挖矿)的权利,获得挖矿奖励;检索矿工帮助用户从IPFS网络上检索提取已经保存的内容地址,从而获得检索挖矿奖励。Filecoin 主网启动初期,一方面主链需要强大的算力保证整个网络的安全,另外Filecoin的商用普及也需要一定的时间,市场存储订单非常少,前期大多数矿工只能通过技术手段(也就是所谓的刷单)来增加有效存储量,提升自己在全网的有效存储占比,提升算力来提高爆块率,从而赢得更多的区块奖励。矿工通过参与打包赢得区块奖励是类似于比特币挖矿的一个铸币的过程,而存储市场和检索市场挖矿,则是买卖双方的通过市场行为,是FIL的流通过程。所以早期矿工的收益主要是区块奖励,也就是这14亿的FIL是通过区块奖励的方式进行释放奖励给矿工的,而不是从从客户那通过抢单的方式获得客户支付的FIL。

二、IPFS发展阶段预测
1.根据预测, IPFS未来的生态发展可以划分为四个阶段:
  第一阶段:垃圾数据阶段。通过区块奖励,激发网络扩展能力,并验证其安全性和稳定性。
  第二阶段:网盘阶段。由于分布式存储提高了安全性和机密性,通过节点验证,有效数据的运算力达到原来的10倍以上,使得网盘类存储的应用更为广泛。
  第三阶段:检索存储阶段。内容流类应用采用 IPFS做存储,类 CDN增加了对内容分发和检索存储的需求。
第四阶段:建立全球分布式存储网络基础设施,大量Dapp应用(去中心化应用)使用IPFS做存储,IPFS成为去中心化生态重要的分布式存储网络基础设施。

三、IPFS/Filecoin的pest分析
1.政治环境:在国内,从比特币开始到现在已经经过了12年。实践证明挖矿本身只要是合规、手续齐全,它就合法,国内只是禁止货币交易。去年11月份工信部和深圳市还组织了IPFS技术研讨会。就IPFS/Filecoin挖矿而言,本身是合法的。从本质上讲,IPFS/Filecoin是合法的,IPFS的中文名叫做星际文件系统,是新一代的分布式互联网底层协议。像我们平时上网网址前面都会出现HTTP,可能以后我们上网的时候网址前面出现的就是IPFS了。从功能上来说,IPFS/Filecoin是合法的,比如黑客盗取数据。在IPFS中,文件存储是本地存储;IPFS使用分片技术,文件碎片化加密存储。这样就可以成功保护我们的文件免遭到黑客的毒手。总的来说,早期不必担心IPFS/Filecoin的合法性,因为就目前而言,整个政策都是监管为主。并且,伴随着央行数字货币DCEP的推出,数字货币市场将进一步正规化,促进数字货币市场的稳定与发展。 那么IPFS/Filecoin作为构建互联网底层技术的基础设施,将会得到更好的发展。
2.经济环境: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。2017年7月,仅用了30分钟,10%的ICO私幕高达2.57亿美金,成为全世界关注的明星项目,且投资人符合美国白名单制(三年内,每年收入不低于30万美金,储蓄不低于100万美金,没有信用违规)
3.社会环境:IPFS让互联网变得不再中心化,让存储分布在所有的节点上面,让网络从所有的节点上面去下载。能够给我们节省大量的带宽,当你访问资源的时候,原先你需要去中心化服务器访问,现在则可以从周边的节点上进行访问,甚至连主干网都不用依赖。另外IPFS能够解决404文件被删除报错的问题,我们人类发展史是一部非常宏大的历史,每一个信息都至关重要,如果能把所有的信息永久记录下来,将会成为人类完整的历史。IPFS也符合当下大数据、5G以及人工智能的互联网发展方向,所以随着主网的上线,IPFS应用落地也会越来越多,进一步促进互联网的发展。另外:IPFS和比特币的挖矿相比有这本质区别,IPFS相对于比特币,对社会是有一定的价值。比特币挖矿是单纯算力的比拼,而算力是矿机在被制造出来的时候就已经被决定了,没有改变的余地;而Filecoin挖矿获得Fil币的奖励大小,不仅取决于存储算力占全网的比例,还取决于存储交易成功率和检索交易成功率。
4.技术环境:IPFS目标是为了补充(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。简单来说IPFS是一个可以永远存在的、由多个节点组成且没有中心化的文件存储和共享系统。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。IPFS中文件通常不会都存在.一个节点上,.而是分片存在其他一些子节点上。提取.文件时IPFS把这些节点列表全部并行抓取,最后在本地拼成完整的.文件。并行的速度远远大于直接下载完整⽂文件的速度,用户很快就能在本地获得文件,还可以继续分享给其他人。分布式的储存方式能有效解决数据丢失的风险,同时减轻个体数据库的存储压力。在IPFS中,每个文件及其中的所有数据都被赋予一个唯一的加密指纹。IPFS通过网络删除重复具有相同哈希值的文件,计算之后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想存储的内容,检索自己想要的信息。查找文件时,通过文件的哈希值就在网络查找到储存改文件的节点,找到所需的文件。并且,每个节点除了存储了数据以外,还存储了一张哈希表,用来记录文件存储所在的位置,便于进行文件的查询下载。采用IPNS即去中心化命名系统,每个文件都可以被协作命名为易读的名字。搜索之后可以很快地找到想要的文件。IPFS设想的是让所有的网络终端节点不只是扮演使用浏览器 Browser或者终端Client的角色。人人参与IPFS,人人都是网络节点,人人都可以是服务器,从而组建一个去中心化的分布式网络。当我们搜索/下载内容时,IPFS网络系统就会从离我们最近的距离(这里不是物理距离,是数学距离)的若干存储节点,传输数据或者文件的碎片(不是整个文件)给我们,它是若干节点同时下载传输到我们的设备上(类似于P2P、BT技术),速度非常快。当然,从这些节点下载出来的文件碎片,最终会整合成一个完整的文件呈现给我们。

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