IPFS作为备受瞩目的当红明星项目，它到底有着什么样的身体构架和整体设计呢？今天我们就一起来看看！
IPFS的身体架构
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。
IPFS技术构架图
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。
谷燕西：比特币创新高成为加密数字金融发展的引爆点，此次增长更加稳固:12月17日，区块链和加密数字资产研究者谷燕西发表专栏文章称，比特币价格达到2万美元，成为它自2009年1月面世以来的历史新高。比特币的这个历史新高不仅仅是一个加密数字资产的交易价格的历史新高，而且是表明加密数字金融的发展已经达到了tipping point（引爆点）。加密数字金融此后会以加速的方式发展，会为现有的金融市场带来根本性的改变。他指出，导致比特币价格新高的最直接的因素是比特币交易的供需关系。次一级的影响因素是同比特币交易直接相关的因素。此外，各类主流金融机构对比特币的增持同样是对比特币的进一步的认可。以上的这些因素都使市场预期会有大量的资金流入比特币交易市场，因此将比特币推向了历史新高。谷燕西表示，而且这次比特币价格的迅速增长同2017年的增长有本质不同。导致这一次的增长因素包括更加友好的监管环境，更加稳固的市场基础设施和机构投资者的进入，而2017年的那次增长主要是零售用户在市场中炒作的结果。所以这一次的增长有更加稳固的基础。尽管比特币的价格走势未来依然会有大幅震荡，但其成长的趋势却是肯定的。[2020/12/17 15:29:51]
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。
谷燕西：Libra推出会推动比特币价格上涨，促进更多数字货币产生:11月30日，区块链和加密数字资产研究者谷燕西发表专栏文章称，如果Libra推出的话，它会至少带来以下几个方面的影响。第一， Libra会扩大美元在全球范围内的影响力。现有的美元目前是在以中心化系统为支撑的清算结算体系之上流通。Libra美元稳定币是在Libra区块链上运行。Libra区块链是完全独立于现有的美元支付体系。它能触及到目前的支付体系无法触及到的地区。对于Libra美元稳定币来说，它最大的应用的发展空间在于当地法币薄弱的地区。第二， 会促进更多的数字货币的产生。像Libra这样规模的稳定币推向市场之后，这既会进一步证明市场中此需求发展的趋势，同时也表明这个产品的可行性。Libra稳定币的推向市场会进一步促使各国央行各自行动以及彼此合作来提供 CBDC。第三， 会推动比特币价格的上涨。在Libra稳定币的各种应用场景中，加密数字货币交易是一个主要的应用场景。大量资金的涌入就为加密数字货币价格的增长提供了基础。在各种加密数字货币当中，普遍受到认可的依然是比特币，因此比特币的价格的增长就有了更好的条件。第四， 促使更多的公司考虑自己的加密数字金融战略。[2020/11/30 22:33:04]
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。
谷燕西：美国SEC或因监管及市场影响起诉Uniswap:区块链和加密数字资产研究者谷燕西发表专栏文章称，Uniswap项目方最近发行了代币UNI。鉴于这个代币的性质，发行方式，发行对象，以及UNI的美国持有用户不少于2000人，他认为它很有可能成为SEC起诉的对象。谷燕西在文章中表示，按照美国对证券产品定义的几个维度，如果持有者是未来盈利为预期，并且是通过一个普通企业的努力而达到这个产品的升值，那么这个产品就应该被定义为证券，其运作方式也应该按照证券的监管条例来运行。如果UNI被认为是证券，那么它此后的相关的一系列运作都是不符合证券法的要求的。除了以上按照证券定义来分析UNI属性之外，UNI的其它特点也使得它更像一个证券。另外，UNI已经在在多个中心化撮合交易平台进行交易，其交易方式同股票一样。他在文章中提到，SEC是否起诉一个项目的一个重要考虑是这个项目对美国证券市场的影响。UNI现在已经发行流通到美国市场，已经在中心化的交易平台进行交易。如果SEC不采取措施禁止UNI的流通，那么此后就会有更多的类似UNI的数字通证在美国市场中流通。另外，由于这样的数字通证的产生和流向市场的速度非常快，所以如果SEC不很快采取行动，那么它在此方面的监管以后就很难见效。[2020/9/25]
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。
谷燕西：数字稳定币竞争优势是其底层清算结算系统及相应的配套设施:9月7日，区块链和加密数字资产研究者谷燕西发表专栏文章《从USDT到Libra，分析数字稳定币的商业模式》称，数字稳定币的竞争优势就是其底层清算结算系统以及相应的配套设施。譬如对于在以太坊上发行的数字稳定币来说，经营方完全不必另外开发底层清算结算系统，支付终端方面的工作也会非常少。另外，由于以太坊的全球性，所以它可触及的用户的范围非常广。这些优势是通常的金融机构所不具备的。与此同时，他还表示，这样的一些优势并不能保证这样的机构能够只依据稳定币来获得足够的收入。对于数字稳定币的经营方来说，只有在一个能够充分发挥数字稳定币优势的具体应用场景，才能保证这个数字稳定币的持续经营。从另外一个角度说，如果一个数字稳定币是作为一个通用性质的数字货币推向市场，那么这个商业模式就很难持续下去。如果是这种情形的话，这个稳定币的规模越大，其失败的几率也就越大。[2020/9/7]
IPFS团队把BitTorrent进行了创新，叫作Bitswap。它增加了信用和帐单体系来激励节点去分享，我推断FileCoin有很大概率是基于Bitswap，用户在Bitswap里增加数据会增加信用分，分享得越多信用分越高。如果用户只去检索数据而不存数据，信用分会越来越低，其它节点会在嵌入连接时优先选择信用分高的。
这一设计可以解决女巫攻击，信用分不可能靠机器刷去提高，一直刷检索请求，信用分越刷越低。请求次数和存储量的变量之间有一个比较精妙的算法，类似一个抛物线，前期可以容忍很多东西，达到一定次数后不再信任。
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。
对象层文件层图
命名层具有自我验证的特性。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。
应用层图
新的技术取代老的技术，无非就两点：第一，能提高系统效率；第二，能够降低系统成本。IPFS通过以上八层协议把这两点都做到了，但这只是它精妙设计的一方面，另一方面还体现在协议与模块的完美对应。
IPFS族谱关系图
IPFS的团队在开发时，采用高度模块集成化的方式，像搭积木一样去开发整个项目。协议实验室团队2015年创立，到17年的时间里都在做IPLD、LibP2P、Multiformats这三个模块的开发，它们服务于IPFS底层。
从IPFS族谱关系图上看，你能很直观地发现，看似复杂的协议构架，其实每一层的实现都绑定在对应的模块下，合理有序。
IPFS族谱关系图
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。
Mutiformats
libp2p是一个模块化的、点到点网络的库。它具有强大的浏览器支持，能够完全在浏览器上，或通过WebSockets和WebRTC等协议工作，被认为是IPFS核心中的核心。它面对Quic和Tor传输协议、GO、JavaScript和Rust语言、Polkadot等各式各样的传输层协议以及复杂的网络设备，都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。
libp2p图
libp2p图
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之二，它的IPLD中间件可以把不同的区块结构统一成一个标准进行传递，为开发者提供了成功性比较高的标准，不用担心性能、稳定和bug。
IPLD是一个转换中间件
IPFS合理巧妙地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。如此复杂却又如此设计巧妙，项目的完整落地势必推动互联网的新一代革命进程，尽请期待。
注：本文不作为投资理财建议，投资有风险，入市需谨慎。
来源：全球币码翁区块链研究院
本期编辑：Alice
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