千峰 区块链百家讲谈||古千峰 ：IPFS分布式储存的未来

谈谈100区块链

2018年11月5日，区块链讲座创始人余明初邀请美国区块链媒体BTC媒体亚太CTO、区块链科技专栏作家、瑞波早期开发者顾千峰先生在BTRAC区块链技术研究与应用俱乐部分享主题。世纪连锁金融作为区块链百场讲座的协办方和独家合作媒体，对分享的精彩内容做了专题报道。

BTRAC智库

(全称:BTRAC区块链技术研究与应用俱乐部)

BTRAC智库由来自相关部门的研究机构和行业协会、各种新闻媒体、世界知名大学、哈佛大学、麻省理工学院、斯坦福大学、普林斯顿大学、牛津大学、剑桥大学、北京大学、清华大学、香港大学、新加坡国立大学、中国科学院、美国科学院、法国科学院等近200家世界知名高等院校的教授、专家、学者和优秀大学生(博士以上)组成。

BTRAC区块链技术研究与应用交流中心智库创始人余明初表示:“BTRAC智库是基于区块链行业的学习和交流平台，以学术、技术和应用为重点，定位于行业高端人群。目前已在东京、日本、硅谷、华尔街、新加坡及国内大中城市布局，形成一个线上交流、线下互动的整体区块链高等社区智库。

他们专攻技术架构、程序开发、应用落地、人工智能、量子计算、云计算、云服务、物联网、互联网、3D打印、密码学、大数据、VC风险控制、法律法规、市场分析...

他们是院士、全国优秀青年、教授、学者、专家、博士点、企业家、投资人、CEO、编辑、著名唱片、联盟领导、协会会长...

在BTRAC智库这个大家庭里，他们分享智慧和思想，受益于讨论和碰撞，共同打造这个高门槛、高标准、高品质、高品位的精神家园。

BTRAC智库，区块链行业独一无二的价值平台

专家介绍

古倩风

美国区块链媒体BTC媒体亚太区CTO，区块链科技专栏作家，瑞波早期开发者，古武社区创始成员，IPFS力区创始成员，柚子杯黑客马拉松之旅发起人，企业认证战略顾问，15年外贸经验，高级经济师，老农。

分享是以语音的形式，以下是分享主题文本的内容。

(作者:顾千峰编辑:小吴)

首先，当我谈到IPFS时，我不谈三件事:首先，我不谈采矿机器。

为什么不谈采矿机？因为从技术角度来说，买矿机挖“矿”是投资。同样，Filecon是协议实验室团队用区块链技术实现激励机制的证书，IPFS是存储技术，Filecon是激励机制。

下面简单介绍一下IPFS存储的基本原理。IPFS有四个技术特征:

IPFS存储的基本原理

对于分布式存储，IPFS有四个技术特征

默克尔树

IPFS的数据结构是默克尔树，这是目前大多数区块链采用的数据结构。20世纪70年代末，美国科学家默克发明了散列树数据结构。每个叶节点都用数据块的哈希值来标记，而叶节点的上节点用其子节点标签的哈希值来标记。哈希树可以高效安全地验证大型数据结构的内容，可以有效保证数据的完整性。

当文件保存在IPFS节点上时，它首先被切片。切片后切片之间会形成新的哈希标签，一个一个往上，最后得到根节点哈希。如果根哈希值发生变化，这意味着它下面的文件中的数据已经被篡改或删除。通过默克尔树的根哈希值验证了该方法。它不仅适用于IPFS，还像比特币一样使用这项技术。这是IPFS在文件数据结构中的共同特征。

网络分销机制

它基于KD机制。KD算法是2002年和2003年两个学生发明的。机制有点像二叉树。寻址方式为二叉树，哈希的逻辑距离用KD算法比较。这个文件和他之间最近的散列是通过常数二分法找到的。‍‍KD算法现在也很流行，是分布式网络发现算法中的典型算法。如果假设节点数为N，即通过基于2的N的幂，可以找到所需的节点。

内容寻址

上传到IPFS的每个文件和文件夹都是以Qm为首字母的哈希值。您可以通过哈希值找到该文件，而不知道该文件存储在哪里。这种方法称为内容寻址。

网络底层

IPFS的结构和技术底层基于点对点网络。对于非点到点网络，IPFS(类似互联网的带根节点的网络寻址)不是很适合，但适合网状小麦序列网络结构下的文件存储。

‍‍IPFS的六大误区

解读六大误区

误区1、认知误区

人们认为IPFS可以取代Http。严格来说，不是误会，是对未来的憧憬。这是IPFS团队最初做APP项目时希望达到的目标。目前还是比较难。取代Http最大的障碍是如何让主流浏览器支持IPFS协议。现在，IPFS网络上的文件是通过Http网关访问的。

如果IPFS将来可以取代Http呢？

在网络浏览器中直接输入IPFS或ipfs直接添加哈希值来访问此文件。目前，插件需要以这种方式访问IPFS。这个插件没有广泛使用，所以目前不会取代Http。为了取代Http，IPFS需要开发自己的浏览器或者说服主流浏览器开发他们的插件。

误解2: IPFS不能在FCoin上线前使用

我从2015年开始使用IPFS。许多节点是由IPFS官员自己建造的，一些粉丝和技术人员贡献了服务器或他们自己的计算机资源来为整个IPFS网络提供节点。IPFS目前可以使用。

误解3，IPFS是区块链

APFS是一个存储协议，Filecoin是一个区块链，区块链最大的功能是记账。Filecoin是针对在IPFS网络上提供存储和检索能力的人，以及需要存储和检索能力的人，让他们产生交易行为，交易行为由区块链负责。Filecoin是区块链的一个核算功能，IPFS从2015年开始就没变过，就是存储。

误解4: IPFS可以将切片文件保存在不同的节点

这个我早就知道了。看了IPFS的源代码，发现并不是这样。切片后，IPFS将整个切片完全保存在一个节点上，而不是像CDM一样，将一些切片文件保存在节点A上，然后将其他文件传播到其他节点。当用户访问数据时，获得的切片数据可能来自不同的节点，只要该节点具有文件数据冗余。

误区五:IPFS可以降低数据存储和检索的成本

现在，当谈到IPFS时，我们会谈到采矿机器，说IPFS可以使数据存储和检索变得便宜。便宜的时候会利用家庭的空闲带宽，把自己的检索和存储能力贡献给整个网络。家庭带宽成本相对较低，可以降低成本，但实际上并非如此。它涉及到价格的存储，文件的安全存储，需要多少备份。备份越高，成本越高。

误解6，IPFS能让数据永存

这是IPFS一直在播放的广告。数据存储在采矿机器上。如果采矿机器通过IPN删除文件，文件将会消失。如果采矿机器因某种物理原因关闭或断电，文件将会丢失。

为什么IPFS能让数据永存？IPFS的一种机制叫下载分享或者下载分发，有点像迅雷。下载后成为保存该文件的节点，可以分发。

‍‍主流分布式存储介绍

关于APFS的角色，它从分布式存储技术开始

目前主流的分布式存储技术主要服务于云存储，云存储是基于分布式存储的。第一个是gfS，谷歌的分布式存储技术，另一个是pad，叫HDFS。这两种架构采用存储架构，一个主控服务器，多个数据服务器。不适合多个用户同时写。这种体系结构本质上是一种集中式存储。当您需要数据请求时，它可以通过rest请求，然后由主组控制服务器获取文件。你需要的文件在‍‍dadnote上方的一个位置，或者一个ID。得到ID后，可以去note获取需要的文件。这种模式就是我们所说的集中式和中性存储。

分布式存储的优势

首先，可扩展性强，可以基于相对便宜的计算机或服务器构建大规模存储系统。

第二，内部冗余机制可以复制，可以在不同的节点上生成备份，以确保文件的可用性。

第三，分布式存储有很大的特点，更适合流数据。比如视频只要存储，就能被读取几十万次。这种模式非常适合分布式存储，也是分布式存储可以发挥其优势的地方。

分布式存储的缺点

首先，它只适用于不需要高延迟的数据访问。

二是不适合需要经常修改的文件。例如，文件在上传后会被修改，分布式存储不适用

第三，索引需要保存在主服务器上。索引取决于主控服务器的内存大小。如果内存太小，可以保存的索引文件就比较少。如果海量文件较多，且文件相对较小且数量较大，主控服务器无法承受，不适合存储海量小文件。

第四，不能通过Http直接访问。在大多数情况下，它不能通过http直接访问。此外，我们不能在这些分布式存储上直接建立网站，也不能通过Http直接访问网站。目前像GFSHDFS这样的云存储技术，目前还无法实现。

‍‍IPFS真正的价值和魅力

分散存储机制是为了解决分布式存储的缺陷而诞生的。IPFS在很大程度上克服了这些缺陷。

第一，不需要掌握服务器，完全采用KD网络发现机制。

第二，文件大小(切片大小)无所谓。

用MFS可以切片到64兆，而IPFS切片小到256K，文件切的越小，对网络的要求越高，但IPFS完全可以支持。

第三，可以通过Http直接访问网关，直接调用文件。

或者直接访问哈希值对应的网站，可以通过Http或Https直接访问网站、目录和内容。

第四，可以处理高频修改文件。

这个机制还没有实现，但是IPFS的官方文件中提到了一个起床的版本管理机制。一旦这个管理机制出现，就意味着很多人可以同时修改同一个文件。该文件更改后，可以追溯到所有以前的版本记录，彻底改变了现有分布式存储不能同时修改文件的缺陷。

第五，下载分发。

保存的文件可以同时分发给其他人和其他节点。节点越多，访问性能越高。这样可以弥补低分布式存储的缺陷，只适应低延迟的场景。

IPFS文件本身非常小，部署时需要的硬件较少。你可以看到IPFS官网上有各种版本的客户端——日志，这些客户端可以轻松部署各种设备，尤其是终端设备。

最近IPFS Android手机版客户端已经退役，未来的终端设备将成为存储节点，在5G网络的情况下，不仅是存储节点，还是分发节点。在这种情况下，哪种技术可以最快、最直接地占领终端设备市场，这种技术可能会影响未来的对等网络基础设施

第六，静态网站可以独立部署，不需要任何服务器支持。最近在写一个基于IPFS的动态网站——日志分布式数据库，希望能通过。如果要建立一个静态网站，它在根服务器上有大量的数据研究，可能会被x调用，假设没有服务器，也没有任何后端php服务，只靠IPFS本身的数据库机制来完成动态网页。如果成功了，我再和你分享。

最后

IPFS代表了下一代云存储技术，其优势代表了下一代云存储的可选技术之一，因为目前主流云存储的缺陷可以由IPFS来弥补。

‍‍分布式存储产业的四象限布局

从分布式存储产业布局看交叉象限

左右两边是仓储的供应商和仓储的需求方，也包括交通的供需。在我现在习惯的坐标轴上，这个行业的很多从业者都被提供了大量的想象力空。

比如挖掘机器资源可以作为流量的存储端；做网站视频应用的话，可以去电流承载能力的需求端，做很多事情。如果要提速，可以一直走CDN上面，可以发展调整IPFS，然后换成CDN的加速版。如果你专注于商业存储服务，你可以去稳定和安全，做文档，做

冗余备份。四象限是给从事分布式存储行业或者未来需要应用分布式存储的朋友的。你可以从四个象限来看自己，哪里需要培养，哪里需要发展。四个象限基本描绘了未来整个行业的布局。

IPFS技术未来发展壮大的四个关键点

我把这种需求拉动放在‍‍IPFS.未来发展最重要的一环

在辩证三角形中寻找合理的业务支撑点，并转化为三角形。

促进IPFS健康发展的第一个关键点:需求拉动

需求驱动是IPFS未来发展壮大最重要的一环，因为有了需求驱动，供给就会体现价值，这也是我不得不做IPFS宣传工作的原因，我希望任何技术都不能从资本的角度来看。

例如，海外有一个项目，总供应量约为4P，而4P的全球供应量已经很少了。然而使用量就更可怕了。前段时间才2.6T，2.6t的使用和4P的使用，对于分布式存储行业来说，只是笑话。

为什么？

因为没有需求拉动，所以需求拉动了才会有供给进来，只有供给进来才会体现价值。

促进IPFS健康发展的第二个关键点:辩证三角形

在辩证三角形当中寻求合理的业务支撑点。

叫辩证三角形，不是不可能的三位一体。我的观点是不可能有太多的三角形，区块链playdisc类，Cpt不可能三位一体。不可能的三位一体会引起这个行业的人的恐惧，并改变它的名字。辩证三角形，也许是业内第一个提出这种观点的。所谓辩证三角形，就是这三种关系如何能够合理的取舍，避开主要矛盾，或者暂时避开近期无法解决的问题。

电脑在国内不普及的时候，大家都在网吧上网。在网吧上网时，所有的用户名单和账户信息都保存在本地。历史上发生过很多这样的事件，包括音视频的分享工具，也是对等分享，最后因为版权原因被迫关闭。

分布式存储行业有三个角，非技术性的。

第一个角代表分布的程度。分布式存储行业分布越广、越分散，性能就越高，因为下载的人越多，节点越多，性能和效率就越高，这是区块链力所不及的。区块链分布越广，性能和效率越低。

第二个角代表内容的合法性。P2P技术不是新技术，P2P技术比互联网更古老。在互联网出现之前，所有的网络都是点对点技术，包括最初的“ICQC ”,也被QQ的前身所指，OSQ‍‍YCQ也被ICQ所指。Icq也是一种点对点技术，点对点存储与客户端和服务器架构最大的不同在于它将数据放在服务器上。点对点是将所有数据保存在本地计算机上。ICQ从美国引进的时候是点对点的。马花藤在做QQ的时候，把OICQ和QQ改造成了客户端和服务器架构。他发现很多好友列表在做这种对等架构的时候只能保存在本地。一方面，数据不安全；另一方面，所有上述内容将在您下次更换另一台计算机时丢失。马在做OICQ的时候，把点对点的文件内容保存模式改成了客户端和服务器模式，一直延续到现在。

许多浏览器和服务器系统是点对点的，所有数据都存储在本地。马赛克浏览器问世后，将文件共享方式改为癌症架构和C/S架构，然后将所有内容存储在服务器上。点对点和cs架构最大的区别在于内容的可控性。对等网络不能控制内容，‍‍cs体系结构是服务器负责控制内容。回到IPFS，分布式网络，分布式存储，BT，为什么有吸引力？

技术没有错，但是不能一直推下去。这里重要的一点是内容的合法性，因为是点对点的，内容分布在每个节点上。如何保证内容的合法性？一旦发现内容有问题，很抱歉，这个技术很可能被屏蔽。因此，在储布的辩证三角中，必须考虑内容的合法性。

第三个角代表数据安全。数据安全是分布式存储如何让我相信我的数据在我不知道的计算机上。如何解决这个问题？核心是加密。现在许多区块链存储公司都在努力解决数据安全问题。

推动IPFS健康发展第三动如脱兔个关键点：5G网路

推动IPFS未来健康发展的第三个因素是，5G网络、高速网络和5G网络将在明年年初和年底逐步实施。历史上每一次网速的突破，都对整个互联网行业产生颠覆性的影响。

4G网络。它开始做什么？4G网络移动互联网已经出现；3G网络改变了人们用手机上网的习惯，从web到手机。随着‍‍4G移动互联网的大发展，‍‍5G网络未来会发生什么？我相信一定会有非常颠覆性的改变。未来5G网络相对于现在的4G网络，速度、移动性、频率都是颠覆性的。

推动IPFS健康发展第四个关键点：C-IPFS与可信网络

P2P对等网络实际上是互联网的前身。由于普及、整合内容和提高用户可用性的需要，对等网络已经转变为cs架构。有了这种客户端服务器架构，大家都在说WEB3.0又要回归对等网络了，有几个问题需要解决，其中最重要的就是信任。

解决信任问题，要从五个方面入手。

第一，解决信任书的问题。最近，流行的技术被称为区块链技术。区块链科技是做什么的？其实就是解决总账可信的问题，通过分布式记账解决节点间总账的统一。

第二，收纳。以前采用客户端存储和云存储都无法解决信任问题，因为是集中式的，集中式存储可以人为的改变数据。作为服务器提供商和管理者，集中式存储可以轻松更改存储的内容和文件。如果是驱动存储或者分布式存储很难改变，结合区块链技术，存储可以用可信的笼子来构建。

第三，可信身份。需要涉及到集中机构的身份认证。IPFS目前在这方面不会做太多的事情，但是现在有成熟的技术来解决它。

第四，可信计算。最重要的安全多方计算是在互不信任的情况下，在计算节点之间交换和计算数据。区块链项目很多，这个问题也发现了，但是目前还不能解决，比如医疗项目。

针对IPFS存在的问题，技术和非技术问题，提出了一些解决办法。有现成的方法和解决方案来解决IPFS的分布式存储、数据安全和隐私保护等问题。

例如，许多区块链医疗现在涉及病人的私人数据。不同医院之间如何跨医院沟通，其实是违法的。如何在不违法的情况下完成数据交换，很多区块链医疗项目都卡在这一点上。这个问题可以通过可靠的多方安全计算来解决，患者的数据保护可以通过技术手段来解决。

可信网络的组成部分是高速网络。区块链的TPS现在太低了。现在TPS的计算和评估都是在实验室环境下进行的，实验室环境下不考虑网速。一旦离开实验室，正式上线主网，网速将是一个非常重要的影响因素。如果区块链的TPS需要改进，在高速网络的情况下自然会达到比较高的水平。

‍‍IPFS亟待改进的两项技术

IPFS，这两项急需改进的技术，也受到中国人的关注。

NAT穿透:当董天今年7月抵达柏林时，他参加了一个开发者大会。在发布会上，团队表示近期不会考虑NAT穿透。但是这个问题恰恰是我们中国用户最关心的，在使用的过程中也经常遇到。比如有一天突然发现我的一个文件在网络外是不能访问的，但是有时候我的文件可以马上在网络外访问。原因是什么？正是因为NAT的渗透，才有了现成的框架和二级框架来解决这个问题，但是二级框架可能需要一点时间才能写成新的版本，这是IPFS的一个严重问题，尤其是对中国用户来说，也是影响矿机在中国市场普及使用的一个重要因素。

解决方案

数据安全和隐私保护

IPFS目前不会顾及数据安全和隐私保护，但未来会面临IPFS提出的假设，需要让数据无国界、无障碍地流动。

基于对等网络的数据安全和隐私保护必须基于端到端加密，因为cs架构在服务器上保存密码和用户名，假设服务器是可信和安全的。在这种情况下，密码被放在上面并被处理。那么，什么才是真正的安全呢？它像区块链一样加密。

最后的加密方法:

第一种方式最简单，关键是处理。比如密码是ABCD，就会用ABCD加密。加密后，我会通过其他渠道告诉需要分享ABCD密码的朋友。他下载这个文件，然后用ABCD键打开。这样比较危险。

第二种是生成一个公钥和私钥加密。有两种方法。第一种使用区块链的公钥和私钥；第二种是生成公钥和私钥。比如我想和B共享文件，我先用B的公钥加密这个文件，加密后发给他，或者我上传到IPFS网。对方下载文件，下载后用自己的私钥解密。该方法具有方便、简单的优点。它的缺点是同一个文件被不同的人加密后会被复制。

第三种方法是加密密钥。如果是ABCD，我会用qq或者电话给对方。

另一种方式，结合公钥和私钥:

用对方的公钥加密我的ABCD密钥。加密后，我将加密的文件发送给对方。对方用自己的私钥解锁后，知道是ABCD，只保存备份给IPFS网，也就是源文件，用ABCD的密钥加密，就可以完成收敛问题。

解决应用问题

应用问题和技术关系不大，是场景适用性问题。首先，IPFS未来的应用分为三个部分。

‍‍第一部分，是‍‍下载及分发的分布式CDM。可以充分的利用家庭的存储和带宽资源。 ‍‍第二部分，是商业化的存储。要走商业化存储，‍‍‍‍家庭式宽带肯定是不适合的，需要更‍‍专业的团队、更专业的设备和更专业的网络提供存储。 ‍‍第三部分，是未来端设备节点。‍‍端设备节点是能够提供在垂直领域的一个分布的存储。

块存储使用区块链会计

例如，像一个正方形，它被记录在区块链；除了区块链记账，还有集中数据库记账；还有IPFS日志会计，它有自己基于IPFS的分布式数据库；使用区块链记账时必须防止桶效应。

木桶效应

区块链技术的瓶颈是TPS。如果正常且广泛使用的分布式存储的并发性远远超过区块链现在能够支持的TPS，这意味着每次数据访问都需要记录在链上，那么整个区块链存储系统的性能取决于区块链本身的TPS，而不是存储部分的高并发性或高性能。这也是区块链仓储业目前需要警惕的地方，要采用的链条必须有足够的容量支持存储。

‍‍IPFS+区块链开发框架

在四个象限中，右侧被称为本地代表性应用程序，包括钱包和区块链浏览器。DAPP是直接从区块链获取数据，使用的API往往是与链直接相关的API。

左边是应用类DAPP，包括游戏类，远比右边复杂。通过RGS库，如VP3机，采用USGS‍‍，这些前端库与IPFS交互，数据存储在IPFS上。保存‍‍IPV之后，将返回一个哈希值，然后在链上保存和处理该哈希值。

这与IPFS有关，其余的与智能合同有关，智能合同与区块链的数据交互。所以左边叫应用带宽，开发架构必须考虑两层。第一层是链上的数据，第二层是IPFS上的数据，可能是比较结构化的数据。一些非结构化数据，如图片和文档，通常存储在IPFS。这种框架是发展出一个完整的代表他需求的思维框架的途径。

100年来网络结构的发展历史

在过去的100年里，网络结构经历了从集中到分散再到分布的过程。不清楚是分散还是分散，因为这两种网络形式其实是同时发展的，只是走了两条不同的路。一种是应用更强，但安全性可能更弱；另一种是安全的，但是易用性不太高。

3G时代，农行的服务器托管更多；

4G时代，云计算、云存储、移动互联网已经进入。‍‍

5G时代我们会怎么样？

个人认为，分散式云存储应该是5G时代有发展潜力的技术，这也是我看好IPFS的原因。

非常感谢！

本文根据BTRAC区块链技术研究与应用交流中心专家分享的内容进行组织，仅代表专家观点。本文为链世纪金融原创专栏内容(链世纪金融是BTRAC首席战略合作媒体)，业务合作联系人:链世纪金融小武[ID: 13891933433]

宇鸣初

知名区块链媒体平台区块链100 Talk创始人，BTRAC区块链技术研究与应用交流中心智库创始人。他有《我对区块链的认知》、《如何让微信社区成为行业顶尖智库》等书。是行业的先锋，有“宁在行业”的美誉。

现为中国经济改革学会产业改革与企业发展委员会特约研究员、商务部中国国际电子商务区块链委员会委员、全球名校区块链联盟专家委员会副主席、亚洲区块链学会执行理事、亚洲区块链产业研究所中国秘书长、链锁世纪金融首席专栏顾问。特别是BTRAC区块链技术研究与应用俱乐部成立后，近百名企业研究人员培养了他们在区块链思想领域的重新定位意识。

余明初先生协助政府和企业举办了数十场与区块链相关的峰会和论坛，几乎区块链行业的每个论坛都有其社区智库专家发表主旨演讲。目前，BTRAC区块链技术研究与应用交流中心智库和区块链百人讲座正健康快速发展。截至目前，已成功举办17场专家讲座，得到专家普遍认可。BTRAC区块链技术研究与应用交流中心智库多次参与国内外知名大学建立的合作，促进国际人才交流。目前，它已经成长为中国区块链行业中一个不可多得的在线社区和在线智库中心。同时，BTRAC智库与多家官方媒体行业协会建立了合作关系，在东京、新加坡、硅谷、华尔街和国内部分大中城市设有有线交流中心，进一步布局世界，为建设网上高等智库中心做好人才储备。