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IPFS.md

File metadata and controls

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IPFSDOC

一、什么是IPFS

二、IPFS是如何工作的##

三、IPFS的隐私性与安全性

  1. IPFS网络是一个公共的网络，在这个公共网络上的传输，传输的内容，节点的信息都是公开的，只有传输的过程是加密的。所以说，在IPFS网络上的行为能够被第三方进行监控。

  2. 为了确保传输内容的隐私性，在传输中使用的都为cid（内容标识符），与IPFS节点本身的ID。这样的做法隐藏了传输过程中的内容，和本机IP地址。但是仍然存在着一定缺陷。

    • CID

      • 内容标识符，在IPFS网络中使用的是内容寻址，经过对内容进行哈希，形成一个唯一的标识符CID。与该CID相关的数据副本可以存储在参与IPFS网络的节点的任何一个位置。为了在获取该CID指定的数据，IPFS网络使用率DHT来追踪存储数据的位置。
      • 在进行检索时，本身的节点会去查询DHT去找到存储该CID距离最近的节点。在获取该CID和内容后，然后加入本身的节点缓存。在默认情况下，本身的节点会向与其相连的节点在一定的时间内会提供该CID。（一定的时间指的是在进行下一次节点缓存清理时，如果不想被清理，需要进行设置）
      • 这样在一定的程度上保证了内容不泄露。但是CID是公开的，如果是特别私密的消息，还是能够获取。并且如果获得了更具体的信息（某人对应的CID，某个地址的CID），也可以造成信息泄露。

    • 节点

      • 每一个IPFS节点都拥有一个唯一的节点ID，节点ID在替代了IP地址，但是可以对节点ID进行DHT查找，如果节点经常有规律的在某个地方登录的话，有可能会获取IP地址，这样容易导致对某个特定的IP节点进行监视。
      • 如果不想泄露本地节点的话，可以使用公共网关，使用公共网关请求内容依然是公开的，但是无法确认是谁请求的。公共网关的作用是传统网络与分布式网络之间的桥梁。但是使用公共网关并不意味着IPFS节点，这说明无法享受IPFS节点的好处，同时网关的运营商可能会暗自收集IP地址，并且与申请CID绑定，可能会泄露个人信息。

  3. IPFS网络中使用的是传输加密而不是内容加密。这样确保了在传输过程中，数据不会泄露或被篡改。而不使用内容加密，这样确保了IPFS网络中用户可以根据需要进行自己的内容加密的协议的选择。

四、节点

  1. 节点在IPFS网络中只是一个泛称，在不同的场景中，节点又有了不同的定义。节点可以分为IPFS节点，数据节点，libp2p节点

    • IPFS节点

      • node：在使用IPFS网络的时候，引用网络中的节点时可以使用node
      • peer：谈论节点之间的关系时可以使用
      • deaemon：在描述节点的运行状态时使用，当节点处于连接状态并在后台运行时，称之为守护程序
      • instance：IPFS网络上运行的库或程序

    • data：针对IPFS网络上实际的数据片段时使用

    • libp2p：构建p2p节点时使用

  2. 节点提供的功能

    • Preload：预加载，IPFS节点会随机选择预加载节点，通过其提供的API接口去获取它的DAG，将想要获取的CID放入节点的wantlist，使其从用户那里下载数据
    • Relay：中继，当节点认为公共互联网无法访问自己时，IPFS节点会使用中继节点作为vpn，以供其他进行访问。
    • Bootstrap：引导节点，每个IPFS节点进入时，都会通过引导节点接入这个DHT，可以有多个引导节点
    • Delegate routing：委派路由节点，当 IPFS 节点无法自行运行分布式哈希表 （DHT） 逻辑时，它们会将任务委派给委派路由节点。

五、CID

  1. CID是一个用来描述的内容定址的标识符，采用hash将内容进行加密，结果即为地址。通过multiformats（默认的代码规范，协议），完成对格式的要求。

  2. 内容:CIDV1(通用的版本) <cidv1> ::= <multibase-prefix><multicodec-cidv1><multicodec-content-type><multihash-content-address>

    • <multibase-prefix>：占1或2字节的multibase(编码规则)，可以将cids编译成各种基本类型。
    1. <multicodec-cidv1>：是一个编码器，这里表示CID的版本,用作升级需要
    2. <multicodec-content-type>：这是一个编码器，用来表示被转换为地址的内容的类型或者格式。
    3. <multihash-content-address>：这是一个哈希值，用来表示，内容经过哈希加密之后的哈希值。

  3. 特征：

    • 便捷：CIDs在通常情况下为尽可能小的二进制码，所以CIDs可以作为长路径的一个标志符，或者作为一个URl路径。
    1. 传输方便：CIDs在编码时采用的是multibase去选择最好的方便传输的编码方式。
    2. 多样：CIDs能够支持多种多样的任何格式的内容进行任意一种哈希加密
    3. 避免锁定：CIDs会避免去锁定过时，或者将要过时的操作
    4. 可升级：CIDs在编码时会编译出一个版本号，确保了CID格式的编码能够进行升级操作。

  4. 易读的CID编码格式：<hr-cid> ::= <hr-mbc> "-" <hr-cid-mc> "-" <hr-mc> "-" <hr-mh>

  5. 解码规则：

    • 是否为字符串（ASCII/UTF-8）：
      1. 如果是46给字符长度大小，并且开头为Qm，这是CIDV0版本，将其按照 base58btc进行转换，跳转第2
      2. 否则，则将其转换为二进制
        1. 如果第一个字节为0x12，返回错误。CIDV0版本不会遵守multibase进行编码，机器会避免将CIDV18于CIDv0s版本进行混淆，所以返回错误
        2. 否则，得到一个二进制数据，进行2
    • 为一个二进制的CID数据
      1. 如果长度为34字节并且开头为0x12,0x20...则此版本为CIDV0
      2. 否则将版本号加入到，cid编码的首位，CID的编码规则放在第二位，剩下的内容即为hash值

  6. IPFS网络中采用CID作为内容标识符，这是因为CID采用了hash加密算法，确保了文件的唯一性，所以说每一个文件内容都有自己唯一的CID，IPFS网络十分适合存放不更改的数据内容。但是当存放经常改变的数据时（如：网页页面），内容的改变会产生新的CID，把新的CID加入DAG中。而对于用户而言，频繁的更换CID会导致过程繁琐，所以提供了指针来确定最新的CID，用户访问时是访问的指针所指向的CID。而每次更新后会将指针指向最新CID。而如果要访问以前的版本，可以通过之前的CID进行访问。

  7. 垃圾回收机制：由于内存是有限的，对于数据的存储不能全部存储，所以需要定时的对一些数据进行清除。当然可以通过配置文件修改，对某些文件进行不清除。

  8. 由于用户想要保存数据很长的时间，于是诞生了IPFS的服务商，通过收取一定的费用，帮助用户保存数据，如Filecoin，IPFS+Filecoin的模式解决了用户保存数据的问题，同时也优化了用户检索数据的过程，由此诞生了许多类似的项目，Webb.Storage、Estuary、Powergate、ChainSafe Storage、Fleek Storage。

六、DHT分布式哈希表