IPFS和梅克尔森林
什么是IPFS?
IPFS是InterPlanetary File System的缩写。它是一种点对点的可以使Web更快，更安全，更开放的分布式文件系统。我们需要用IPFS把当前版本的Web切换成分布式版本Web。实际上，IPFS的目标是取代HTTP。
为什么要取代HTTP呢?
1、疯狂的带宽成本：
当前使用 HTTP的Web基于一个单一的客户端——服务器模型，它下载任何类型的文件都必须通过中央服务器。想象一下，如果你能从你附近的节点获得相同文件，那么你就可以使用更少的带宽更快地下载文件。在视频传输方面，P2P方法可以节省60%的带宽成本。
IPFS使得高效地分发大量数据变得可能，零重复意味着节省存储空间。
2、404出现得过于频繁：
网页的平均寿命为100天。在那(100天)之后，人们查看网页就可以期待看到404出现了。现在的网络是如此脆弱，链接总是过期和无效，这就好比把书本给焚烧掉一般(不能保存信息)。
IPFS提供历史版本保留(如git)，可以轻松地为数据镜像设置可恢复网络。
3、中心化的基础设施：
我们的所有数据都存储在主服务器上。如果服务器崩溃了，我们就完了。如果Twitter崩溃了，我们就不能发推文了。如果Facebook崩溃了，好吧，它足够崩溃了哈哈。
IPFS仍然忠实于网络的最初愿景：开放式和扁平化，并提供了使该愿景成为现实的技术。
4、离线是新的在线：
在发展中国家，在自然灾害期间，面对临时性的不良网络，我们该怎么办?只是干坐着等吗?我们使用的网络是20世纪的，我们可以做得更好。
IPFS支持创建具有多种适应性网络，无论是否具有Internet骨干网连接，都可实现网络的持久可用性。
IPFS如何运作?
因此，如果您想要检索数据结构或使用IPFS将文件保存在Web上，你將不需要访问中央服务器。您请求网络中的节点为您提供该文件的路径。您的节点会给您一些称为该文件的“加密哈希”的内容。它是该文件的唯一指纹。
假设你想得到/foo/bar/baz.png这个文件，它的加密哈希是WmXGTaGWTx1uUtfSb2sBAvArMEVLK4rQEc4g5bv7wwdz1U。(这可以使用SHA1，SHA2或任何其他算法生成)。你点击这个链接连入网络。
维基百科已经开始使用IPFS：
URL的格式为：
https//ipfs.io/ipfs/QmT5NvUtoM5nWFfrQdVrFtvGfKFmG7AHE8P34isapyhCxX/wiki/Anasayfa.html
关于Merkle Trees的一小节
关于Merkle链接的研究论文可以在这里找到。Ralph Merkle是Merkle数据结构背后的大脑。
这里能够找到关于什么是Merkle树的说明。
Merkle Tree在C ++中的基本实现。
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
// Hashing functions.
int multiplyThem(int a, int b) {
return a*b;
}
int addThem(int a, int b) {
return a+b;
}
class Merkle {
private:
vector values;
int (*hasher)(int, int);
public:
Merkle(int (*f)(int,int)) {
this->hasher = f;
}
int size() {
return values.size();
}
void add(int value) {
values.push_back(value);
}
int root() {
vector current;
current = getHashedParents(this->values);
while (current.size() != 1) {
current = getHashedParents(current);
}
return current[0];
}
private:
vector getHashedParents(const vector &children) {
vector result;
for (int i=0; i < children.size(); ) {
int a = children[i], b = children[i];
if (++i < children.size()) {
b = children[i++];
}
int hash = this->hasher(a,b);
printf("hash(%d, %d)=>%d ", a, b, hash);
result.push_back(hash);
}
printf("\n");
return result;
}
};
int main(int argc, char** argv) {
Merkle merkle(multiplyThem);
merkle.add(1);
merkle.add(2);
merkle.add(3);
merkle.add(4);
merkle.add(5);
printf(“Merkle Root = %d\n\n”, merkle.root());、
merkle = Merkle(addThem);
merkle.add(1);
merkle.add(2);
merkle.add(3);
merkle.add(4);
merkle.add(5);
printf(“Merkle Root = %d\n\n”, merkle.root());
return 0;
}
IPFS的核心是IPLD
IPLD是Inter Planetary Linked Data的缩写。文件/数据结构使用Merkle链接相互链接。
(Merkle DAG是什么?它是一个Merkle有向无环图。它类似于Merkle树。但是，Merkle DAG不需要平衡，它的非叶节点可以包含数据。)
在IPFS中，两个节点之间的链接采用加密哈希的形式。这是由于Merkle DAG数据结构。Merkle DAG为IPFS提供了许多有用的属性，包括：
1. 内容寻址：所有内容都使用加密哈希作为唯一标识，包括链接也是一样。
2. 防篡改：所有内容均通过校验结果进行验证。如果数据被篡改或损坏，IPFS会检测到它，因为哈希值会发生变化。
3. 无重复：所有保存完全相同内容的对象都相等(即它们的哈希值相等)，并且只存储一次。
只要将Merkle root发送给某人，您就可以将大量数据移交给该人。因为，Merkle root基本上保留了它之下的所有块的签名。
系统的互用性也可以存在于梅克尔森林中，其中每棵树代表一棵单独的Merkle树。在森林中，一棵树可以是比特币，可以是以太币，可以是常规的SQL数据库。因此，这些基于加密哈希函数的内容在这些树之间交换信息时是高效的。其只发送哈希，而不是发送整个文件。想象一下，使用以太坊进行某些交易，并在交易中添加一个Git页面。
目前这种系统用于：
Bitcoin
Ethereum
Git
Bit Torrent
还有更多，但最重要的是：
立即开始使用IPFS!
入门| IPFS文档
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再重申一次，它将成为一项突破性技术，将Web从Web2.0推向Web3.0。