常常隨 NFT 出現的 IPFS 到底是啥？

IPFS定義

這段文字的重點有兩個：

IPFS 是以分散式系統來儲存資料與分享資料的 P2P網路傳輸協定
IPFS 使用「內容定位」的方式去找資料

所以這篇文章將會用簡單的方式帶讀者了解

什麼是網路傳輸協定
中心化儲存系統與分散式儲存系統的差別
什麼是內容定位
IPFS 的遠大目標

正式開始…

Now: 中心化儲存的世界

正常來說，所有公司都會有自己的資料庫，這些資料庫可能是自己架的，也可能是用 GCP, AWS等等服務去儲存。

這些公司保有存取權，可以隨時對資料取用、更改，在某種程度上算是保有一定的彈性以及效率，但當控制權太過集中，就會有人開始有別的疑慮，我在這邊舉幾個例子。

資料控制權過於集中產生問題的案例

一、土耳其封鎖維基百科事件

說是因為反恐所以封鎖，過程如下圖

2019 年 12 月 26 日，土耳其憲法法院裁定，土耳其政府對維基百科的封鎖侵犯了公民的言論自由。

2020 年 1 月 15 日，土耳其政府解除了對維基百科的封鎖。

說封就封，這是權力太集中的一次案例。

二、Google體系網站當機

這個案例大家應該比較有感了，這是今年 2 月 12 日的災情。

當大公司維護的伺服器因故斷線或是當機，如果我們把資料託管在上面，就沒有辦法即時取得想要的資料，這時候就會有人開始講啦，如果有一顆核彈直接炸掉大公司機房怎麼辦。

可能有些人會疑惑為什麼大公司維護的伺服器當機，我們就沒辦法訪問了，要了解這點，必須先提到現在全世界最廣泛的、通用的網路傳輸協定 — HTTP。

HTTP介紹

HTTP (Hypertext Transfer Protocol，超文本傳輸協定)，是一個客戶端與伺服器間溝通的標準。

這篇文章中，我們不會對這個主題作太深入的講解，只會提到基本需要的知識。

Request and Response

如下圖，右側是我們使用的瀏覽器，我們透過點選前端向伺服器送出請求，這個請求 (request)依照超文本傳輸協議的形式傳送，因此稱作 http request；相反的，伺服器在收到請求後，經過事先寫好的處理方式回傳 (response) 資料給使用者。

這個請求通常是怎麼傳輸的呢？相信大家都看過 URL這個詞。

URL (Uniform Resource Locator)

URL (Uniform Resource Locator，統一資源定位符)。「https://zh.wikipedia.org:443/w/index.php?title= 比 GregShen還帥的人」，這一整串就是一個 URL

https，超文本傳輸安全協定。
是 http 透過 HTTP 進行通訊，但通訊過程使用 SSL/TLS 進行加密，比較安全，那個 s 是 secure 的意思。
zh.wikipedia.org，是伺服器名稱。
正常來說伺服器是以 198.35.26.96 這種形式存在，但是這真的很難記，所以後來有人發明了 DNS (Domain Name System，網域名稱系統)，讓我們可以用可讀性高的方式記憶並針對特定伺服器送出請求。
443，網路埠號 (port)。
有時伺服器會開特定的 port 給特定服務，https 預設的 port 就是 443，所以其實這邊可寫可不寫。
/w/index.php，是路徑。
?title = 比 GregShen還帥的人，是 request。
想當然爾，你各位是找不到這個人的。

各位現在知道 URL怎麼運作的，我們會先找伺服器在哪，再看他的 port，再看它開了什麼 API，最後再執行我們要的動作。其實不難看出它是以「地址定位」的方式去找資料的。

其實現在這種做法真的已經非常方便了，但這篇既然是要寫 IPFS 的好處，不免就要寫一下 HTTP 的壞處。

所以結合一開始提到的中心化儲存，有哪些壞處，我們來盤點一下：

HTTP 弱勢

HTTP 中心化儲存在某種程度上是很低效率的。
使用 HTTP 協議每次需要從中心化的服務器下載完整的文件 (網頁、影片、圖片等)，速度慢、效率低。
Web 文件經常被刪除。
數據顯示，HTTP 頁面生存週期平均只有 100 天，這是因為儲存成本高、而且無法永久保存。
中心化在某種程度上限制了 Web 的發展。
封鎖、管制、監控等中心化行為雖然有好處，但同時也威脅到科技發展。

這三個弱點，IPFS 又是怎麼解決的呢？

前情提要到這裡，終於可以回到 IPFS了！

IPFS

希望各位對這段還有印象，沒有也沒關係

IPFS 是以分散式系統來儲存資料與分享資料的P2P網路傳輸協定
IPFS 使用「內容定位」的方式去找資料

有了我們前面一大段的講解，現在大家是否比較看得懂這兩句話的意思了。

先說第二點，IPFS 使用「內容定位」的方式去找資料。

何謂「內容定位」？

你只需要告訴電腦你要什麼資源，而不是去哪裡找資源。

因為每個檔案上傳後都有不一樣的 hash，沒看過 hash 這個詞的人把它想像成身分證字號。
當你要搜尋檔案的時候只需要去問誰有這個 hash 值的檔案，IPFS 就會將檔案提供給你。

我會不會收到被篡改過的資料？

篡改過的檔案hash就不一樣了，因此我們不會取到不一樣的檔案。
也因為hash完全相同代表資料一樣，IPFS 不會重複儲存相同的檔案。
所以不同人上傳一樣的檔案，只會被IPFS 生成一次。

如何做到分散式存儲？

IPFS 檔案都儲存在 IPFS 物件中，每個物件最多 256 KB。

若檔案大於 256KB，會被分割為多個物件，之後系統會生成一個空白 IPFS 物件與包含這個檔案的其它所有 IPFS 物件連結，如下圖。

回到剛剛提到的 HTTP 弱勢，IPFS 怎麼分別改善的：

一、HTTP 中心化儲存在某種程度上是很低效率的。

IPFS 優勢：改用 P2P 網路可節省頻寬

改用 P2P 的方式下載，可以節省近 60% 的帶寬。而且 P2P 將文件分割為小的塊，從多個服務器同時下載，速度非常快。

二、Web 文件經常被刪除。

IPFS 優勢：IPFS 的資料可永久保存

只要儲存者標記了，便可以永久保存，甚至提供歷史版本回溯功能。

這也是為什麼很多 NFT 圖片存在上面。

三、中心化的監管限制了 Web 的發展。

IPFS 優勢：所以他就去中心化了啊！

IPFS 優點整理

P2P 網路傳輸協定(不會有單點失效)
版本管理系統(讚)
ipfs:// 進行搜尋(目前只有幾個瀏覽器可以，例如 Brave Browser)
有 IPNS 可命名檔案
永久 web(No more 404)

講這麼多好處，但總不會都是優點而沒有缺點吧！

IPFS 局限性

取不到資料的情況
像 BitTorrent 沒人在線上，若檔案儲存在十個節點上，這十個節點都剛好離線，就抓不到資料了。

為了避免這種情況，IPFS 想出了一套解決方案，就是獎勵那些儲存資料並且保持在線的人。他們希望可以做到：

獎勵那些確實儲存資料並且長時間在線上的人。
主動把檔案分佈儲存，以保證網路上總會有一定數量的節點線上。

這套獎勵系統就是 Filecoin。

對沒錯，IPFS 開發團隊與 Filecoin 團隊是一樣的，考慮到文長，這就留到之後說吧！

結論

IPFS不只想加速 Web，它的最終目標實為取代 HTTP

用最簡單的方式看懂 IPFS