当今，随着信息技术、互联网的日益发达，人类的交流与协作方式已发生了颠覆性的变革。无论是数字，还是文字、图片、音乐、视频，都能从网上获得，点点手指就能掌握这一切。信息技术、互联网极大便捷了我们的生产、生活。

一方面，我们在享受互联网红利。另一方面，经历数十年的发展，曾经我们引以为傲的互联网技术也暴露出诸多弊端。当我们打开网页时，经常遇到卡顿、数据被篡改，甚至文件被删除情况，更不用说数据泄露的问题。此外还有成本高昂，服务不稳定等。在越发重视数据价值的今天，这个问题显得格外严重。

是否有一种技术，既能低成本、高效率的存储我们的数据，又安全稳定、永不丢失，当然隐私保护更是必不可少。

答案是肯定的，这就是IPFS（星际文件系统）技术。与传统中心化存储技术相比，基于去中心化的IPFS技术具有低成本、高效率、安全性、隐私性、永久性等多个优势。

当下，区块链作为一种颠覆性的融合创新技术，在各行各业都具有巨大的应用潜力。但是迫于高昂的存储成本、TPS限制，全数据上链显然不具现实性和价格优势。大的文件哈希上链，原文件用IPFS存储，IPFS技术可以说是区块链的完美互补。

2021年1月，BSN IPFS服务专网商用发布，其是BSN基于 IPFS分布式文件服务搭建的专网，面向应用开发提供IPFS常用的原生服务接口的服务网关。其具有高效、合规、价格优势明显等诸多优势。

那么，IPFS具体是什么？IPFS的功能如何？它的架构及特性怎样？Filecoin是怎么一回事？如何接入BSN中IPFS专网服务？

1.什么是IPFS

了解IPFS，要先了解HTTP。HTTP（超文本传输协议HyperText Transfer Protocol,Http）用于在Internet上发送和接收消息。它是以超文本传输为目的而设计、基于TCP/IP实现的应用层协议。

此协议传送的数据形式可以是普通正文、超文本、音频、视频等等。用户使用http://或https://链接指向网页、图像、电子表格、数据集或者推文时，用户按其位置识别内容，这是位置寻址。该链接是指向web上特定位置的标识符，其对应于web上某处的特定服务器或服务器组，控制该位置的人控制内容。

对应于位置寻址，IPFS（InterPlanetary File System，星际文件系统）是一个基于内容寻址、分布式、新型超媒体传输协议。其原理用基于内容的地址替代基于域名的地址，也就是用户寻找的不是某个地址而是储存在某个地方的内容，它旨在使网络更快、更安全、更开放。

2.IPFS的功能

为什么需要IPFS？

众所周知, 互联网是建立在HTTP协议上的。但随着互联网的进步，HTTP逐渐显示出其不足。

HTTP非常中心化，用户依赖少数服务供应商，效率低成本高；W e b文件经常被删除；中心化服务商极易受到攻击，为了服务器的正常运转，需要采用各类昂贵的安防方案，防范成本越来越高。这三点已成为HTTP无法克服的问题。

对比HTTP，IPFS天然就是分布式、点对点架构，不再依赖主干网和中心化服务器。IPFS将文件分割成很多小块，存储于诸多节点。当下载时，很多节点可以同时提供下载服务，速度更快。

第二，IPFS优化了存储空间，数据可持续保存。IPFS采用为数据内容建立哈希去重的方式存储数据。在IPFS里，相同的数据会在IPFS网络中过滤，这降低了储存空间的成本。IPFS提供了互联网数据可持续存储的方式，并且提供了数据历史版本追溯的功能。

第三，基于去中心化的IPFS更安全，天生抵御DDOS（分布式拒绝服务攻击）。

区块链和IPFS的关系？

区块链的本身功能之一是在没有中心化的前提下参与方达共识，参与方共同维护一套账本。它的本身效率并不高。如果IPFS和区块链协同工作，可以弥补区块链的两大缺陷。

第一个缺陷是区块链存储效率低、成本高。和HTTP类似，IPFS是基于TCP/IP的应用层协议。遇到大文件上链，可使用I P F S存储文件数据本身，并将唯一永久可用的I P F S 地址放置到区块链中。

第二个缺陷是传统上区块链跨链需要各个链之间协同配合，难以协调。I P F S通过I P L D定义不同的分布式数据结构，可协助各个链之间传递信息和文件。

3.IPFS架构及特性

IPFS架构

IPFS包含七层架构，每层具有不同的功能。

IPFS特性—分布式哈希表(DHT)

哈希表是一种数据结构，它把KEY 和 VALUE用某种方式对应起来。使用hash()函数把一个KEY值映射到一个index上，即hash(KEY) = index。这样就可以把一个KEY值同某个index对应起来。然后把与这个KEY值对应的VALUE存储到index所标记的存储空间中。这样，每次想要查找KEY所对应的VALUE值时，只需要做一次 hash()运算就可以找到了。

举个例子：图书馆中的书会被某人借走，这样“书名”和“人名”之间就形成了KEY与VALUE的关系。

IPFS特性—块交换协议(BitTorrent)

仅仅实现数据的分布式存储还远远不够，数据还需要在节点之间有效的交换，从而使得整个系统能够高效运转。IPFS协议受BitTorrent的启发，通过对等节点间交换数据块来分发数据。

如何激励节点分享数据？IPFS在BitTorrent的基础上进行了创新，增加了包括信用、策略、帐单在内的体系，这一体系之上的新的数据交换协议被称做BitSwap。

在BitSwap协议下，发送数据给其他节点可以增加节点信用值，而从其他节点接受数据则会降低节点信用值。也就是说，如果一个节点持续分享数据，其他节点给它发送数据的概率就会越来越大；而如果一个节点只接收数据而不分享数据，其他节点给它发送数据的概率就会越来越低，直到低到被其他节点忽略。

IPFS特性—自验证文件系统SFS

自验证文件系统（Self-Certifying File System，SFS）是为了设计一整套互联网共用的文件系统，全球的SFS系统都在同一个命名空间下。在SFS中，分享文件会变得十分简单，只需要提供文件名就行了。要实现一个全球共享的文件系统，最大的一个障碍莫过于如何让服务端为客户端提供认证。一个最简单的思路，所有服务器都生成一对公钥和私钥，然后让每个客户端用公开的公钥来验证服务器的安全，但是如何让所有客户端都能获得服务器的公钥呢？SFS使用一种新的解决思路，将公钥信息嵌入到文件名中，这种命名为“自验证文件名”。这样就没必要在文件系统内部实现密钥管理了。秘钥管理的功能就加入到用户对文件命名的规则中。用户可以根据自己需要选择加密方式。

IPFS的方案如下：

NodeID = hash(node.PubKey)

给每个用户分配一个可变的命名空间，在此路径下: /ipns/

一个用户可以在此路径下发布一个用自己私钥签名的对象，比如：

/ipns/XLF2ipQ4jD3UdeX5xp1KBgeHRhemUtaA8Vm/

其他用户获取对象时，他们可检测签名是否与公钥和NodeID匹配，验证用户发布对象的真实性，达到了可变状态的获取。

IPFS特性-MerkleDAG

Merkle DAG的特点：1、内容寻址 2、防篡改 3、去重。

4.Filecoin：基于IPFS技术的公有链（IPFS公网）项目

IPFS和Filecoin都是由协议实验室打造的项目，IPFS与Filecoin之间的关系有点类似于区块链与比特币的关系。Filecoin的诞生是为了通过经济激励的机制来促进IPFS的发展。Filecoin采用了公有链通证体系发行了Token，Token简称FIL，发行总量20亿。

虚拟货币只是基于区块链技术的一种应用，并不能代表区块链。正像采用区块链技术不需购买比特币，我们使用IPFS技术也不需购买FIL，更不用说合规问题。

5.BSN中IPFS专网概述及对接说明

2021年1月，BSN IPFS服务专网商用发布，其是BSN基于 IPFS分布式文件服务搭建的专网，面向应用开发提供IPFS常用的原生服务接口的服务网关。与IPFS公网相比，其具有高效、合规、价格优势明显等诸多优势。

两种开通方式

有两种方式可以开通IPFS服务：在发布服务时开通；在【IPFS服务】界面单独开通。服务开通后，系统会自动生成上传key和下载key。

方式一：在BSN门户（bsnbase.com）发布服务时开通。

方式二：在【IPFS服务】界面单独开通。

打开BSN官网主页（bsnbase.com），登录并点击【IPFS服务】。

选择【创建IPFS服务】进入服务创建页面。

选择容量，点击【下一步】，选择按月付费或按年付费

· 勾选【我已阅读并同意《BSN服务发布协议》】，点击【确定】后，系统生成账单，并提示用户支付服务费用，用户确定以后，系统从用户的账户中进行扣款，扣款成功后服务实时开通。若服务扣款失败，服务对应的账单将保留72小时，过期失效。若仍想使用服务，需重新开通服务并支付；

· 如果用户账户内没有余额或余额不足，需要先进行充值。然后到【我的账单】进行支付；

· 服务的费用主要是容量费用，流量使用费根据服务的实际使用量按周扣款，服务开通时无须支付，按年支付时具有一定的折扣优惠；

· 服务开通后，系统会返回上传Key、下载Key及网关地址信息。上传key和下载key可根据用户需要进行更新。

注意：如果用户只需要下载文件，则可不开通IPFS服务，只点击【创建下载key】生成下载key即可。

关于BSN IPFS专网服务的任何问题，您可以点击主页的帮助手册。

从帮助手册第八章的“IPFS专网服务” 中得到详尽的指导。

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关于BSN IPFS 服务专网，BSN已举办过一场专门培训，您可以随时点击链接观看学习。

【线上】IPFS浅谈及基于BSN的IPFS专网操作演示

地址：

http://kb.bsnbase.com/webdoc/view/Pub2c908ad371c6396b0176979c260e2ae0.html