可扩展性是区块链面临的一大挑战。火币网的创始人维塔利克巴特林（Vitalik buterin）曾经说过：“可伸缩性可能是头号问题。可伸缩性已经成为许多系统的坟墓。这是一个重大而艰巨的挑战。这些都是已知事实。”为了有效应对这一挑战，很多项目都在尝试通过“IPFs+区块链”的方式来提高区块链的可扩展性。但什么是IPFs？如何提高区块链的可扩展性？今天的万象区块链课程将带您了解IPFs。
什么是IPFs？
IPFs是星际文件系统的全称，是一种点对点的开源分布式超媒体协议。它最初诞生于互联网行业，是为了解决HTtp（超文本传输协议）带来的一些问题。说到HT TP，我们不应陌生。当我们输入网址时，我们通常输入HTtp://。该协议于1991年发明，并于1996年应用于web浏览器。它的主要功能是支持Internet上的数据通信，即指定Internet上的信息传输方式以及浏览器和服务器的命令响应方式。
可以说HTtp是互联网运营的基石。然而，自近30年前诞生以来，这一协议逐渐过时，其弊端也逐渐暴露出来。例如：
1它不支持同时从多个服务器下载文件，导致内容传输效率低下。
2高带宽成本和大量重复文件堆积，加重了存储负载。
3随着服务器和服务提供商的日益中心化，互联网的监管也越来越严格。
4互联网存储的历史信息有限，很难对历史信息记录进行长时间的跟踪。
5连接不稳定导致连接速度慢，信息传输效率低。
等等。作为一种分布式文件存储系统，IPFs有望逐一突破这些问题。例如，在分布式协议IPFs中，用户不再从单个服务器下载文件，而是可以同时从网络中的多个节点获取文件，以提高下载效率。此外，该分布式数据存储协议还通过哈希加密保证了网络信息的安全性。听起来像区块链吗。
IPFs是如何工作的？
首先，IPFs使用哈希值来标识系统中的所有文件。在此基础上，消除重复文件，记录文件的历史版本信息，实现文件历史信息的可追溯性，保证网页内容不会因服务器故障或虚拟主机崩溃而丢失。
其次，哈希加密还有助于确保文件内容的真实性。当用户通过IPFs网络搜索文件时，网络系统实际上以文件的哈希值为标准，从存储该文件的每个节点找到哈希值一致的文件并返回给用户。
另外，IPFs中的节点通过哈希值连接，形成Merkle-DAG数据结构，具有以下优点：
1内容可寻址：所有内容都由哈希值标识，易于查找和跟踪。
2无重复内容：由于系统中哈希值是唯一的，相同的内容会产生相同的哈希值，系统会判断为重复，并及时消除。
3内容不能篡改：系统的内容需要通过哈希值验证。篡改内容后，哈希值会自然发生变化，这有助于系统及时识别被篡改的内容，并及时发现风险。
值得一提的是，IPFs中的每个节点只存储自己需要或感兴趣的内容，并对内容信息进行索引，这样节点就可以了解自己存储了什么样的信息，方便后续搜索。
总而言之，IPFs的分布式文件存储框架从根本上颠覆了HTtp通过中心化式服务器传输内容的方式。用户可以根据文件的唯一标识（哈希值）从网络中数百万个其他节点快速获取信息，而不是从单个服务器搜索信息。同时，还可以实现文件的本地化和离线获取，大大提高了信息检索的效率和便利性。
IPFs在区块链中的应用
无论是去中心化分布式结构，还是利用密码学技术来保证信息安全，都可以看出IPFs和区块链有很多相似之处。与此同时，IPFs的发明者胡安·贝内特（Juan benet）曾说过：“IPFs中的信息可以在互不信任的节点之间传输，而系统不会失去对信息的控制，也不会面临安全风险”，这与区块链可以帮助缺乏信任的利益相关者以低成本、高效率的方式进行合作的应用价值相似。
IPF和区块链之间的高度融合向我们展示了这两种技术融合的潜力。IPFs技术通过哈希加密为海量数据生成**的IPFs地址，然后将地址信息存储在区块链上。这相当于将原始数据简化为IPFs地址再去链，在不牺牲去中心化和安全性的前提下扩展单个节点的信息存储容量，从而实现整个网络的可扩展性，为区块链中“不可能三角”问题提供了一个可行的解决方案。
很多项目都尝试在区块链中应用IPFs技术。通过这种对等分布式文件系统，提高了节点的存储容量，为整个系统的扩展和可持续发展打下了良好的基础。随着区块链应用场景的不断扩展，该技术的性能要求将逐步提高。我们相信IPFs分布式存储协议将通过提高区块链的可扩展性来帮助区块链应用的进一步发展。
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更新时间：2020年07月19日
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