現下IPFS挖礦的熱潮一波接一波，前有大媽亮相區塊鏈大會，現有小夥上班時間挖礦。IPFS挖礦究竟有什麼魔力，在這裡全面向大家介紹一下IPFS的由來及其包含的文件系統。希望有助於大家更好的瞭解IPFS挖礦。
通信協議和分佈式系統
對於兩個人交換信息，他們需要一套共同的規則來定義如何以及何時傳輸信息。這些規則廣泛地被稱為通信協議，我們簡單地稱之為語言。如果你曾經去過一個你不會說母語的國家，那麼你可能會遇到失敗（或缺乏）通信協議。計算機就是這種情況;他們無法互相溝通，直到20世紀80年代早期發明第一個計算通信協議時才作為獨立的計算設備存在。
協議進行通信的編程語言是如何計算
在計算機中，通常通信協議有好幾層。例如，在互聯網協議中共有4層，每個負責具體功能。除了通信協議，還有計算機之間的互連的基本結構，與我們相關的客戶端到服務器的對等網絡。
互聯網是由客戶機 - 服務器關係為主，主要依靠互聯網協議。其中，超文本傳輸協議是超文本傳輸協議的基礎。
數據存儲在中央服務器中，並通過基於位置的尋址訪問。這樣可以更輕鬆地分發，管理和保護數據，並擴展服務器和客戶端的容量。然而，安全，隱私和效率領域存在許多弱點：對服務器的控制轉換為對數據的控制。這意味著您的數據可以通過任何一方控制服務器來訪問，更改和刪除;這可能是一個對服務器或惡意黑客擁有合法權限的實體。在基於位置的尋址中，數據通過它所處的位置而不是其內容來標識。這種限制意味著即使相同的數據在更近的地方可用，您也必須一直到指定的位置訪問一段數據。也沒有辦法告訴數據是否已經改變，用戶只需要知道它在哪裡，而不是它是什麼。
過往的歷史中客戶服務器模型和HTTP服務互聯網相當可靠。因為HTTP Web的小文件，如文本和圖像的運動是非常有效的。在網站的前20年的平均頁面大小隻有從〜2 KB增加到2兆〜。
HTTP是偉大的加載網站但不是適用於大量數據的傳輸（如音頻和視頻文件）。這些限制可能使替代文件共享系統像的Napster的出現和主流的成功（音樂）和BitTorrent的（電影和幾乎任何東西）。
快進到2018年，點播高清視頻流和大數據變得無處不在;我們正在繼續生產/消費越來越多的數據，開發越來越強大的計算機來處理它們。雲計算的主要進步有助於維持這一轉變，但分發所有這些數據的基礎設施基本保持不變。
InterPlanetary文件系統
IPFS試圖通過一個新穎的P2P文件共享系統解決客戶端 - 服務器模型和HTTP網絡的缺陷。這個系統是幾個新的和現有的創新的綜合。 IPFS是由協議實驗室創建的開源項目。 Protocol Labs還開發了諸如ipld和filecoin等互補系統，這將在下面解釋。世界各地的數百名開發人員提供的規範的發展，其業務流程是一項浩大的工程。
這裡的主要成分：
分佈式哈希表
哈希表是一種數據結構，存儲信息的鍵/值對。分佈式哈希表（DHT）的數據分佈在一個計算機網絡，有效地協調，使節點之間有效的訪問和查詢。
DHT的主要優勢在於分散性，容錯性和可擴展性。節點不需要中央協調，即使節點發生故障或離開網絡，系統也能可靠運行，並且DHT可以擴展以容納數百萬個節點。這些功能一起產生的系統通常比客戶機 - 服務器結構更具彈性。
分組交換
文件共享系統能夠成功地協調依靠創新的數據交換協議，數以百萬計的節點之間的數據傳輸，但它是有限的激流生態系統。規實現廣義版本的這個協議稱為比特交換，就像一個任意類型的數據集市這個市場是基礎filecoin：一個建立在P2P存儲市場規。
Merkle DAG
一天一個Merkle A混合數據同步和一個有向無環圖（DAG）。 Merkle樹確保在p2p網絡上交換的數據塊是正確的，未損壞的和未改變的。此驗證通過使用加密哈希函數組織數據塊完成。這只是一個函數，它接受輸入並計算與該輸入相對應的唯一字母數字字符串（哈希）。檢查輸入是否會產生給定的散列很容易，但很難從散列猜測輸入。
各個數據塊被稱為'葉節點'，它們被散列形成'非葉節點'。 然後可以組合這些非葉節點並散列，直到所有數據塊都可以由單個根散列表示。 這是一個更簡單的概念化方法：
DAG是對沒有周期的信息進行拓撲序列建模的一種方法。 DAG的一個簡單例子是家族樹。 Merkle DAG基本上是一種數據結構，其中散列用於引用DAG中的數據塊和對象。 這會創建幾個有用的功能：IPFS上的所有內容都可以唯一標識，因為每個數據塊都有唯一的散列。 加上數據是防篡改的，因為改變它會改變散列，如下所示：
對規的中心原則是所有數據建模的廣義Merkle DAG。這些安全功能的意義是難以估量的。
版本控制系統
規使用一個類似的模型的數據對象：只要是與原始數據對應的對象，任何新版本是可訪問的，可以檢索整個文件歷史考慮到數據塊的局部在網絡存儲可緩存的無限期，這意味著規對象可以永久保存。
此外，規不依靠互聯網接入協議。數據可以分佈在覆蓋網絡，它們只是建立在另一個網絡上的網絡。這些功能值得注意，因為它們是審查網站的核心要素。它可能是促進言論自由的一種有用工具，可以對抗世界各地的互聯網審查流行，但我們也應該認識到濫用的不良行為。
自我證明的文件系統
IPFS的最後一個重要組成部分是自證明文件系統（SFS），它是一個分佈式文件系統，不需要進行數據交換的特殊權限。這是“自我證明”，因為數據服務的客戶端是通過文件名認證（這是由服務器簽名）。你可以安全地訪問本地存儲的遠程內容。
IPFS基於這個概念創建了InterPlanetary名稱空間（IPNS）。網絡上的每個節點都有一套公鑰，私鑰和節點ID是公共密鑰的哈希。節點可以使用私鑰的簽名的任何數據對象的發佈，這個數據的真實性可以用發送者的公鑰驗證。
關鍵規組件：
為什麼IPFS很重要？
IPFS提供高吞吐量，低延遲，數據分佈。它也是分散和安全的。這打開了一些有趣和令人興奮的用例。它可用於向網站提供內容，全球存儲具有自動版本控制和備份的文件，便於安全的文件共享和加密通信。
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