IPFS如何解决互联网的“光速”问题

作者: ce911395a033 | 来源:发表于2018-03-30 15:57 被阅读27次

    作者:Eli Dourado(乔治梅森大学Mercatus中心的研究员和技术政策项目主任)

    翻译:IPFS星际社区

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    在互联网发展的早期,有一个去疆域化的梦想。在身为Grateful Dead乐队的歌词作者和互联网活动家的John Perry Barlow的观点中,工业世界的治理形式已经过时了。他在“赛博空间的独立宣言”中写道:“在治理我们这件事上,你既没有道德上的权利,也没有任何值得我们担心的强制方法。”

    很容易理解为什么Barlow和他的同志们在1996年写下这则宣言时如此兴奋。互联网连接了整个世界。从世界任何地方在线发布的信息都可以在其他地方访问。你只需要在地球上的任何地方使用一台服务器即可接触全球。只要至少有一个地方能够允许,言论就不会彻底受限制。世界上的其他地方是没有办法把它消除掉的。

    但在实践中,这种方式并没有成功。事实证明,互联网其实是一个物理性的事物。它有服务器、路由器和电缆,也许最重要的是,它还有一个令人讨厌的可以被称为“光速”的极限。

    假设你想为全球用户提供服务,这是无法通过单台服务器甚至单个数据中心实现的。因为数据需要几百毫秒的时间才能流转到世界的另一端。这其中的一些时间可能是路由或其他信号传播延迟造成的,但其中很大一部分原因仅仅是因为信息传播速度比不上“光速”。

    普通的网络用户也可以感受到100毫秒的延迟。常见的情况是,当一个网络应用程序需要浏览器和服务器之间的多次往返时,延迟时间可能长达几秒。这足以让用户重新考虑他们刚刚请求的信息是否是他们真的需要的。通常,他们会关闭浏览器。如果你正在运行任何类型的全球性的在线业务,而又试图仅通过一个位置提供所有内容,避免在世界各地设立办事机构、人员和设备,这将与自杀无异。

    不幸的是,这场全球性的纠葛将地区管理者——那些“疲惫的铁血巨人”——带回到了这幅实景中。这个事实的苦难者是雅虎! 2000年,该公司在法国被起诉,原因是雅虎允许在其网站上拍卖纳粹纪念品(已经从该公司的拍卖网站撤下并禁止)。法国的法律明确规定:“除艺术或历史展览之外,不得穿戴或展示纳粹的标记”。雅虎败诉,尽管它声称自己受到美国宪法第一修正案的保护,但最终还是遵守了法国法院的命令,从其位于美国的拍卖网站上将涉及纳粹的商品删除。

    ▲▲  20世纪30年代柏林物品博物馆内的纳粹物品。

    由Flickr用户henrytapia拍摄。

    值得强调的是为什么雅虎最终被迫遵守法国的法令。雅虎是一家在全球许多国家(包括法国)开展经营的全球性公司。尽管其拍卖业务的服务器主要在美国,但它的全球运营使其易受其所在国家的法院法令的影响。如果没有遵守当地的法院法令,可能会被扣押资产或高管被捕。

    为了恢复早期互联网的去疆域化梦想,我们需要通过一个地方进行全球运营。这意味着我们首先要解决互联网的“光速”问题,这正是新的类似互联网的系统IPFS所做的。

    当你在互联网上请求一段内容时,你需要向浏览器提供一个URL,该URL是可用于查找您要的资源的信息。该定位过程是非常物理性的。一个网址通常有一个域名,可以解析为一个IP地址,最终用来建立浏览器与世界某地的特定服务器之间的连接。然后,你的浏览器向该服务器提供你想要的内容的文件名,服务器会将该内容发给你。

    IPFS的工作方式不同。系统不是使用位置和文件名来标识内容,而是使用内容本身的加密哈希标识内容。要获取内容,请连接到点对点的网络中,并询问是否有人拥有与特定哈希相匹配的内容。这个哈希是一个防篡改的数字化指纹,是一个256比特的数字,几乎可以唯一地标识每个内容。(脚注)

    除了最初的发布者以外,可能没有人可以找到与你正在寻找的哈希相匹配的内容。在这种情况下,最终你可能会连接到位于地球另一端的发布者的计算机,并伴随着所有的驱动器“光速”延迟。但另一方面,接近你的人可能拥有该内容的副本,并可能是第一个对你的请求作出回应的人。由于加密哈希是防篡改的,因此你可以从你的邻居那里下载副本,并确定它与您请求的内容完全一致。系统会自动重新计算该内容的哈希,以验证它是否符合你的要求。

    如果我们考虑将它用于新建立的火星移民地,那么这种基于内容的寻址的好处就更加明显了。想象一下,一个移民者试图连接到地球上的服务器,单向延迟时间大约在4到24分钟之间,这取决于行星的相对轨道位置。因此,每个往返请求需要8到48分钟。有了这种延迟,将从地球返回的所有东西进行缓存都是有意义的。这样一来,如果另一个移民者想要相同的内容,他们可以在不经过另一个行星际请求的情况下在本地获得它,简洁地避免了“光速”问题。没错,正式这个例子激发了IPFS的名字——“星际文件系统”。

    但是,由于现有网络的失败给区域管理者带来了一定麻烦,因此你不必在火星上受益于基于内容的寻址。如果IPFS被广泛采用,那么一个独立的区域就有可能成为一个数据天堂,能够以低延迟服务全球,甚至是整个太阳系。此外,轨道上的服务器也可能成为IPFS网络上未经审查内容的播种器。 IPFS网络的结构使内容分散发布,以便那些想为全球受众服务的人不需要在多个区域内实际性地存在,至少不用通过文本提供静态文件。

    关于IPFS项目还有很多技术上的有趣之处:它将文件分解并排列在梅克尔树的块上,它跟踪文件版本的历史记录,并将其与新的人类可读命名系统集成。它被描述为“类似于互相转发Git对象的单个Bittorrent构成的用户群”。该项目还计划采用激励(即支付)缓存和服务文件的机制,以便用户不必依赖与其他节点的相互好感。

    比起其他去中心化计算项目,IPFS更加有用。 IPFS分发内容,但应用程序逻辑也是内容。整个应用程序可以通过IPFS进行分发,并在需要的地方访问以太网区块链(以前称为以太网服务器端逻辑)。

    网络改变了世界,只是不如我们最初希望的那么多。IPFS项目是加密学复兴的几个项目之一,它给了我们一个对于世界的新希望,在这个世界中,威斯特伐利亚恐龙的在线功耗将会低得多。

    脚注

    说“几乎”是因为从理论上讲,可能存在“哈希碰撞”,即两个完全不同的内容的加密哈希是相同的。但是对于哈希值来说,有2的250次方种可能性(大约10的77次方),所以至少可以说哈希碰撞极少。在发现256位的哈希碰撞之前,太阳可能已经爆炸了。

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