IPFS（InterPlanetary File System，星际文件系统）是一种去中心化的分布式文件存储协议和系统，它旨在彻底改变我们在互联网上存储和访问文件的方式。
IPFS 是 Web3 世界中取代 HTTP 的下一代协议，也是许多区块链项目中解决“链上存储贵、存不下”的关键基础设施。
一、什么是 IPFS？
定义：
IPFS 是一个点对点的超媒体协议，通过内容寻址来标识文件，而不是位置寻址，目标是让文件永久可访问、无需依赖中心服务器。
换句话说：
- 传统方式：
https://example.com/image.jpg → 通过“位置”找文件 - IPFS方式：
ipfs://QmXyz... → 通过“内容哈希”找文件
二、IPFS 的核心理念
| 原则 | 描述 |
|---|
| 去中心化 | 不依赖单个服务器，文件分散存储在成千上万个节点上 |
| 内容寻址 | 通过文件的哈希值（CID）唯一识别内容，内容不可篡改 |
| 版本控制 | 类似 Git，可记录文件历史版本 |
| 分布式存储 | 文件被切片存储在多个节点，实现高可用、抗审查 |
| 点对点传输 | 节点之间直接传文件，提升速度、降低带宽负担 |
三、IPFS 的工作原理
步骤：
- 添加文件：用户上传文件到 IPFS，本地节点对文件做切片（chunk）并计算每片的哈希值；
- 生成内容标识符（CID）：将所有哈希通过 Merkle DAG 组织，生成唯一的内容地址；
- 分发内容：将文件内容分布存储到多个节点（可选持久 pin）；
- 访问文件：任何节点可通过 CID 请求该文件，IPFS 网络自动找到最近拥有该内容的节点返回数据。
示例：
原图 → 上传 IPFS → 生成 CID：QmXYZabc123…你只需要记住这个 CID，无需知道存在哪台服务器！
四、IPFS 与区块链的关系
| 区块链 | IPFS |
|---|
| 负责存储交易/代币/状态等结构化数据 | 负责存储文件、音频、视频等非结构化大文件 |
| 链上数据昂贵 | IPFS 存储免费或超便宜 |
| 交易不可篡改 | IPFS 内容寻址也不可篡改 |
| 存证适合链上 | 原始大文件适合存 IPFS，链上只存哈希 |
区块链存证实践：
上传原始数据到 IPFS → 获得 CID → 将该 CID 写入区块链作为凭证 → 区块链 + IPFS 联合实现不可篡改的数据存证
五、IPFS 的生态系统与延伸
| 组件 | 描述 |
|---|
| IPFS Core | 节点程序，管理本地文件与网络通信 |
| IPFS Gateway | 类似 HTTP 代理，可用浏览器访问 IPFS 内容，如：https://ipfs.io/ipfs/Qm... |
| Filecoin | 由 Protocol Labs 开发，基于 IPFS 的激励层，用户可付费存储内容在全球节点上 |
| Pinata / Web3.Storage | 商业化 IPFS 网关，提供易用接口和内容持久化 |
| NFT.storage | 专为 NFT 元数据和图像提供免费 IPFS 托管服务 |
六、IPFS vs 传统中心化存储（如阿里云 / AWS）
| 对比项 | 传统存储 | IPFS 分布式存储 |
|---|
| 数据地址 | 依赖域名/服务器 | 依赖内容哈希（CID） |
| 单点故障 | 有，服务器挂掉内容失效 | 无，多点备份 |
| 数据完整性 | 可能被篡改/替换 | CID 校验防篡改 |
| 可审查性 | 易被封锁/删除 | 难以审查 |
| 访问延迟 | 距离中心节点决定 | 就近节点获取 |
| 成本 | 存储 + 带宽费较高 | 存储成本极低或免费 |
| 应用场景 | 网站、云存储 | 区块链、DApp、NFT、去中心化视频等 |
七、IPFS 的应用场景
| 场景 | 示例 |
|---|
| NFT 存储 | 存储 NFT 图像/音频/元数据，防止中央服务器被关 |
| 区块链存证 | 非结构化文件存 IPFS，链上存 CID 进行不可篡改存证 |
| 去中心化网站 | 像 Uniswap 官网通过 IPFS 托管，无需服务器 |
| 链游资产 | 游戏皮肤/道具图像托管 |
| 视频平台 | 去中心化视频（如 DTube）内容存 IPFS，抗封锁 |
| 个人云盘 | 使用 IPFS 节点搭建私有分布式网盘 |
八、小结
| 项目 | 内容 |
|---|
| 名称 | IPFS（InterPlanetary File System） |
| 类型 | 分布式文件系统，点对点网络 |
| 核心特性 | 内容寻址、去中心、可验证、可持续 |
| 适合用途 | 存储大文件、NFT、链下数据、抗审查网页 |
| 与区块链关系 | 区块链保存哈希指针，IPFS 存储原始数据 |
| 代表生态 | Filecoin、NFT.storage、Pinata、Web3.storage |
