作者：董天一,戴嘉乐,黄禹铭
出版社：机械工业出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
IPFS原理与实践试读：
前言
缘起我们在2017年下半年至2018年上半年期间，牺牲了大量的业余时间，一直在做IPFS这门新兴技术的相关解读、线下MeetUp工作。我们在知乎专栏和微信公众号上建立的《IPFS指南》是中国第一个系统、全面地介绍这门技术的中文资料站。机械工业出版社华章公司的杨福川老师在第一时间找到我们，希望我们能够为国内开发人员写一本IPFS技术相关的图书，方便国人更好地理解并应用这门技术。于是，便有了你手中的这本书。为什么要写这本书
IPFS这门技术诞生于2014年，由协议实验室（Protocol Labs）创建。但是，直到2017年年中才逐渐走入大众视野，因为其能与区块链完美结合，所以使得其成为近几年最火热的技术之一。然而，国内却没有与IPFS技术相关、利于国人阅读、知识体系结构相对系统全面的中文学习资料。因此，我联系了当时在这个领域钻研摸索最多的几位布道者和专家，一起撰写了这本书，希望能帮助国内IPFS技术爱好者更加快速地学习、掌握、应用这门技术。
IPFS这门技术还在不断演化中，它引导的是一场真正的网络协议革命，是一种全球化思维的碰撞，是一种突破传统的海量数据共享的模式。IPFS可能不是这场革命的导火索，但是我认为，它至少能带领大家去学习和认识这种思维，这是一件非常有意义的事情。读者对象
本书适合有一定区块链常识和基础，有软件开发能力，但是不了解IPFS，想学习IPFS的技术原理，并基于IPFS做相关开发工作的读者。主要包含以下人员：
·IPFS技术爱好者；
·网络协议技术爱好者；
·分布式存储技术爱好者；
·区块链技术爱好者；
·区块链领域从业者；
·开设相关课程的大专院校师生。本书特色
首先，IPFS是在区块链技术蓬勃发展的情况下得到广泛认可的，本书除了针对IPFS技术本身进行讲解以外，还增加了大量区块链相关知识作为铺垫和补充，包括单独设立第5章来重点介绍IPFS的激励层——Filecoin区块链项目。
其次，本书不仅介绍了IPFS技术本身的细节，还加入了大量笔者在开发中总结的经验和技巧，并搭配了相关生态链中较新的软件开发工具和前沿的尖端技术。在技术深度和广度两个方面都兼顾得比较妥当，有明显的层次感。
再次，本书提供了大量的项目实例，这些项目实例能够帮助读者更好地理解IPFS技术和应对一些业务场景。
最后，本书是一本相对全面和系统地解读了IPFS和Filecoin技术的书籍，也是一本国内由相关领域中最早期的布道者、专家合力编写的中文权威书籍。如何阅读本书
本书分为三大部分：
第1部分为基础篇，包括第1章。简单地介绍了IPFS的概念、优势和应用领域，旨在帮助读者了解一些基础背景知识，并从宏观层面来认识IPFS技术所具有的创新性。
第2部分为原理篇，包括第2～5章。从内部详细剖析IPFS的底层基础、协议栈构成，以及libp2p、Multi-Format、Filecoin等模块。
第3部分为实战篇，包括第6～8章。以工程化的方式，从基础至进阶，讲解了IPFS技术的实际使用，并通过讲解两个不同风格的项目案例，让读者了解不同语言实现的IPFS协议栈。
其中，第3部分以接近实战的实例来讲解工程应用，相比于前两部分更独立。如果你是一名资深用户，已经理解IPFS的相关基础知识和使用技巧，那么你可以跳过前两个部分，直接阅读第3部分。如果你是一名初学者，则务必从第1章的基础理论知识开始学习。勘误和支持
由于作者的水平有限，加之IPFS等相关技术更新迭代快，书中难免会出现一些错误或者不准确的地方，恳请读者批评指正。为此，我们创建了存放本书相关资料和便于信息反馈的Github仓库https://github.com/daijiale/IPFS-and-Blockchain-Principles-and-Practice。如果大家在阅读本书的过程中遇到任何问题，可以通过上述渠道以Issue的形式反馈给我们，我们将在线上为读者提供解答。期待能够得到你们的真挚反馈。本书的相关源码和资料文件除了可以从华章网[1]站下载外，还可以从上述渠道下载。致谢
首先要感谢协议实验室开创的这款具有划时代意义的新型网络协议。
其次要感谢机械工业出版社华章公司的杨福川、孙海亮、李良三位老师为本书顺利出版所付出的努力，没有他们的支持，本书无法如期顺利完成。
同时感谢知乎专栏《IPFS指南》及国内因IPFS技术自发组织而成的众多爱好者社区，他们对IPFS技术的执着和探索是我们创作的动力，在和他们的交流中我们发现了本书的价值和创作素材。
感谢我的合作者董天一前辈，他在计算机系统、软件工程、经济学基础、博弈论、区块链存储方面学识渊博，使我在与他合作著书的过程中不断进步。同时，董天一前辈对本书的审稿和校稿工作也做出了重要的贡献。
感谢我的另一位合作者黄禹铭，他在区块链学术领域积累丰厚，对本书的众多技术进行了详细的原理解读和分析，尤其是在第1章、第2章、第4章和第5章。
感谢新加坡国立大学Andrew Lim教授对本书的大力支持以及TangJing助理教授对我们技术上的指导。
谨以此书献给我最亲爱的家人，以及中国众多热爱IPFS和区块链技术的朋友们。戴嘉乐[1] 参见华章网站www.hzbook.com。——编辑注基础篇 认识IPFS
·第1章 认识IPFS第1章 认识IPFS
欢迎大家来到第1章。在这一章里，我们首先将从宏观上介绍IPFS。在了解技术细节之前，我们先来回答如下问题：什么是IPFS？为什么我们需要IPFS？它与常规的区块链系统相比有什么异同？IPFS和Filecoin会给现在的区块链技术带来什么样的改变？相信读者读完这一章后，会对上述几个问题有自己的理解。1.1 IPFS概述
早在2017年上半年，国内大部分投资人或开发者就已经接触到了IPFS和Filecoin项目。那么IPFS和Filecoin究竟是什么？IPFS与区块链到底是什么关系？其有什么优势，竟然会得到如此广泛的关注？其未来的应用前景到底如何？本节我们就来解答这几个问题。1.1.1 IPFS的概念和定义
IPFS（InterPlanetary File System）是一个基于内容寻址的、分布式的、新型超媒体传输协议。IPFS支持创建完全分布式的应用。它旨在使网络更快、更安全、更开放。IPFS是一个分布式文件系统，它的目标是将所有计算设备连接到同一个文件系统，从而成为一个全球统一的存储系统。某种意义上讲，这与Web最初的目标非常相似，但是它是利用BitTorrent协议进行Git数据对象的交换来达到这一个目的的。IPFS正在成为现在互联网的一个子系统。IPFS有一个更加宏伟而疯狂的目标：补充和完善现有的互联网，甚至最终取代它，从而成为新一代的互联网。这听起来有些不可思议，甚至有些疯狂，但的确是IPFS正在做的事情。图1-1所示为IPFS的官方介绍。图1-1 IPFS官方介绍
IPFS项目通过整合已有的技术（BitTorrent、DHT、Git和SFS），创建一种点对点超媒体协议，试图打造一个更加快速、安全、开放的下一代互联网，实现互联网中永久可用、数据可以永久保存的全球文件存储系统。同时，该协议有内容寻址、版本化特性，尝试补充甚至最终取代伴随了我们20多年的超文本传输协议（即HTTP协议）。IPFS是一个协议，也是一个P2P网络，它类似于现在的BT网络，只是拥有更强大的功能，使得IPFS拥有可以取代HTTP的潜力。
Filecoin是运行在IPFS上的一个激励层，是一个基于区块链的分布式存储网络，它把云存储变为一个算法市场，代币（FIL）在这里起到了很重要的作用。代币是沟通资源（存储和检索）使用者（IPFS用户）和资源的提供者（Filecoin矿工）之间的中介桥梁，Filecoin协议拥有两个交易市场——数据检索和数据存储，交易双方在市场里面提交自己的需求，达成交易。
IPFS和Filecoin相互促进，共同成长，解决了互联网的数据存储和数据分发的问题，特别是对于无数的区块链项目，IPFS和Filecoin将作为一个基础设施存在。这就是为什么我们看到越来越多的区块链项目采取了IPFS作为存储解决方案，因为它提供了更加便宜、安全、可快速集成的存储解决方案。1.1.2 IPFS的起源
全球化分布式存储网络并不是最近几年的新鲜品，其中最有名的3个就是BitTorrent、Kazaa、和Napster，至今这些系统在全世界依旧拥有上亿活跃用户。尤其是BitTorrent客户端，现在BitTorrent网络每天依然有超过1000万个节点在上传数据。（不少刚从高校毕业的朋友应该还记得在校内网IPv6上分享电影和游戏资源的情景）但令人遗憾的是，这些应用最初就是根据特定的需求来设计的，在这三者基础上灵活搭建更多的功能显然很难实现。虽然在此之前学术界和工业界做过一些尝试，但自始至终没有出现一个能实现全球范围内低延时并且完全去中心化的通用分布式文件系统。
之所以普及进展十分缓慢，一个原因可能是目前广泛使用的HTTP协议已经足够好用。截至目前，HTTP是已经部署的分布式文件系统中最成功的案例。它和浏览器的组合是互联网数据传输和展示的最佳搭档。然而，互联网技术的进步从未停止，甚至一直在加速。随着互联网的规模越来越庞大，现有技术也越来越暴露出了诸多弊端，庞大的基础设施投资也让新技术的普及异常困难。
但我们说，技术都有其适用的范围，HTTP也是如此。四大问题使得HTTP面临越来越艰巨的困难：
1）极易受到攻击，防范攻击成本高。随着Web服务变得越来越中心化，用户非常依赖于少数服务供应商。HTTP是一个脆弱的、高度中心化的、低效的、过度依赖于骨干网的协议，中心化的服务器极易成为攻击的目标。当前，为了维护服务器正常运转，服务商不得不使用各类昂贵的安防方案，防范攻击成本越来越高。这已经成为HTTP几乎无法克服的问题。
2）数据存储成本高。经过十多年互联网的飞速发展，互联网数据存储量每年呈现指数级增长。2011年全球数据总量已经达到0.7ZB（1ZB等于1万亿GB）；2015年，全球的数据总量为8.6ZB；2016年，这个数字是16.1ZB。到2025年，全球数据预计将增长至惊人的163ZB，相当于2016年所产生16.1ZB数据的10倍。如果我们预计存储4000GB（4TB）的数据，AWS简单存储服务（S3）的报价是对于第1个TB每GB收取0.03美金，对于接下来的49TB每GB收取0.0295美金的费用，那么每个月将花费118.5美金用于磁盘空间。数据量高速增长，但存储的价格依旧高昂，这就导致服务器-客户端架构在今后的成本将会面临严峻的挑战。
3）数据的中心化带来泄露风险。服务提供商们在为用户提供各类方便服务的同时，也存储了大量的用户隐私数据。这也意味着一旦数据中心产生大规模数据泄露，这将是一场数字核爆。对于个人而言，用户信息泄露，则用户账号面临被盗风险，个人隐私及财产安全难以保障；对于企业而言，信息泄露事件会导致其在公众中的威望和信任度下降，会直接使客户改变原有的选择倾向，可能会使企业失去一大批已有的或者潜在的客户。这并不是危言耸听，几乎每一年都会发生重大数据库泄露事件。2018年5月，推特被曝出现安全漏洞，泄露3.3亿用户密码；2017年11月，美国五角大楼意外泄露自2009年起收录的18亿条用户信息；2016年，LinkedIn超1.67亿个账户在黑市被公开销售；2015年，机锋网被曝泄露2300万用户信息。有兴趣的读者可以尝试在公开密码泄露数据库中查询，是否自己的常用信息或常用密码被泄露，但自己却毫不知情。
4）大规模数据存储、传输和维护难。现在逐步进入大数据时代，目前HTTP协议已无法满足新技术的发展要求。如何存储和分发PB级别的大数据、如何处理高清晰度的媒体流数据、如何对大规模数据进行修改和版本迭代、如何避免重要的文件被意外丢失等问题都是阻碍HTTP继续发展的大山。
IPFS就是为解决上述问题而诞生的。它的优势如下：
1）下载速度快。如图1-2所示，HTTP上的网站大多经历了中心化至分布式架构的变迁。与HTTP相比，IPFS将中心化的传输方式变为分布式的多点传输。IPFS使用了BitTorrent协议作为数据传输的方式，使得IPFS系统在数据传输速度上大幅度提高，并且能够节省约60%的网络带宽。
2）优化全球存储。IPFS采用为数据块内容建立哈希去重的方式存储数据，数据的存储成本将会显著下降。
3）更加安全。与现有的中心化的云存储或者个人搭建存储服务相比，IPFS、Filecoin的分布式特性与加密算法使得数据存储更加安全，甚至可以抵挡黑客攻击。
4）数据的可持续保存。当前的Web页面平均生命周期只有100天，每天会有大量的互联网数据被删除。互联网上的数据是人类文明的记录和展示，IPFS提供了一种使互联网数据可以被可持续保存的存储方式，并且提供数据历史版本（Git）的回溯功能。图1-2 中心化-多中心化-分布式技术变迁图
上文我们提到IPFS技术积累已经有很多年了，它至少参考了4种技术的优点，并将它们整合在一起。这4种技术分别是分布式哈希表DHT、Kademlia、Git和自验证文件系统（Self-Certifying File System）。
第一种对IPFS有借鉴意义的技术是DHT，全称为分布式哈希表（Distributed Hash Table），是一种分布式存储方法。DHT的原理是：在不需要服务器的情况下，每一个客户端存储一小部分数据，并负责一定区域的检索，进而实现整个DHT网络的寻址和检索。新版BitComet允许同时连接DHT网络和Tracker，可以在无Tracker的情况下进行下载。
IPFS借鉴的第二种技术是Kademlia。在Kademlia网络中，所有信息均以哈希表条目的形式加以存储，这些信息被分散地存储在各个节点上，从而以全网构成一张巨大的分布式哈希表。可以形象地把这张哈希大表看成一本字典：只要知道了信息索引的key，便可以通过Kademlia协议来查询与其对应的value信息，而不管这个value信息究竟是存储在哪一个节点之上。正是这一特性确保了IPFS成为没有中心调度节点的分布式系统。IPFS还借鉴了BitTorrent网络。首先是消极上传者的惩罚措施，在BitTorrent的客户端上传数据会奖励积分，而长期不上传的消极节点会被扣分，如果分数低于一定限度，那么网络会拒绝再为他们提供服务；其次是文件可用性检查，BitTorrent优先把稀缺的文件分享出去，各个客户端之间相互补充，这样种子不容易失效，传输效率也提高了。针对BitTorrent我们不再详细展开，有感兴趣的读者可以查阅BitTorrent相关文档。
第三种对IPFS有重大影响的项目是Git。我们在进行大文件传输或修改的时候总会遇到存储或传输压力大的问题，而Git在版本迭代方面非常出色。Git存储时会把文件拆成若干个部分，并计算各个部分的哈希值，利用这些构建起与文件对应的有向无环图（DAG），DAG的根节点也就是该文件的哈希值。这样的好处十分明显：如果需要修改文件，那么只需要修改少数图中节点即可；需要分享文件，等价于分享这个图；需要传输全部的文件，按照图中的哈希值下载合并即可。
最后一种是具有自验证功能的分布式文件系统（Self-certifying File System，SFS），它将所有的文件保存在同一个目录下，所有的文件都可以在相对路径中找到，其SFS路径名是其原路径与公钥的哈希。聪明的读者会发现，这样的设计包含身份的隐式验证功能，这就是为什么SFS被称为自验证文件系统了。1.2 IPFS与区块链的关系
现在提到IPFS就一定会提到区块链。那么区块链和IPFS之间到底有什么关系呢？在介绍二者关系之前，我们需要先来了解一下区块链。1.2.1 区块链基础
那么区块链又是什么呢？在最早期，区块链仅仅被认为是比特币的底层技术之一，是一种不可篡改的链式数据结构。经过几年的发展，区块链被越来越多的人熟知，它也从单纯的数据结构变成分布式账本的一系列技术的总称。它整合了加密、共识机制、点对点网络等技术。近些年，区块链的非账本类应用开始逐渐兴起，大家开始将区块链描述为分布式的数据库，认为它是价值传递网络，它逐渐被赋予了更多的内涵。
从技术方面来讲，区块链是一种分布式数据库，旨在维护各个互相不信任的节点中数据库的一致性，并且不可篡改。信用和记录会被保存到区块链上，每一个新的区块中存有上一个区块的数字指纹、该区块的信用和记录，以及生成新区块的时间戳。这样一来，区块链会持续增长，并且很难被篡改，一旦修改区块链上任意一个区块的信息，那么后续区块的数字指纹也就全部失效了。
链式数据结构使得区块链历史很难被篡改，而在各个互不信任的节点之间保持数据的一致性，则需要共识机制完成。共识机制是网络预先设定的规则，以此判断每一笔记录及每一个区块的真实性，只有那些判断为真的区块会被记录到区块链中；相反，不能通过共识机制的新区块会被网络抛弃，区块里记录的信息也就不再被网络认可。目前常见的共识机制包括PoW（工作量证明）、PoS（权益证明）、PBFT（实用拜占庭容错）等。
比特币、以太币、比特币现金及大部分加密数字货币使用的是PoW工作量证明。维护比特币账本的节点被称为矿工，矿工每次在记录一个新区块的时候，会得到一定的比特币作为奖励。因此，矿工们会为自己的利益尽可能多地去争夺新的区块记账权力，并获得全网的认可。工作量证明要求新的区块哈希值必须拥有一定数量的前导0。矿工们把交易信息不断地与一个新的随机数进行哈希运算，计算得到区块的哈希值。一旦这个哈希值拥有要求数目的前导0，这个区块就是合法的，矿工会把它向全网广播确认。而其他的矿工收到这一新的区块，会检查这一区块的合法性，如果合法，新的区块会写入该矿工自己的账本中。这一结构如图1-3所示。图1-3 比特币的区块结构
与要求证明人执行一定量的计算工作不同，PoS权益证明要求证明人提供一定数量加密货币的所有权即可。权益证明机制的运作方式是，当创造一个新区块时，矿工需要创建一个“币权”交易，交易会按照预先设定的比例把一些币发送给矿工。权益证明机制根据每个节点拥有代币的比例和时间，依据算法等比例降低节点的挖矿难度。这种共识机制可以加快共识，也因矿工不再继续竞争算力，网络能耗会大大降低。但也有专家指出，PoS权益证明牺牲部分网络去中心化的程度。
目前，PoW和PoS是加密数字货币的主流算法，其他几个常见的共识机制有DPoS和PBFT，限于篇幅，这里不再进一步展开了。1.2.2 区块链发展
1976年是奠定区块链的密码学基础的一年，这一年Whitfield Diffie与Martin Hellman（见图1-4）首次提出Diffie-Hellman算法，并且证明了非对称加密是可行的。与对称算法不同，非对称算法会拥有两个密钥——公开密钥和私有密钥。公开密钥与私有密钥是一对，如果用公开密钥对数据进行加密，只有用对应的私有密钥才能解密；如果用私有密钥对数据进行加密，那么只有用对应的公开密钥才能解密。这是后来比特币加密算法的核心之一，我们使用比特币钱包生成私钥和地址时，通过椭圆曲线加密算法，生成一对公钥和私钥。有了私钥我们可以对一笔转账签名，而公钥则可以验证这一笔交易是由这个比特币钱包的所有者签名过的，是合法的。将公钥通过哈希运算，可以计算出我们的钱包地址。图1-4 右一为Diffie，右二为Hellman
1980年，Martin Hellman的学生Merkle Ralf提出了Merkle Tree（默克尔树）数据结构和生成算法。默克尔树最早是要建立数字签名证书的公共目录，能够确保在点对点网络中传输的数据块是完整的，并且是没有被篡改的。我们前面提到，在比特币网络中，每一个区块都包含了交易信息的哈希值。这一哈希值并不是直接将交易顺序连接，然后计算它们的哈希，而是通过默克尔树生成的。默克尔树如图1-5所示。默克尔树生成算法会将每笔交易做一次哈希计算，然后两两将计算后的哈希值再做哈希，直到计算到默克尔根。而这个默克尔根就包含了全部的交易信息。这样，能大大节省钱包的空间占用。例如，在轻钱包中，我们只需下载与自己钱包对应的交易信息，需要验证的时候，只需找到一条从交易信息的叶节点到根节点的哈希路径即可，而不需要下载区块链的全部数据。在IPFS项目里，也借鉴了默克尔树的思想。数据分块存放在有向无环图中，如果数据被修改了，只需要修改对应默克尔有向无环图中的节点数据，而不需要向网络重新更新整个文件。值得一提的是，Merkle在提出默克尔树时，分布式技术尚未成型，更别提数字货币了，而他在当时就能察觉并提出这样的方法，实在是令人赞叹。图1-5 默克尔树结构
非对称加密算法和默克尔树数字结构是后续数字货币和区块链的理论基础。而真正将密码学用于数字货币的尝试，则晚了许多。数字货币兴起于1990年的数字朋克（CyberPunk）运动，它是由一批热爱网络的极客们推动的。数字朋克们大多是密码学的专家，对于个人隐私十分向往，希望建立一套独立于现实中的国家、等级制度以外的空间。其中最典型的代表是David Chaum，他最早提出了盲签名技术，并将其应用到了Digit Cash项目（又名Ecash）中。盲签名是一种保护隐私的签名方式，它的签名者对其签署的消息不可见。比如，用户需要签署一个转账信息，而这一信息需要银行签名，用户为了保护隐私，不希望银行看到其具体的转账对象，就可以使用盲签名。David在他的论文中提出了用盲签名实现匿名货币的想法，具体方式是用户在本地计算机的Ecash程序中以数字格式存储现金，再交给银行进行盲签名。这套系统已经与当时的银行系统非常接近了，差一点获得了成功。但是Digit Cash始终需要中心化的银行服务器支持。在后续，没有一家银行愿意再支持他的项目，最终项目失败了。数字朋克运动中诞生的系统及关键人物如表1-1所示。表1-1 数字朋克运动中诞生的系统及关键的人物
在Digit Cash失败后的几年里，人们几乎放弃了数字现金的构想。仅有少数数字朋克继续着研究。一个名为Hashcash的想法是在1997年由当时同为数字朋克的博士后研究员Adam Back独立发明的。Hashcash的想法很简单：它没有后门，也不需要中心第三方，它只使用哈希函数而不是数字签名。Hashcash基于一个简单的原理：哈希函数在某些实际用途中表现为随机函数，这意味着找到哈希到特定输出的输入的唯一方法是尝试各种输入，直到产生期望的输出为止。而且，为了找到这样一个符合条件的输入，唯一方法是再次逐个尝试对不同的输入进行哈希。所以，如果让你尝试找到一个输入，使得哈希值前10位是0，你将不得不尝试大量的输入，你每次尝试成功的机10会是(1/2)。这就是工作量证明的早期来源，也是矿工们每天在重复做的事情。他甚至在技术设计上做了一些修改，使其看起来更像一种货币。但显然，他的方案不能检验节点是否作弊，不能作为真正的数字现金。
还有两位有杰出贡献的数字朋克——Hal Finney和Nick Szabo，他们经过重新考虑将技术整合了起来。Nick Szabo不仅是一位计算机科学家，同时精通法律。Szabo受到David Chaum的启发后，希望利用密码协议和安全机制，提出了数字合约的构想。数字合约能在网络上不依靠第三方协助而是利用程序来验证并执行合同，它与传统合同相比更安全，并且减少了烦琐沟通的成本。这对后续的加密数字货币设计有着极大的影响。比特币网络可以提供非图灵完备的脚本语言实现部分智能合约功能；以太坊则进一步在EVM上运行Solidity语言，提供了图灵完备的智能合约环境，这也为后续分布式应用开发奠定了基础。
Nick做出的贡献还不只是发明了智能合约，在2008年，他发起了Bit Gold项目。在项目计划书中，Nick阐述的Bit Gold架构与现在的比特币完全相同，同样是工作量证明机制，同样是链式网络结构，同样的新区块包含旧区块的数字指纹，包含时间戳等诸多特性。然而，最终Bit Gold项目还是没有顺利完成。目前，Bit Gold可查寻的源头只有在Bitcoin Talk论坛中的帖子，后续的可查证资料就很少了。有一些比特币爱好者们一度认为Szabo就是中本聪本人，不仅因为Bit Gold与Bitcoin的也相似之处令大家充满想象，甚至是在词法和句法上，中本聪的比特币论文与Bit Gold论文也有相似之处。而且Nick家不远的地方，有一位叫中本聪的日本人，大家猜测这是Nick为了掩人耳目而故意隐藏自己的身份。Nick本人对此表示否认，并觉得这是个很搞笑的八卦。当然这也成为数字货币里最大谜团，究竟中本聪是谁呢？
再之后，到了2009年，中本聪发表了比特币论文。他提出了一整套加密协议，而不仅仅是加密货币。比特币使用计算机程序控制货币的发行，发行总量2100万枚。比特币的账本记录在成千上万台计算机上，黑客无法入侵；每个账户都是加密地址，你不知道谁在花钱，但是每个比特币的流通都被记录，你知道它的来源和去向的地址。比特币是第一个达到上述全部思想的项目，整合了之前30多年的技术积累。
比特币在设计之时，考虑到网络的稳定性和抵御恶意攻击，它使用的是非图灵完备的脚本语言（主要不能使用循环语句）。2013年，Vitalik Buterin认为，比特币需要一种图灵完备的脚本语言来支持多样的应用开发。这个思路没有被比特币社区支持，于是Buterin考虑用更通用的脚本语言开发一个新的平台，这就是后来的以太坊。以太坊在大致思路上与比特币相似，在账户状态、UTXO、地址形式上进行了一些优化。其最大的亮点在于，开发了Solidity智能合约编程语言和以太坊虚拟机（EVM）这一以太坊智能合约的运行环境，用于按照预期运行相同的代码。正因为EVM和Solidity，区块链的平台应用（DAPP）迅速兴起了。以太坊平台提出了许多新用途，包括那些不可能或不可行的用途，例如金融、物联网服务、供应链服务、电力采购和定价及博彩等。时至今日，基于DAPP的各类应用还在迅速发展，新的市场和需求在进一步被发现。后续区块链会如何发展，我们拭目以待。1.2.3 IPFS为区块链带来了什么改变
区块链的诞生本是为了做到去中心化，在没有中心机构的情况下达成共识，共同维护一个账本。它的设计动机并不是为了高效、低能耗，抑或是拥有可扩展性（如果追求高效、低能耗和扩展性，中心化程序可能是更好的选择）。IPFS与区块链协同工作，能够补充区块链的两大缺陷：
·区块链存储效率低，成本高。
·跨链需要各个链之间协同配合，难以协调。
针对第1个问题，区块链网络要求全部的矿工维护同一个账本，需要每一个矿工留有一个账本的备份在本地。那么在区块链中存放的信息，为了保证其不可篡改，也需要在各个矿工手中留有一份备份，这样是非常不经济的。设想，现在全网有1万个矿工，即便我们希望在网络保存1MB信息，全网消耗的存储资源将是10GB。目前，也有折中的方案来缓解这一问题。在搭建去中心化应用DAPP时，大家广泛采取的方式是，仅在区块链中存放哈希值，将需要存储的信息存放在中心化数据库中。而这样，存储又成为去中心化应用中的一个短板，是网络中脆弱的一环。IPFS则提出了另一个解决方法：可以使用IPFS存储文件数据，并将唯一永久可用的IPFS地址放置到区块链事务中，而不必将数据本身放在区块链中。针对第2个问题，IPFS能协助各个不同的区块链网络传递信息和文件。比特币和以太坊区块结构不同，通过IPLD可以定义不同的分布式数据结构。这一功能目前还在开发中，目前的IPLD组件，已经实现了将以太坊智能合约代码通过IPFS存储，在以太坊交易中只需存储这个链接。1.2.4 Filecoin：基于IPFS技术的区块链项目
在1.1节中我们介绍了IPFS的结构。Filecoin是IPFS的激励层。我们知道，IPFS网络要想稳定运行需要用户贡献他们的存储空间、网络带宽，如果没有恰当的奖励机制，那么巨大的资源开销很难维持网络持久运转。受到比特币网络的启发，将Filecoin作为IPFS的激励层就是一种解决方案了。对于用户，Filecoin能提高存取速度和效率，能带来去中心化等应用；对于矿工，贡献网络资源可以获得一笔不错的收益；而对于业务伙伴，例如数据中心，也能贡献他们的空闲计算资源用于获得一定的报酬。Filecoin会用于支付存储、检索和网络中的交易。与比特币类似，它的代币总量为2亿枚，其中70%会通过网络挖矿奖励贡献给矿工，15%为开发团队持有，10%给投资人，剩下5%为Filecoin基金会持有。投资人和矿工获得的代币按照区块发放，而基金会和开发团队的代币按照6年时间线性发放。由此可见，Filecoin与比特币挖矿机制完全不同。我们前面提到，为了避免攻击，比特币通过PoW工作量证明机制，要求矿工挖出下一个满足哈希值包含多个前导0的新区块。这个过程会需要大量的哈希运算。Filecoin使用的是复制证明（Proof of Replication，RoRep）。复制证明是矿工算力证明形成的主要方式，证明矿工在自己的物理存储设备上实际存储了数据，可以防止恶意矿工的各种攻击，网络中的验证节点会随机检查矿工是否在作弊。如果矿工不能提供正确的复制证明，那么它将被扣除一定的Filecoin作为惩罚。相比于PoW机制带来的算力竞争，PoRep显得环保的多。1.3 IPFS的优势与价值
前文描述了IPFS大概的基础知识和与区块链的关系，这节我们详细介绍一下IPFS的优势和价值来源。
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