在本系列中，我們將討論在區(qū)塊鏈上存儲(chǔ)文件文檔的鏈上和鏈下方法。

稍后，我們將學(xué)習(xí)如何使用由Moralis[1]和Infura IPFS[2]提供支持的星際文件系統(tǒng) (IPFS) 網(wǎng)絡(luò)在鏈下存儲(chǔ)圖像、PDF 或任何其他數(shù)字資產(chǎn)等文件。

在本教程系列結(jié)束時(shí)，您將能夠在 IPFS 網(wǎng)絡(luò)上存儲(chǔ)和訪問文件。

區(qū)塊鏈作為數(shù)據(jù)庫

作為數(shù)據(jù)庫，區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€(gè)不可變的數(shù)字交易賬本，分布在多個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上。它使我們能夠存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，即NFT 元數(shù)據(jù)[3]（包括文件），并以與任何其他數(shù)據(jù)庫相同的方式檢索它們。

在區(qū)塊鏈上存儲(chǔ)文件（鏈上）

鏈上是指直接在區(qū)塊鏈上發(fā)生的經(jīng)過驗(yàn)證的活動(dòng)或交易。在這種情況下，將文件直接上傳到區(qū)塊鏈也是一種鏈上活動(dòng)。

但是，我們應(yīng)該直接在鏈上存儲(chǔ)文件嗎？將文件保存在鏈上是個(gè)好主意嗎？區(qū)塊鏈存儲(chǔ)成本是多少？

在區(qū)塊鏈上存儲(chǔ)文件的成本（鏈上）

在區(qū)塊鏈上存儲(chǔ)大文件的成本可能非常昂貴。根據(jù) IBM第 9 頁[4]的“區(qū)塊鏈技術(shù)的存儲(chǔ)需求 - 觀點(diǎn)文檔” ，1GB 的存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈上的成本約為 100 美元，比傳統(tǒng)存儲(chǔ)貴 500 倍。

區(qū)塊鏈（On-Chain）文件存儲(chǔ)性能

除了昂貴之外，在區(qū)塊鏈上存儲(chǔ)大量文件會(huì)增加文件的訪問延遲[5]（增加從區(qū)塊鏈上傳/下載文件所需的時(shí)間）。

文件存儲(chǔ)需要低延遲才能快速訪問。但是，當(dāng)文件過重導(dǎo)致延遲增加時(shí)，這可能會(huì)降低區(qū)塊鏈系統(tǒng)的性能，并使維護(hù)變得非常困難。

不建議將文件、合同、文檔、PDF 和個(gè)人信息等非交易數(shù)據(jù)直接存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈上，但您應(yīng)該考慮將它們存儲(chǔ)在鏈下。

將文件存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈之外（鏈下）

術(shù)語“鏈下”是指發(fā)生在區(qū)塊鏈之外的活動(dòng)或交易。在這種情況下，鏈下資產(chǎn)是不直接上傳到區(qū)塊鏈上的文件。

由于不建議存儲(chǔ)非交易數(shù)據(jù)，因此文件被上傳到另一個(gè)服務(wù)器或數(shù)據(jù)庫（IPFS、MongoDB、Oracle 等），為上傳的文件生成的 HashID 將作為元數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈上。

什么是 IPFS？

Web3 數(shù)據(jù)庫

星際文件系統(tǒng)（IPFS）是一個(gè)去中心化的存儲(chǔ)系統(tǒng)。一種協(xié)議和點(diǎn)對(duì)點(diǎn) (p2p) 網(wǎng)絡(luò)，用于在區(qū)塊鏈等分布式文件系統(tǒng)中存儲(chǔ)、訪問和共享數(shù)據(jù)。

IPFS 基于基于內(nèi)容的身份 (CID) 或基于內(nèi)容的尋址，其創(chuàng)建速度比保存文件的傳統(tǒng)基于位置的尋址方法更快。

什么是基于位置的尋址？

HTTP：“哪里”是你想要的內(nèi)容?♂?

基于位置的尋址是訪問 Internet 上的照片、音樂和文件等內(nèi)容的傳統(tǒng)方法，它需要通過提供內(nèi)容的絕對(duì)路徑或地址來指定內(nèi)容的托管位置，如下所示：

基于位置的尋址的局限性在于它使用集中式服務(wù)器，如果托管它們的服務(wù)器出現(xiàn)故障，則內(nèi)容將不可用。

在 Twitter 和 Facebook 等集中式服務(wù)器中，它們獨(dú)立控制用戶保存的內(nèi)容的傳遞方式（即 URL），您只能通過 Twitter URL 而不是 Facebook URL 訪問 Twitter 個(gè)人資料圖像。

什么是基于內(nèi)容的尋址？

IPFS：你想要“什么”內(nèi)容

在基于內(nèi)容的尋址或內(nèi)容尋址存儲(chǔ) (CAS) 中，每個(gè)上傳的內(nèi)容都有自己的唯一標(biāo)識(shí)符，稱為Hash，可以將其與指紋進(jìn)行比較，并且沒有兩個(gè)內(nèi)容可以共享相同的哈希。

照片、音樂和文件等內(nèi)容可以通過其唯一的 IPFS 哈希而不是它們的位置來訪問。

任何上傳到 IPFS 的內(nèi)容都可以通過支持的 IPFS 公共網(wǎng)關(guān)訪問。例如，當(dāng)通過 Moralis IPFS 上傳文件時(shí)，我們可以使用 Infura IPFS URL 訪問文件。

上傳的內(nèi)容存儲(chǔ)在一個(gè) IPFS 對(duì)象中，該對(duì)象是一個(gè)具有兩個(gè)字段的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，一個(gè)數(shù)據(jù)可以容納最多 256 KB 的 blob 數(shù)據(jù)，另一個(gè)是links，它是指向其他 IPFS 對(duì)象的鏈接數(shù)組。

/* IPFS Object Example */

{
   Data: "",
   Links: [
      {
         Name: “”,  
         Hash: “”,
         Size: 256000
      }
   ]
}

當(dāng)內(nèi)容大小超過 256kb 時(shí)，IPFS 會(huì)自動(dòng)將其分解為多個(gè)對(duì)象并創(chuàng)建一個(gè)空 IPFS 以將所有哈希鏈接在一起。

存儲(chǔ)在 IPFS 上的內(nèi)容不能像在區(qū)塊鏈上那樣更改。相反，IPFS 支持您的內(nèi)容的版本控制，稱為 IPFS 提交對(duì)象，它連接到以前的版本對(duì)象。

IPFS 最初由 Protocol Labs 的創(chuàng)始人 Juan Benet 于 2015 年 2 月創(chuàng)建。

IPFS 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在哪里？

緩存文件夾

存儲(chǔ)在 IPFS 上的數(shù)據(jù)保存在本地計(jì)算機(jī)的緩存文件夾中，并提供給通過 IPFS 網(wǎng)關(guān)請(qǐng)求它的其他人。數(shù)據(jù)也緩存在新用戶的計(jì)算機(jī)上。

緩存的數(shù)據(jù)在垃圾收集期間被丟棄，這可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。為了將您的數(shù)據(jù)永久保存在 IPFS 上，您需要將其固定到 IPFS 網(wǎng)絡(luò)之一。

IPFS 的優(yōu)勢(shì)是什么？

1. 快速記錄檢索。

2. 它適用于所有技術(shù)。

3. 只能存儲(chǔ)單個(gè)內(nèi)容實(shí)例（不能重復(fù)）。

4. 上傳的內(nèi)容具有唯一標(biāo)識(shí)符是真實(shí)的。

5. 上傳的內(nèi)容不能更改。

IPFS 和 HTTP 存儲(chǔ)之間的區(qū)別

IPFS（基于內(nèi)容的尋址）HTTP（基于位置的尋址）它基于分散的服務(wù)器它基于一個(gè)集中的源服務(wù)器它利用內(nèi)容尋址它利用位置尋址具有相同內(nèi)容的所有對(duì)象只存儲(chǔ)一次所有具有相同內(nèi)容的對(duì)象都可以存儲(chǔ)多次文件在多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間共享并且始終可以訪問服務(wù)器關(guān)閉時(shí)無法訪問文件它有很大的市場(chǎng)它的市場(chǎng)低不可變（版本控制）可變的。

總結(jié)

星際文件系統(tǒng)（IPFS）是一種可靠的去中心化存儲(chǔ)系統(tǒng)。它也被廣泛認(rèn)為是文件存儲(chǔ)的未來。

在本文中，我們了解了 HTTP 和 IPFS 存儲(chǔ)之間的區(qū)別，以及在區(qū)塊鏈上存儲(chǔ)文件的鏈上和鏈下(IPFS)方法。

引用鏈接

[1] Moralis: https://moralis.io/

[2] Infura IPFS: https://infura.io/

[3] NFT 元數(shù)據(jù): https://docs.opensea.io/docs/metadata-standards

[4] 根據(jù) IBM第 9 頁: https://www.ibm.com/downloads/cas/LA8XBQGR

[5] 訪問延遲: https://www.igi-global.com/dictionary/access-latency/267