星际文件系统IPFS（InterPlanetary FileSystem）是一个面向全球的、点对点的分布式版本文件系统。

IPFS是一个互联网的底层协议，类似HTTP协议，协议实验室是在2014年成立，它的目标是为了补充甚至是取代目前统治互联网的超文本传输协议（HTTP）。

IPFS目标是打造一个更加开放、快速、安全的互联网，利用分布式哈希表解决数据的传输和定位问题， 把点对点的单点传输改变成P2P（多点对多点）的传输，其中存储数据的结构是哈希链。

 

IPFS如何运作？

HTTP协议使用的是域名寻址，最终会映射到最底层，找到某个域名所对应的IP地址下的某个主机，以及某个文件目录下的某个文件。它不关心是否存在相同的文件。

而在IPFS的文件系统中，使用的是内容寻址，每个文件将会根据内容来进行哈希映射，从而得到一个独特的指纹，在IPFS中的文件将根据这个指纹来进行索引。并且提前检验这个指纹是否已经被存储过。如果被存储过，直接从其它节点读取它，不需要重复存储，一定意义上节约了空间。

IPFS是8个元素的组合：（每个对等节点的）身份+（管理与其他对等点的连接的）网络+（定位对等点和存储对象需要的信息的）路由（分布式哈希表）+数据交换（BitTorrent）+（可寻址又不可篡改）Merkle-DAG + （版本控制）GIT+命名（自我认证文件系统）+ 应用程序（Web）。

 

每个节点采用nodeID作为身份识别，节点存储着公钥和加密过的私钥，技术上使用基于S/Kademlia和Coral的分布式松散哈希表DSHT来寻找匹配的节点和特定节点的地址信息，小值（等于或小于1KB）直接存储在DHT上生成一个NodeID，对于更大的值，IPFS会拆成小块，DHT存储拥有这些块的节点NodeIds。

数据交换使用基于BitTorrent的BitSwap协议来发送和接收分布式数据区块。BitSwap 维持着两个列表，想要获得的块和已保存的块。但与 BitTorrent 不同的是，BitSwap 不限于一个torrent中的块。BitSwap 节点可以从整个IPFS网络获取所需的块，而不管这些块属于哪些文件，这大大提高了下载效率。同时，网络中存在一些激励节点会主动缓存和传播稀有的文件片段。

 

DHT 和 BitSwap 技术让 IPFS形成一个用于快速而强大的存储和分发块的 P2P 系统。在此之上，IPFS还构建了一种有向无环图 Merkle DAG，使用嵌入数据源中的目标哈希散列构建对象之间的链接。Merkle DAGs 为IPFS提供了许多有用的属性，包括：

1.内容寻址：所有内容（包括链接）都由其多哈希校验和进行独立标识

2. 防篡改：所有内容都使用其校验和进行验证。如果数据被篡改或损坏，则IPFS会检测到该数据。

3. 去冗余：所有内容完全相同的对象，只存储一次。

IPFS并不会要求每一个节点都存储所有的内容，节点的所有者可以自由选择想要维持的数据，在备份了自己的数据之外，自愿的为其他的关注的内容提供服务。（数据的保存是Pinning，是将文件长期保留在本地）

如果IPFS得以普及，节点数达到一定规模，即使每个节点只存放一点点内容，所累计的空间、带宽和可靠性（共享模式）将超过HTTP以中心服务器传输的模式。

显然，整个系统要正常运行起来，除了需要有大量人参与外，还得避免出现BT中很多人不愿意做的问题，代币Filecoin（FIL）就是为了奖励“矿工”，矿工负责贡献存储和数据检索服务，让IPFS网络变得实用起来，而需要储存服务的用户需要为服务购买和支付代币。