IPFS — 让互联网信息的存储与传输去中心化

“在过去的25年里，人们在互联网上分享了如此之多，可这一切却基于非常脆弱的基础设施……我们相信必须要加强互联网的去中心化与点对点特性，因此我们开发了IPFS用来消灭中心故障点增强互联网的韧性，并且让信息更恒久地存储 ”。

上面这是节选自IPFS项目宣传片里的几句话；作为区块链发展至今一大备受瞩目的项目，尽管目前尚未上线主网，但是已被很多人认为其将会是未来去中心化互联网的基础设施之一。

IPFS作为一种新的点对点超媒体协议，通过去中心化的方式来存储和传输互联网上的信息；与传统的HTTP协议不同，HTTP每次只能从单个服务器来下载一个文件（浪费带宽、效率底、容易遭受故障而使网络访问受限），而在IPFS协议下，互联网上的信息被分割、加密以及备份后存储在系统的大量节点（闲置硬盘、服务器）之上，可以同时从多个服务器来下载文件的各部分内容（高效、低成本、不用担心单点服务器的故障)然而仅仅只有IPFS协议还并不够，由于在这个系统里，数据是被分布式的存储在各个节点上的，需要足够多的闲置硬盘及带宽资源加入到网络当中来（类似于一种共享经济）；因此如何通过高效的经济激励来使人们越来越多地贡献存储资源到系统中来才是IPFS能够被大规模应用的关键。

而为了解决系统参与节点的激励问题，IPFS的开发者们借鉴了比特币去中心化网络形式，通过类似与比特币挖矿的激励结构在IPFS的基础之上打造了Filcoin 。Filcoin是这个去中心化市场的交易媒介，用户花费filcoin来使用网络资源进行存储，存储提供方会获得filcoin（可以理解为硬盘挖矿），网络扩展的空间取决于多少存储接入彼此连接多近。Filcoin最厉害的地方在于，它允许个人以被激励的方式活跃于网络之中，每个参与者都会因为对网络做出贡献而获得奖励，随之而来的是，越来越多的参与者会创建出一个像比特币网络一样强大的去中心化网络系统。

我们需要去中心化网络的三个理由

在上一部分关于IPFS的内容中，我们提到关于传统互联网存在过于中心化、效率低、单点故障会带来过高损失等问题；在这一部分会列出一些理由来描述我们越来越需要去中心化网络的原因。

• 中心化互联网脆弱的基础设施；由于当前的web内容是非常中心化的，数据中心的运作十分依赖internet主干道网络，而主干网是不完全可靠的，一方面很容易遭受攻击；另一方面，一旦出现重要线路的瘫痪，那么大量的网络服务会受到影响。
• 中心化的垄断和暴力审查；由于互联网对主干网络的严重依赖，处于垄断地位的巨头公司因此获得高额利润，直接提升了我们使用互联网的成本；另外政府很容易对网络进行审查和限制。
• 互联网正在逐渐进入物联网时代，越来越多的用户数据、机器数据等隐私或价值信息会直接暴露在监管和黑客面前；特别是当越来越多的设备接入网络后，单点故障以及攻击的出现会造成更大的损失。

因此，可以假设一两个场景，未来汽车会被无人驾驶的汽车所取代；如果所有的汽车都通过中心化的互联网来承载，首先面临网络服务是否跟的上的问题，另外一旦互联网出现故障或者遭受攻击，那么某一个片区的交通就会出现巨大的事故问题。另外随着数字货币和智能合约应用的普及，未来物联网设备或者说机器之间都会拥有价值交换的功能，这些互联网上的价值资产都会成为黑客重点攻击的目标，而这些如果是基于中心化互联网来运行的话将会不堪一击；因此我们仍然需要探索更多的解决方案来促进未来互联网以及物联网的去中心化。

Mesh网络+区块链 — 构建移动端的去中心化P2P网络

在传统的无线局域网(WLAN)中，每个客户端均通过一条与AP(Access Point)相连的无线链路来访问网络，形成一个局部的BSS(Basic Service Set)。用户如果要进行相互通信的话，必须首先访问一个固定的接入点(AP)，这种网络结构被称为单跳网络。而在这样的单跳无线网络中,如果固定的AP发生故障,那么该网络中所有的无线设备都会无法进行通信。而在无线Mesh网络中，任何无线设备节点都可以同时作为AP和路由器，网络中的每个节点都可以发送和接收信号，每个节点都可以与一个或者多个对等节点进行直接通信。这种结构的最大好处在于：如果最近的AP由于流量过大而导致拥塞的话，那么数据可以自动重新路由到一个通信流量较小的邻近节点进行传输。依此类推，数据包还可以根据网络的情况，继续路由到与之最近的下一个节点进行传输，直到到达最终目的地为止，这样的访问方式就是多跳访问。简单来说，Mesh网络可以让两部手机之间进行近距离通信，还可以通过一部手机或者中间的多部手机与距离更遥远的手机进行直接通讯，而并不需要接入互联网。

综合来讲说，Mesh拥有五大优势：易于部署和安装、无线传输、网络健壮无需担心单点故障、结构灵活、高带宽。理论上讲，如果一个区域有足够多的节点（手机或其他终端）接入了mesh网络，那么这个区域内距离很远的两个人都可以通过这个由这么多的Mesh节点组成的网络进行通讯，而不需要接入互联网以及任何移动运营商的服务。（多节点组成的Mesh网络的结构模型大概类似于下面第三个图形）

而Mesh网络这种模型虽然具有很大的优势，但是在具体的推广应用方面却并没有做出太大规模，最核心的原因是，这个网络的运行需要足够多愿意参与到Mesh网络中的节点，而在之前并没有较好的方式来激励更多人参与到这个网络中来。

跟上文中IPFS的开发者借鉴比特币挖矿的激励模型来鼓励个人加入网络节点一样，同样有一些团队将Mesh网络与区块链技术结合，通过对网络有贡献的节点以数字货币来进行奖励，让将来越来越多的移动端节点加入Mesh网络来形成一个独立于互联网之外的去中心化网络成为了可能；SmartMesh就是这样一个具有代表性的项目。

SmartMesh连接世界上每一部手机的网络

Smartmesh的项目白皮书里面第一句话做了一个假设：“如果网络今天才被发明，它一定会是一个连接手机的P2P网络，并且更安全，更便宜，更快”。不过，科技的发展有其先后顺序，Mesh网络技术固然厉害，无奈却晚于互联网普及之后；但是从另外一个维度讲，互联网让各种移动端工具的普及也恰恰为今后Mesh网络的大规模应用提供了必要条件。

而SmartMesh把Mesh网络与区块链结合，通过发行TOKEN（SMT），让个人的手机等无线设备以被激励的方式活跃在网络之中；网络上的每一个节点都可以发送和接受信号，随着加入的节点越来越多，整个网络的健壮性与通讯效率大大增加；而将自己的手机接入到网络中的贡献者也会因此而得到SMT的代币奖励，网络的使用者则需要通过支付SMT来换取网络的服务。

从目前来看，SmartMesh至少在以下几个场景应用上作为突破点来逐步展开布局：

• 安全的点对点无网传输；我们目前在手机端的聊天记录，浏览习惯等数据都保存在中心化的第三方服务器当中，信息泄露风险极高；而通过SmartMesh，信息的传输只是点对点的，避免了第三方信息被暴露的风险。
• 网络拥堵场景；在火车、地铁、演唱会等没有网络或网络阻塞的情况下；通过SmartMesh，用户可以向周边的人发送信息，而随着越来越多的设备加入网络，网络的质量会更好，速度会更快；大型艺术、娱乐、体育活动现场都可以将精彩瞬间随时与外界分享。
• 无网通讯；根据前段时间联合国宽带委员会发布的报告，目前全球仍有三十多亿人口尚未接入互联网，特别是在贫穷国家的地区。而SmartMesh将解救这些人，只要他们使用装有SmartMesh APP的手机，就可以彼此连接，形成一个局域Mesh，Mesh连接的所有手机中，只要有一部手机连接了Internet，那么大家也都可以因此接入到互联网。
• 无网支付；第三方支付在无网的状态下是完全失效的，而SmartMesh密集覆盖的节点网络完全打破了传统支付模式；SmartMesh无网未支付是基于以太坊雷电网络扩展的SmartMesh支付协议，SmartMesh用户之间通过手机WiFi或其他直连信号，P2P传输签名加密交易信息，进行无网支付。

如此，SmartMesh构建了一张平行于互联网的Mesh网络；与IPFS将互联网信息的存储和传输变得去中心化不同；SmartMesh则是在移动端另辟蹊径，在互联网的最后一公里将人们的通讯和连接变得去中心不再是只能依赖中心化的网络；而在未来万物互联的物联网场景下，SmartMesh有望成为物联网以去中心化的方式进行安全高效连接的底层协议。