如何使用 IPFS 在区块链上存储文件？

在本系列中，我们将讨论在区块链上存储文件文档的链上和链下方法。

稍后，我们将学习如何使用由Moralis[1]和Infura IPFS[2]提供支持的星际文件系统 (IPFS) 网络在链下存储图像、PDF 或任何其他数字资产等文件。

在本教程系列结束时，您将能够在 IPFS 网络上存储和访问文件。

区块链作为数据库

作为数据库，区块链是一个不可变的数字交易账本，分布在多个计算机网络上。它使我们能够存储数据，即NFT 元数据[3]（包括文件），并以与任何其他数据库相同的方式检索它们。

在区块链上存储文件（链上）

链上是指直接在区块链上发生的经过验证的活动或交易。在这种情况下，将文件直接上传到区块链也是一种链上活动。

但是，我们应该直接在链上存储文件吗？将文件保存在链上是个好主意吗？区块链存储成本是多少？

在区块链上存储文件的成本（链上）

在区块链上存储大文件的成本可能非常昂贵。根据 IBM第 9 页[4]的“区块链技术的存储需求 - 观点文档” ，1GB 的存储在区块链上的成本约为 100 美元，比传统存储贵 500 倍。

区块链（On-Chain）文件存储性能

除了昂贵之外，在区块链上存储大量文件会增加文件的访问延迟[5]（增加从区块链上传/下载文件所需的时间）。

文件存储需要低延迟才能快速访问。但是，当文件过重导致延迟增加时，这可能会降低区块链系统的性能，并使维护变得非常困难。

不建议将文件、合同、文档、PDF 和个人信息等非交易数据直接存储在区块链上，但您应该考虑将它们存储在链下。

将文件存储在区块链之外（链下）

术语“链下”是指发生在区块链之外的活动或交易。在这种情况下，链下资产是不直接上传到区块链上的文件。

由于不建议存储非交易数据，因此文件被上传到另一个服务器或数据库（IPFS、MongoDB、Oracle 等），为上传的文件生成的 HashID 将作为元数据存储在区块链上。

什么是 IPFS？

Web3 数据库

星际文件系统（IPFS）是一个去中心化的存储系统。一种协议和点对点 (p2p) 网络，用于在区块链等分布式文件系统中存储、访问和共享数据。

IPFS 基于基于内容的身份 (CID) 或基于内容的寻址，其创建速度比保存文件的传统基于位置的寻址方法更快。

什么是基于位置的寻址？

HTTP：“哪里”是你想要的内容‍♂️

基于位置的寻址是访问 Internet 上的照片、音乐和文件等内容的传统方法，它需要通过提供内容的绝对路径或地址来指定内容的托管位置，如下所示：

基于位置的寻址的局限性在于它使用集中式服务器，如果托管它们的服务器出现故障，则内容将不可用。

在 Twitter 和 Facebook 等集中式服务器中，它们独立控制用户保存的内容的传递方式（即 URL），您只能通过 Twitter URL 而不是 Facebook URL 访问 Twitter 个人资料图像。

什么是基于内容的寻址？

IPFS：你想要“什么”内容

在基于内容的寻址或内容寻址存储 (CAS) 中，每个上传的内容都有自己的唯一标识符，称为Hash，可以将其与指纹进行比较，并且没有两个内容可以共享相同的哈希。

照片、音乐和文件等内容可以通过其唯一的 IPFS 哈希而不是它们的位置来访问。

任何上传到 IPFS 的内容都可以通过支持的 IPFS 公共网关访问。例如，当通过 Moralis IPFS 上传文件时，我们可以使用 Infura IPFS URL 访问文件。

上传的内容存储在一个 IPFS 对象中，该对象是一个具有两个字段的数据结构，一个数据可以容纳最多 256 KB 的 blob 数据，另一个是links，它是指向其他 IPFS 对象的链接数组。

/* IPFS Object Example */

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

当内容大小超过 256kb 时，IPFS 会自动将其分解为多个对象并创建一个空 IPFS 以将所有哈希链接在一起。

存储在 IPFS 上的内容不能像在区块链上那样更改。相反，IPFS 支持您的内容的版本控制，称为 IPFS 提交对象，它连接到以前的版本对象。

IPFS 最初由 Protocol Labs 的创始人 Juan Benet 于 2015 年 2 月创建。

IPFS 数据存储在哪里？

缓存文件夹

存储在 IPFS 上的数据保存在本地计算机的缓存文件夹中，并提供给通过 IPFS 网关请求它的其他人。数据也缓存在新用户的计算机上。

缓存的数据在垃圾收集期间被丢弃，这可能导致数据丢失。为了将您的数据永久保存在 IPFS 上，您需要将其固定到 IPFS 网络之一。

IPFS 的优势是什么？

1. 快速记录检索。

2. 它适用于所有技术。

3. 只能存储单个内容实例（不能重复）。

4. 上传的内容具有唯一标识符是真实的。

5. 上传的内容不能更改。

IPFS 和 HTTP 存储之间的区别

IPFS（基于内容的寻址）HTTP（基于位置的寻址）它基于分散的服务器它基于一个集中的源服务器它利用内容寻址它利用位置寻址具有相同内容的所有对象只存储一次所有具有相同内容的对象都可以存储多次文件在多个节点之间共享并且始终可以访问服务器关闭时无法访问文件它有很大的市场它的市场低不可变（版本控制）可变的。

总结

星际文件系统（IPFS）是一种可靠的去中心化存储系统。它也被广泛认为是文件存储的未来。

在本文中，我们了解了 HTTP 和 IPFS 存储之间的区别，以及在区块链上存储文件的链上和链下(IPFS)方法。

引用链接

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

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

[3] NFT 元数据: https://docs.opensea.io/docs/metadata-standards

[4] 根据 IBM第 9 页: https://www.ibm.com/downloads/cas/LA8XBQGR

[5] 访问延迟: https://www.igi-global.com/dictionary/access-latency/267