區(qū)塊鏈時代的分布式網(wǎng)絡協(xié)議有何異同?

IP組播協(xié)議是事后添加到原有的點對點通信模型,以提供將信息發(fā)送到一組接收者的能力,然而因為其拓展性方面的缺點,組播從未在局域網(wǎng)之外的環(huán)境中大規(guī)模使用過。

本文來自微信公眾號“公鏈聯(lián)盟”。

數(shù)字化信息的浪潮,滾滾而來,究竟什么才是未來互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的基礎設施呢?螞蟻集團董事長井賢棟指出,社會的每一次變革都與信任關系和信任技術的高度突破有關系,區(qū)塊鏈是數(shù)字時代最重要的技術,言不為過。因為沒有信任引擎,數(shù)字經(jīng)濟是很難發(fā)展起來的。

而作為數(shù)字經(jīng)濟時代構建信任關系和信任技術的「新基建」,區(qū)塊鏈未來將會和每個人、每個企業(yè)都息息相關。而上鏈也必將成為每個企業(yè)的標配,只有「萬物互鏈」才能真正讓數(shù)字經(jīng)濟活躍與爆發(fā)。從一定意義上講,區(qū)塊鏈將逐漸成為數(shù)字經(jīng)濟的新基石,我們這個時代又需要怎么樣的基礎設施才能真正的實現(xiàn)「萬物上鏈」呢?今天,我們就給大家介紹一下未來可能成為區(qū)塊鏈領域底層基礎通信「基石」的兩個項目:NDN和IPFS。

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IPFS:星際文件系統(tǒng)

2014年,斯坦福大學畢業(yè)的胡安·貝尼特(Juan Benet)創(chuàng)立了協(xié)議實驗室(Protocol Labs),并于2015年1月發(fā)布了IPFS(Inter Planetary File System星際文件系統(tǒng)),其目標就是取代HTTP,成為下一代互聯(lián)網(wǎng)底層通信協(xié)議。

簡單來說,IPFS是一個旨在創(chuàng)建持久且分布式存儲和共享文件的網(wǎng)絡傳輸協(xié)議,它是一種內(nèi)容可尋址的對等超媒體分發(fā)協(xié)議。在IPFS網(wǎng)絡中的節(jié)點將構成一個分布式文件系統(tǒng)。IPFS是一個開放源代碼項目,由Protocol Labs在開源社區(qū)的幫助下發(fā)展。IPFS由于良好的開源社區(qū)建設,也得到了很多開源愛好者的支持,特別是很多來自區(qū)塊鏈行業(yè)的開源愛好者,為其做出了非常突出的貢獻。

毋庸置疑,互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展帶來了經(jīng)濟與社會的繁榮,我們的生活也越來越離不開互聯(lián)網(wǎng)。但是,IPFS認為現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)也存在很多的問題亟需解決:

●互聯(lián)網(wǎng)效率低下,使用代價昂貴;

●當今的互聯(lián)網(wǎng)不能永久保存人類信息;

●當今的互聯(lián)網(wǎng)太過中心化,限制了其他的機會;

●當今互聯(lián)網(wǎng)成謎于骨干網(wǎng)絡優(yōu)化。

NDN:面向內(nèi)容的分布式網(wǎng)絡架構

NDN(Named Data Networking)是由美國國家科學基金會(National Science Foundation,NSF)發(fā)起的一項面向未來的網(wǎng)絡架構研究方案,其主旨是為了開發(fā)一套全新的網(wǎng)絡架構,以符合新時代的通訊需求,并希望能夠取代現(xiàn)有的TCP/IP協(xié)議。

NDN項目組目前的團隊核心成員是來自洛杉磯學校的張麗霞教授,由于過硬的技術背書,NDN項目也得到了來自己產(chǎn)業(yè)界和學術界的支持,其中不乏像北大、同濟等名校,產(chǎn)業(yè)界更包括思科、華為等這種電信行業(yè)的標桿企業(yè)。

相較于IPFS,NDN主要針對現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)存在以下問題,希望能夠做出一些改變:

安全性,基于IP網(wǎng)絡安全需要對終端和連接同時信任。因為傳統(tǒng)的IP網(wǎng)絡接受任何人發(fā)送的任何內(nèi)容,不管數(shù)據(jù)包的內(nèi)容,只要發(fā)送者看似合法,在這種情況下,就容易導致惡意信息發(fā)送到接收者,這是IP網(wǎng)站容易被攻擊的根源。

移動性和多網(wǎng)址。IP地址網(wǎng)絡層尋址器和傳輸層定位標識符的雙重作用限制了移動性和多網(wǎng)址的靈活性。特別是傳輸協(xié)議綁定地址以確定通信會話,如果地址變化就會中斷會話,需要重新建立連接。這種語義重載又導致IP網(wǎng)絡中不允許存在回路,也不能同一時刻具有多個網(wǎng)絡地址。

組播傳輸。IP組播協(xié)議是事后添加到原有的點對點通信模型,以提供將信息發(fā)送到一組接收者的能力,然而因為其拓展性方面的缺點,組播從未在局域網(wǎng)之外的環(huán)境中大規(guī)模使用過。

可拓展性和服務質(zhì)量的保證。隨著內(nèi)容分發(fā)服務快速發(fā)展,人們提出用昂貴的解決方案,如覆蓋網(wǎng)絡(如CDN或P2P技術)來緩解巨大帶寬需求并提升用戶體驗,采用的方法是將緩存內(nèi)容推送到網(wǎng)絡的邊緣,但性能瓶頸在最后一英里仍然存在,再加上網(wǎng)絡運營商無力控制其網(wǎng)絡流量,往往導致商業(yè)利益沖突或低效的網(wǎng)絡資源優(yōu)化。

通過以上的介紹,相信大家對NDN和IPFS也有了初步的了解。下面,我們將分別從目標、開源社區(qū)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況等幾個維度來對比一下NDN和IPFS項目。

共同的目標:讓互聯(lián)網(wǎng)變得更加高效和安全

雖然,NDN和IPFS在基礎網(wǎng)絡層面的解決方案有所不同,但是它們有著共同的目標:讓互聯(lián)網(wǎng)變得更加高效和安全。

當然,兩個項目側重點各有不同,IPFS更多的是在現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)體底層通信協(xié)議(TCP/IP)之上,基于P2P協(xié)議構建全新的分布式網(wǎng)絡協(xié)議。而NDN不同,NDN為了能夠徹底解決現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)底層分布式網(wǎng)絡協(xié)議問題,從網(wǎng)絡協(xié)議層全部重新替換現(xiàn)有的TCP/IP協(xié)議。而且NDN設計之初,考慮到兼容現(xiàn)有的網(wǎng)絡問題,從而能夠對現(xiàn)有的就P2P網(wǎng)絡的應用有極大的提升??蒲袛?shù)據(jù)表明,基于NDN網(wǎng)絡的IPFS,能從性能上提升幾十倍。

開源社區(qū):基于IPFS的應用生態(tài)更為豐富

IPFS作為一個原生的開源社區(qū)項目,項目發(fā)起之初,就比較重視社區(qū)的建設。目前代碼已經(jīng)開放在Github上,目前擁有1萬個Star,可以說是發(fā)展相當不錯,而且基于IPFS的應用生態(tài)也比較豐富。

而NDN作為一個由美國國家科學基金會發(fā)起的項目,在成立之初,由于考慮的項目的工程龐大和復雜,所以一直都沒有注重開源社區(qū)的建設,更多的還是和產(chǎn)業(yè)界、高校溝通比較多。目前代碼也在Github上進行開源,目前擁有116個Star,在這方面遠遠落后于IPFS。

但是,隨著項目組對意識到開源的重要性,最近也在積極的參加各種開源社區(qū)推廣,比如參加Google Summer of Code等開源活動。在應用上,NDN基于NDN網(wǎng)絡的應用也在慢慢的豐富,比如基于NDN網(wǎng)絡的項目GitSync、npChat、基于NDN網(wǎng)絡的去中心化證書管理系統(tǒng)等。

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產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況:NDN備受產(chǎn)業(yè)界青睞

IPFS得益于良好的社區(qū),目前有比較多的開發(fā)者在使用IPFS做一些應用,但是目前還是沒有非常明確的商業(yè)化模式。而NDN由于其項目的特殊性,不僅僅有美國國家科學基金會資助,并且保持跟產(chǎn)業(yè)界「龍頭」的積極溝通,尤其在5G發(fā)展的大趨勢下,NDN由于其架構的合理性,更是得到了美國運營商Verizon的青睞,并且在進行試驗階段,未來可期。

各有建樹,未來將攜手共建區(qū)塊鏈行業(yè)的基礎設施

可以看到,作為區(qū)塊鏈互聯(lián)網(wǎng)基礎設施的NDN和IPFS都是通過不同切入點,來解決互聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)在面臨的問題。而且,兩者在開源社區(qū)和產(chǎn)業(yè)等方面分別都有所建樹。尤其前段時間,IPFS團隊和NDN團隊也進行了深度的交流,相信兩個團隊未來也會有更多的合作。雙方也表示會共同為了區(qū)塊鏈互聯(lián)網(wǎng)的到來,提供更多的基礎設施服務。

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