一、從HTTP到IPFS
我們平時上網時，最熟悉的莫過于網址里的“http://”字樣，其實HTTP是萬維網 (WWW: World Wide Web)服務器傳輸超文本到本地瀏覽器的傳送協議。協議全稱是Hyper Text Transfer Protocol，即超文本傳輸協議。
萬維網如何利用HTTP工作呢?這又涉及到TCP/IP通信協議。簡單來說，假設用戶A在電腦上操作將文件上傳至瀏覽器，而用戶B需要從瀏覽器下載這個文件，那么這之間會經歷一個過程。首先TCP程序會把A要發送的文件分解成很多數據，然后壓縮成多個壓縮包。這些壓縮包又統統被裝進一個IP里通過URL[ URL,全稱是Uniform Resource Locator,中文叫統一資源定位符，是互聯網上用來標識某一處資源的地址。向HTTP服務端即WEB服務器發送請求。Web服務器根據接收到的請求后，向客戶端發送響應信息，于是A的文件上傳成功。
而用戶B下載這個文件時，需要輸入IP地址或者域名，好讓電腦知道去哪里找到對應信息(基于位置的尋址Location based addressing)。之后電腦上會向WEB服務器發送請求，TCP會將發下載的壓縮后的數據按序還原。如果接收TCP發現部分文件受損，會請求再發送一次。這樣的話，就會有以下一些問題：
1)在互聯網中，所有數據都會被存儲在一個中心服務器上。無論用戶時上傳/下載文件或者是瀏覽網頁，都需要一次一次從服務器上獲取資料。一旦服務器出現故障、被限制或是被攻擊，就會出現文件丟失或者網頁無法打開的情況(錯誤404)。
2)基于位置的尋址方式也存在不確定性。比如，一旦IP被刪，或者服務器關閉，那么用戶將無法下載該文件。
3)如果這個文件是很多人都需要的，那么每個人都得去下載才能使用，造成很大的存儲空間浪費問題。
所以互聯網雖然是四通八達又涵蓋廣泛的工具，但是也不可避免的有其局限性。
IPFS在構建信息交換的橋梁這一點上，與互聯網很相像，不同的是IPFS是去中心化的。也就是說IPFS沒有一個中心服務器，所以不存在信息丟失或者被篡改的問題。并且IPFS可以將實現文件共享，從而節省存儲空間。
二、IPFS的極簡主義
2014年5月，墨西哥小哥Juan Benet與他的幾個斯坦福大學同學一起發明了IPFS。在創辦IPFS之前，Juan Benet是典型的國外常春藤學生極客，有一個開掛般的人生。他是斯坦福大學的本科和碩士畢業，在斯坦福讀碩士的期間就參與創立了Loki studios，擔任聯合創始人和CTO，這是一家手游公司，后來被雅虎收購。2011年入駐斯坦福學生創業孵化中心StartX EIR，2012年，畢業后創辦了Athena，這是一個做了一年多的時間后，于2014年5月份創辦Protocal Labs。
Protocal Labs剛以創立就得以加入美國硅谷頂級孵化器Y-Combinator，IPFS是他們做的第一個產品。Protocol Labs在創建IPFS的時候給它取名為“InterPlanetary File System(星際文件傳輸)”也是有深刻含義的。Protocol Labs希望構建一個點對點的分布式文件系統，通過底層協議，讓全世界所有人都能夠輕松從IPFS系統上提取文件，且不受防火墻的影響。甚至如果科技發展到一定程度，需要進行星球與星球信息傳輸時，IPFS也可以提供快速存儲文件的服務。
存儲
在IPFS中，信息可以存儲進IPFS系統中的塊(block)里，這些塊可以存儲至多256kb的數據，它們還可以鏈接向其他IPFS塊。也就是說，存儲小于256kb的文件時，只需將這個文件放進一個塊內就可以了。而大于256kb的文件會被分成多個256kb然后放進塊中，之后IPFS將創建一個空塊，該塊將鏈接到文件的所有其他部分。這個空塊就類似于一個大信封，里面會涵蓋整個文件的所有部分。
系統會給同一個文件的每一個塊計算一次哈希值a，所有塊的哈希值a計算完畢之后，會將所有的哈希值a拼湊成一個數組b，再計算一次哈希值，從而得到最終的哈希值c。最后把最終的哈希值c和原文件捆綁起來，組成一個對象，從而形成一個索引結構d。把塊和最終的索引結構d上傳至IPFS節點，文件便同步到網絡了。
此外，還有一種小于1kb的小文件，如果這些小文件也單獨放進一個塊里的話，也會造成一定的浪費。于是，IPFS把小于1kb的數據內容直接和哈希索引放在一起上傳給IPFS節點，不會再額外的占用一個塊。
可見IPFS的創作理念，是盡可能少的使用存儲空間，盡量分散的存儲文件。另外，對于相同的文件，IPFS只創建一個文件夾，系統也會自動刪除重復的文件，并修改的版本歷史記錄，這樣可以大大節省存儲空間，保證整個系統的運行速度，并保證存儲文件的安全，和使用的便捷。
讀取
同樣作為信息價值交換的基礎，用戶在IPFS上傳或者使用文件時，不再是基于位置的尋址(Location based addressing)，而是基于內容的尋址(Content based addressing)。也就是把“去哪找信息”的指令換成“想找什么內容”的指令。
在互聯網內，下載文件或者瀏覽信息需要一個IP地址或者域名，而在IPFS內，每個文件都有自己的哈希值，并且一個哈希值只對應一個文件。不存在一個文件有多個哈希值，或者多個哈希值對應同一個文件的問題。因而，用戶只需在IPFS內輸入需要文件的哈希值，系統就會出現對應的文件。這些文件是分布存儲的，所以只要有一個用戶有對應的文件，就算部分節點罷工或者不在線，也不會影響文件的讀取。
具體在IPFS系統種下載文件時，首先，需要礦工根據最終哈希數值搜索該哈希的索引結構，并下載下來。然后，用戶就可以根據哈希索引搜索到文件所在的節點位置。用戶將節點上的塊下載下來之后，IPFS將根據哈希數組的順序，把文件重新組合出來，用戶就可以使用了。
可以看出，IPFS將文件細分，使上傳略顯復雜，其目的是使用戶在下載時更加便捷。畢竟，小文件的下載比大文件來得更加簡單方便。
三、IPFS的缺陷
1)信息不可撤銷、不可篡改是IPFS的優點，但是，如果是一個需操作的文件，或者說是內容錯誤、信息需要更新的文件，那么不可撤銷、不可更改將會成為一個很麻煩的事情。
對此，IPFS給出的對應措施是：可以將修改之后的文件上傳至IPFS，IPFS也會對文件進行更新，在IPFS內可搜索到文件更新的所有歷史紀錄。
2)IPFS將大文件分別存放于不同的塊中，也不可避免的有一個隱患，即：如果一部分存放文件的節點統統下線不可用了，并且該文件沒有備份，那么整個文件都是不可用的。
對此，有兩種解決方案，一是激勵更多的節點去存儲這個信息，二是積極分發文件，使得更多節點存儲這個信息。IPFS也認識到了這個問題，于是創始團隊又推出Filecoin幫助解決這個問題。Filecoin共發行20億枚，并在2017年7月進行代幣私募，8月進行了代幣眾籌，融資超過2.5億美元，成為史上規模最大的代幣發行之一。
Filecoin是建立在IPFS基礎上的一條公鏈，旨在創立一個分布式的儲存市場，幫助IPFS激勵用戶利用多余的空間存儲鏈上信息，維系IPFS生態的正常運行與發展。Filecoin激勵用戶出租自己的閑置硬盤、磁盤等存儲空間，用于接收鏈內存儲信息，防止部分節點下線或破壞導致文件不可用問題。出租了自己存儲空間的用戶便成為礦工，只需連接到Filecoin網絡，然后等著協議來處理文件傳輸和交易就行。礦工貢獻的存儲空間越大，獲得的Filecoin(FIL)就越多。當然，客戶也可以通過花費Filecoin來雇傭礦工來存儲或分發數據。
五、基于IPFS的項目
2016年，IPFS一度成為區塊鏈行業中最受青睞的技術之一，數千名開發人員稱之為“WEB的未來”。同年，協議實驗室還創建了libp2p、IPLD、multiformats、Orbit以及其他項目。直到現在，IPFS都保持著非常好的開發進度。到目前為止，基于IPFS而開發的項目很多，包括Akasha，BlockCat，Mana，DistrictOx，TokenClub等等。ETE也是基于ETH和IPFS的架構開發出來的。
自Protocol Labs成立以來，一直潛心技術，在市場上十分低調。直到近期，Protocol Labs開始新聞不斷，剛在7月中旬舉辦完《IPFS & libp2p開發者大會》，又在8月3日在舊金山舉辦LAB DAY2018活動，即實驗室日2018。此次活動中，Protocol Labs從項目展示、黑客破解模擬和協議相互協作為主等方面，向投資機構等關注者展示協議實驗室生態系統最新的動態資訊。
IPFS在區塊鏈行業內其實一直保持著非常高的關注度，從誕生之日起，就被廣泛的討論和傳播，在主網未上線的時候，Filecoin的期貨就已經最高達到10.19美元，市場總估值達到203.8億美金，各種礦機廠商的IPFS礦機被搶購一空，可見市場對其期望之高。Protocol Labs創立了Filecoin和IPFS，兩者互為補充。Filecoin可以為IPFS在全球范圍內提供大量節點，與此同時還帶著一個巨大的分布式存儲空間，同時解決了IPFS的存儲問題，而IPFS則為Filecoin提供了一個堅實的價值基礎及技術架構。
正如我們現在對于互聯網和移動互聯網的使用習以為常一樣，IPFS實則是重構了我們傳遞、獲取、存儲信息的方式，而Filecoin則為這一系統建立了激勵體系來確保系統的運轉，IPFS的前沿或許會在不久的將來，徹底改變我們看待信息的方式，成為我們日常生活的一部分。不管是區塊鏈本身帶來的金融自由，還是IPFS給我們帶來的信息自由，無疑都將是人類進化史上重要的一個里程碑。
