参考博客：
https://blog.csdn.net/SweeNeil/article/details/82762553

理论部分

IPFS（星际文件系统），是一个分布式文件系统协议。IPFS协议定义了文件在分布式系统中如何存储、索引、传输。IPFS的目标是通过一个文件系统将网络中的所有的设备连接在起来。

IPFS基础原理

简介

１.基于内容寻址，而非基于域名寻址。文件具有唯一存在的唯一性，一个文件加入到IPFS的网络，基于计算对内容赋予一个唯一加密的哈希值。
2.提供文件的历史版本控制器（如git），并且让多个节点使用保存不同版本的文件；
3.IPFS的网络运行着一条区块链，即用来存储互联网文件的哈希值表，每次有网络访问，即要在链上查询该内容（文件）的地址；
4.通过使用代币（FileCoin）的激励作用，让各节点有动力去存储数据。FileCoin是一个由加密货币驱动的存储网络。矿工通过为网络提供开放的硬盘空间获得FileCoin，而用户则用FileCoin来支付在去中心化网络中存储加密文件的费用。

工作机制

IPFS为每一个文件分配一个独一无二的hash值，这个方式使得IPFS可以支持基于文件内容寻址。IPFS在整个网络范围内去掉重复的文件，并且为每一个文件建立版本管理。当查询文件的时候，IPFS网络根据文件的hash值进行查找。为了让用户更好的记文件存放的hash，IPFS利用IPNS将hash值映射一个比较容易记忆的IPNS名字，每个节点除了存储自己需要的数据，还需要存储一张hash表，用来记录文件存储的位置，进行文件的查询下载。

实验部分——IPFS环境搭建

实验环境：Windows10 + VirtualBox + Ubuntu16.04.6

下载IPFS，wget是一个网络上自动下载文件的自由工具。它支持HTTP,HTTPS和FTP协议。

查看是否安装完成：

IPFS常用命令

1.查看本地节点初始目录中的文件

2.查看本地已经存储的所有文件

3.查看可以看到的所有的可用命令

启动服务器节点

在浏览器中输入：http://localhost:5001/webui
看到IPFS UI界面说明节点服务器启动成功。

查看节点信息：
图形化界面中查看：

终端中查看：

在IPFS网络中添加文件信息：
1.添加文本文件（首先要确保有test.txt文件）

生成的哈希值就是该文件在网络中的地址(CID为base58格式)。
检查该文件：

从上图可知，这个CID值的HASH值不是我们想要的HASH值，这是由于原本的hash太长了，一堆数字读起来不容易，所以需要再进行编码，压缩其长度，且容易被传播，为此，IPFS采用了Base58这种编码。
IPFS现在的multihash值，都是以1220开头的，按照Base58的算法，算出来的结果都是以Qm开头的。
IPFS如何计算文件hash?
IPFS采用了SHA2-256算法，对任意长度的内容，生成的hash值长度固定，都是32个字节。在Linux下，直接用sha256sum可以计算SHA2-256格式的HASH值。虽然目前用的是SHA-256，但是可以支持多种HASH算法，可以升级算法，但是不会有大的架构改动。于是，IPFS采用了multihash这种简单的HASH表示方法，支持多种HASH算法。如果未来修改算法，用的仍然是multihash，保证了表达方式的持续性。
multihash是一种自识别hash。multihash多重哈希遵循TLV模式(type-length-value)。其实就是一个字符串，由三部分组成：HASH算法编码、HASH值得长度(字节数)、HASH值。
SHA2-256的编码为Ox12,其HASH摘要长度为32字节（十六进制数为0x20）。把1220加到前面所得HASH至的开头。例如本例文件的multihash编码(十六进制)。

简化总结为：原始数据添加元数据封装为IPFS文件—>计算SHA2-256—>封装成multihash—>转化为Base58。
2.下载视频文件

将主目录下查看该视频文件，将该视频文件添加到IPFS网络中，检查该文件：


为什么这个文件会有links呢？主要归结于IPFS如何存储并共享文件？
IPFS上的文件都存储在IPFS对象中，每个对象最多可以存储256KB的数据，也可以包含连接其他IPFS对象的链接。那么超过256KB的文件怎么办呢？比如一个图片或者一个视频，这些大型文件会被分割成数个IPFS对象。每一个对象都是256KB。之后系统会生成一个空白IPFS对象与包含这个文件的其他所有IPFS对象链接。IPFS的数据结果非常简单但却非常强大。这一结构使我们可以把它作为文件系统来使用。这是一个包含了一些文件的简单索引结构，可以将其转成IPFS对象，每一个文件和索引都生成一个IPFS对象。一旦一个文件加入了网络就不能被修改了，这是一个不能篡改的数据存储库，非常类似于区块链。

3.下载照片文件

将其添加到IPFS网络，检查该文件：


以上过程为IPFS的环境搭建以及文件上传过程。下一步计划验证各种类型文件的共享。

IPFS的缺点

IPFS面临最大的问题就是保持文件在线，网络上的每个节点都保存了其下载过的文件的缓存，如果有其他人需要该文件，这些节点就可以与其分享。但如果某个文件存储在4个节点上，而这4个节点都不在线，那么就无人能够获取这个文件了。
解决方案：
1.奖励那些存储并时刻在线的人；
2.主动把文件分布存储。
以保证网络上总会有一定数据的节点在线。

IPFS指令学习

基本命令：
init ——初始化IPFS本地配置
Add ——添加一个文件到IPFS
cat —— 展示IPFS对象数据
get —— 下载IPFS对象
ls —— 从一个对象中列出链接
refs —— 从一个对象中列出链接哈希
数据结构命令：
block —— 与数据存储中的原始块交互
object —— 与原始DAG节点交互
高级命令：
daemon —— 开启一个开始运行的后台进程
mount —— 挂载一个IPFS只读的挂载点
name —— 发布并解析IPFS名字
key —— 创建并列出IPFS名字密钥对
pin —— 将对象锁定到本地存储
网络命令：
id —— 展示IPFS节点信息
bootstrap —— 添加或删除引导文件
swarm —— 管理p2p网络连接
工具命令：
config —— 管理配置
version —— 展示IPFS版本信息
update —— 下载并应用go-ipfs更新
commands —— 列出所有可用命令