【Blockchain入門】挖礦指南— IPFS

Posted By Flowchain Taiwan on 1 月 2, 2019 in 教學文 | 0 comments

作者：Jollen

上一篇和大家介紹在區塊鏈裡小礦工（詳情請見：區塊鏈裡挖礦的小礦工們）的工作了～那這次就要來教大家如何挖礦，挖礦又有哪一些需要注意的地方呢？首先我們就先來好好認識一下什麼是IPFS，以及和Flowchain之間的關係吧！

認識 IPFS

IPFS 社群的願景之一，就是期待 IPFS 能完全取代 HTTP。做為全球資訊網（World Wide Web — WWW）通訊協定教主的 HTTP 如果有朝一日，真的被 IPFS 擠下這個教主的寶座，最大的受益者，當然就是身為網路使用者的我們。但大家有想過，為什麼最大的受益者是我們這些網路使用者呢？

本系列文章的目標：實現 IPFS + HLS + FFmpeg + Flowchain 的直播（Live）系統（圖片來源：Flowchain Taiwan）

IPFS 首頁上，直白的定義它的用途：「Distributed Web（分散式全球資源網）」。下圖很清楚描繪出 Distributed Web 的網路拓撲邏輯。

圖片來源：THE TECHNOLOGY PEOPLE ANALYSTS NEED

WWW 本身就是一個大型的分散式系統（Distributed System），這個龐大的分散式系統由千百萬計的 Clients 與 Servers 所共同組成，並以文件做為基礎（Document-based）來交換資訊，每個文件都以專屬的 URL（Uniform Resource Locator）來索引，HTTP 就是這個龐大系統的通訊協定。分散式系統又可以分為垂直分散（Vertical Distribution）與水平分散（Horizontal Distribution）二種做法，而早已融入我們日常生活的「WWW + HTTP」就是屬於水平式分散式系統。

水平式分散式系統再分為 2 種架構，第一種架構只讓 Servers 間複製（Replication）與同步資料，這種架構就是知名的 Client-Server 架構；第二種架構就是讓 Client 也分散化，讓 Client 也複製並同步資料，這種架構就是 Peer-to-Peer。WWW + IPFS 同樣是水平式分散式系統，但有別於 WWW + HTTP 的 Client-Server 架構，其採用的就是 Peer-to-Peer 架構。下圖很清楚地區分 HTTP 與 IPFS 的技術差異。

HTTP vs. IPFS（圖片來源：What is the InterPlanetary File System？）

HTTP 讓 Client 端都向 Server 請求文件，IPFS 則是讓 Client 直接向「臨近」的 Client 請求文件；更進一步來說，因為 Client 也能保存文件並提供文件，因此就不需要 Server 了。Flowchain 最想做的事情，就是實現 Peer-to-Peer 架構的區塊鏈網路，因此底層結合 IPFS 是很自然不過的選擇。我們在下面一個段落將會說明「Flowchain／IPFS 是什麼？」。

認識 Flowchain+IPFS

Flowchain/IPFS 礦機在做什麼？（圖片來源：Flowchain Taiwan 提供）

雖然 HTTP 是當今最成功的 Distributed System，但是未來（AI + 5G）的新網路時代，將會面臨許多重大挑戰：

如何有效儲存並且分發 P 級的資料量（petabyte datasets）
Real-time media streams 取代 File downloads 成為主要的網路使用場景
確保資料的安全與正確性
以及其它更多技術挑戰

IPFS 社群正努力解決這些問題。

先前介紹到，IPFS 是一個 Peer-to-Peer 的分散式檔案系統，它可以應用在各種不同的領域，其中之一就是 Blockchain。IPFS + Blockchain 的基本原理，就是將資料（Data）的交易紀錄（Transactions）儲存在 Blockchain 中（即：記帳），然後將資料本身儲存在 IPFS 裡。然而，面對未來 5G + AI 的時代，一個「適合結合 IPFS 」的 Blockchain 技術，就必須克服上述提及的技術問題；Flowchain 就是針對上述技術難題而生的 Blockchain 技術。

Flowchain 處理 Chunked Data 示意圖（圖片來源：Flowchain Taiwan 提供）

Flowchain 區塊鏈最具特色的技術，就是「處理數據流（Dataflow）」；這非常適合結合 IPFS 的數據碎塊（Data Chunks）技術。當 IoT Devices 裝載 Flowchain OS 後，這些裝置就可以「自組態」為一個 Peer-to-Peer 網路，每個 Peer 都可以處理 Data Chunks 的交易。

引用 [区块链与数据存储周报（2018年9月17日-2018年9月23日）] 對 Flowchain 技術的總結：

Flowchain 是定位 IoT 场景的区块链项目，完全使用 js (nodejs)开发。Flowchain 提供了 IoT 场景需要的时间序列数据和数据流两种数据能力，并且每个数据切片都是单独的 transaction，每个 transaction 都通过 p2p 网络传输。

這些技術特點對 media streams 是非常重要的基礎建議。以直播技術來說，視訊串流可以被切割為 data chunks，Flowchain 區塊鏈的設計，能提供 near real-time 的能力來處理 data chunks 交易。當 data chunks 的交易（transactions）被驗證並紀錄於區塊鏈後，Flowchain/IPFS 挖礦節點，就會將這些交易加上 timestamp 並生成對應的 Merkle DAG，並將 media streams 的內容儲存在 IPFS 網路上。

未來，在 IPFS 網路中將有千百萬計的 Peers 節點，你的 Flowchain/IPFS 礦機也會是其中的一個節點；但不同的是，你的 Flowchain/IPFS 礦機節點，將協助全球的網路使用者，進行串流媒體播放與儲存。對 Flowchain/IPFS 的基本原理有初步了解後，就能知道「Flowchain/IPFS 礦機倒底在 mining 什麼了？」Flowchain/IPFS 區塊鏈專門處理串流式的媒體服務，至於單純的檔案儲存，就交給其它 IPFS 區塊鏈囉。