助力IPFS飞奔?这个“技术流”项目也将落地

区块链10年发展的第一个阶段, 是计算的去中心化。

无论是比特币矿工的出块算力大比拼,还是以太坊智能合约的自动执行,而过去几年整个区块链的生态圈,其实也都是围绕着去中心化计算这个大前提下打造的,无论是号称替代以太坊的各个高性能公链,还是围绕着以太坊打造的成百上千的区块链辅助生态项目,都是要么“更好更快的去中心化计算”,要么拓展去中心化计算的应用场景。

计算、存储、网络一直是计算机领域的三大问题,在计算之后,区块链的第二个发展阶段是存储。

由protools lab 打造的IPFS&Filecoin,是这一领域的代表。毕竟,当去中心化计算发展到一定程度,数据量比现在再大上几个量级,专门的存储层,一定会被单独抽离出来,成为一个单独的分支,这也正是IPFS&Filecoin要做的事情。

在存储之后,数据的分发和传输——也就是网络层的创新则显得至关重要了,也是今天要介绍的,OKEx最新一期JumpStart项目NDN Link。

 01  聊NDN Link之前要说的一些东西

很遗憾,我也想像其他区块链项目评测那样,上来就告诉你这项目愿景是什么,路线路怎样,代币有啥用,团队构成Blah Blah……然而这个项目不行,因为它太技术向了,且可以算是区块链数据分发与传输分支下几乎唯一的项目,所以在说这个项目之前,有些基本概念得先和大家说道说道,否则你一定无法理解NDN Link要做什么。

1、当今的互联网架构——TCP/IP

我们今天,以及过去几十年的互联网发展,基本上是基于TCP/IP协议的。这个分层表可能圈内懂点技术的都不陌生。

而其中最为重要的一环,就是网络层的IP协议,这个协议里,互联网所构建的是一个与现实世界平行的机器世界,可以抽象理解为下面这样:

你大概听说过IP地址这个名词,是的,每台机器都需要IP地址,就像是人类世界的门牌号。有了地址,一台机器才能和世界上另一台机器相互交流,交流的方式,其实很像我们人类世界的邮递——信息数据通过地址来寻找和互相传递。

而网络世界没有什么本质不同,你要打开一个网站,你的机器会通过DNS找到这个网站域名所对应的IP地址进而访问其服务器,在打开这个网站时,你的一切操作(比如观看一段视频)都是对该IP地址所在的服务器发起请求。

TCP/IP是一个典型的将互联网看成“信息传输通道”的架构设计,这背后是当时的互联网需求决定的——主机之间的通讯(比如邮件)等需求,而随着互联网、移动互联网产业的发展,互联网的主要需求已经从主机通讯转变成为了对内容的需求,以视频为代表的内容逐渐占据了流量的90%以上。原有的TCP/IP的寻址方案,渐渐的暴露出弊端。

举一个视频平台的浅显的例子:

在传统架构下,一个视频如果火了, 则短时间内对于该平台的IP访问量会暴增。首先增大了该平台的服务器压力,还有一个更深层次的问题是——这一段相同的内容将在不断的请求下,不断的被重复发送给用户。CDN技术的应用,通过将内容大量缓存在分散的服务器上,让这一问题得到了缓解,但是仍然无法解决大量存储资源被浪费的情况。

在这一背景下,以内容为中心的网络设计出现了,简单的来说,我们将不再以寻找IP去访问一段内容,而是直接通过内容的访问来实现我们想要的操作。

2、IPFS

IPFS提供了一个全新的解决方案,在IPFS中,我们不再使用地址去访问文件,而是将每个文件都命名成为一个独一无二的哈希值,在访问一个文件时,通过DHT,我们只需要在全网中寻找这个文件的哈希值即可。

其实,我们知道,IPFS除了解决传统的HTTP存在的安全问题、以及数据存储成本高昂的问题外,还有一个是面对未来数字世界不断发展过程中将越来越大规模的数据存储的数据传输和维护的问题。既要保障安全,又要高效传输存储和维护,必须要同时得以解决,这是一个重点也是一个超级难点,IPFS的确解决了这些问题,这是一个颠覆性的技术创新,因此直到FileCoin测试网上线前,许多人才了解到,原来IPFS还有一个矿工种类叫做“检索矿工”,只有通过专门设立检索矿工来为网络提供数据检索服才能解决庞大数据的维护问题,但是关键的问题在于,DHT寻址的数据检索的速度依然很慢…….

3、以NDN为代表的内容中心网络

NDN是由美国国家科学基金会在2010年所发起的未来网路架构研究专案之一,主旨为开发全新的网路架构,以符合新兴的通讯需求,并取代现有的TCP/IP协定。NDN联盟的成员除了8家美国大学之外,还有来自日本、韩国、中国,与瑞士等不同国家学术单位的参与,并且取得了思科、华为、Panasonic 与 VeriSign等业者的支持。简单的说,NDN这一优秀的解决方案将比传统的TCP/IP更安全和高效。

NDN通过制定数据命名规范,来实现文件数据的命名,不再是IPFS的内容哈希命名方式,不再用DHT来检索了,所以检索快了。

 02  NDN 与NDN Link

好了,终于说到了我们的项目NDN link,然而在说项目之前,先得介绍下NDN,毕竟NDN link,本质上就是NDN的区块链版,正如filecoin是IPFS的经济激励层一样。

NDN的模型是这样子的,相对应于TCP/IP来说,是一个通信范式的改变,更多的关注数据本身,即 What,而不是Where。

其中最为核心的特点便是:

1、底层核心:完全舍弃了基于IP地址的通信方式,采用基于内容本身的通信方式,根据内容本身对网络中的所有内容数据进行命名,在转发路由机制中通过对内容数据的名字匹配检索获取信息,从而建立一个分布式网络。这样的通信方式不再关心内容数据的存储位置,而直接提供面向内容的服务。

2、在TCP/IP薄弱的数据安全方面:由应用进程对内容数据直接进行加密及数字签名以实现对数据安全的控制。

3、路由层面:由策略层负责管理转发、路由选择和存储几大功能,可以同时利用3G、蓝牙、WiFI等多种连接方式,并能够在动态环境中灵活切换至最优的连接方式。

NDN Link中的通信由接收者(例如数据消费者)通过交换两种类型的包驱动,兴趣(Interest)包和数据(Data)包。两种类型的包承载了标识数据片的名字,该数据片可以在包中传输。消费者把期望数据片的名字放进兴趣包,并将其发送到整个网络。路由器使用该名字向数据生产者转发兴趣包。一旦兴趣包到达拥有请求数据的节点,节点将返回包含名字和内容的数据包,伴随被生产者密钥绑定了名字和内容的签名。数据包沿着兴趣包到达的相反路径返回请求的消费者。

具体的实现技术细节,有兴趣的朋友可以自行查询NDN相关的技术文档与资料,NDK link的白皮书里也有较为详细的介绍,在这就不做具体的及技术展开了。当前NDN主攻的几大方向,有视频流,实时会议,车辆网络等等。

说说NDN Link

一、作为区块链项目独立存在的意义

技术上,即可以作为Layer 0的独立存在,加速底层公链的数据的传输速度,改善传输路径。也可以作为独立的公链存在,服务于有需求的实体社会。

作为代币本身的经济模型,总量50亿的NDN代币拥有以下用途:

1.通过 NDN,企业级用户和普通用户可以购买到数据传输服务。

2.矿工可以通过挖矿获得相应奖励 - NDN Link的节点,通过PoW策略,加入NDN网络,构建路由节点,提供基于Interest包Nonce以及Data包Hash的工作量证明。

3.协助产业生态从用户,应用开发商,网络运营商到设备厂商更好共同发展;也用于项目研发,产品工程,部署运维,业务开发。

二、作为IPFS加速器存在的意义

作为区块链方向不同但又相关的两个分支,NDN link可以说是IPFS完美补充。

通过使用NDN技术加快IPFS/FileCoin数据检索问题,可以理论上提升IPFS/FileCoin十倍的检索速度,给予IPFS有效的助攻。

有研究者建立了测试模型,得出了以下数据,并撰写了名为《Towards Peer-to-Peer Content Retrieval Markets: Enhancing IPFS with ICN》的论文,发表在2019年的SIGCOMM上。

研究者用VOD点播系统和基于不同的ISP的客户端建立了类似BT下载的P2P模型,使用使用IPFS来与传统CDN进行比较,并测试NDN介入与非介入的情况:

经过试验得出了以下的测试结果以及测试结论——IPFS的原始代码因为负载均衡与传输开销的原因,无法独立完成取代CDN的任务。然而将NDN作为一个网络层面的补充架构之后,这种替代则成为一种可能:

三、团队,路线图,代币分配

NDN Link 的主要研发工作由NDN Labs负责,并且有来自美国国家科学基金会支持并参与项目。

NDN Labs 团队则是由一批具有分布式网络技术和区块链技术经验的企业家和工程师与2019年1月正式成立,并有NDN核心成员担任技术指导和顾问,其核心成员曾就职于诺基亚、思科、Amdocs等。

路线图和代币分配在官网清晰可见:

 04  结语

正如文章开篇所言,这是一个技术向很明显的项目。

从好的一面来说,技术向项目对于整个区块链技术的推动与发展都有着正面的,积极的作用。无论上市后币价表现如何,至少在属于自己技术领域的分支上,都是有着向前推进的效果。

而另一方面,技术向的项目,在市场方面通常来讲会是薄弱环节,毕竟不是每个项目都是波卡或是IPFS,有着明星创始人或是庞大团队的光环加成。尤其像IPFS,挑战的是当今互联网基石般的存在- HTTP协议。NDN也不例外,挑战的是比HTTP更加底层的IP协议。虽说这些协议相对“老旧”,然而几十年积累下来的庞大生态圈以及丰富的产业链,无疑形成一条深深的护城河。新的技术想要趟过去,除了技术本身,还需要好的推广,足够长的时间,甚至一点点运气,方能成事。

但不管怎么说,在Filecoin主网临近之时,能够看到可以与其相互促进或是加速的项目,还是很欣慰。也希望未来几个月,这两个项目上线之后,都能够有好的表现,把区块链服务实体社会的梦想,再次拉近一步。

——End——

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