IPNS 是构建在 IPFS 之上的一套依赖 PKI的命名空间系统(namespace sytem， KV 存储空间)，其中 Key 是公钥，值是经过私钥签名的新值，所以网络中的其它节点可以根据公钥就能进行内容验证（防伪造）。

为什么需要 IPNS

众所周知，我们可以通过 /ipfs/QmS4ust... 方式来访问一个对象，但由于 IPFS Hash 与内容一一对应（如果内容发生改变，Hash 值也会随之改变），所以我们访问新内容的时候需要知道新的 Hash， 这显然不够友好，那么我们是否可以通过一个固定的 Hash 来访问不同版本的内容呢？

要实现上述功能，我们可以使用 IPNS，下面我们就来看看实际的例子。

IPNS 示例

  • 添加内容
$ echo "hello, this IPNS example" > ipns.txt

$ ipfs add ipns.txt
added QmeVuuv7disk9Ri6n3QtTUCEW462UPZe3iWYFVNWNQwYxr ipns.txt
  • 发布到 IPNS 中
$ ipfs name publish /ipfs/QmeVuuv7disk9Ri6n3QtTUCEW462UPZe3iWYFVNWNQwYxr
Published to QmbhgXW9LBpTcpEUerXTuoNZNd4AeHuEkb6iKx67KwSd9p: /ipfs/QmeVuuv7disk9Ri6n3QtTUCEW462UPZe3iWYFVNWNQwYxr
  • 通过 IPNS 查询访问内容
$ ipfs cat /ipns/QmbhgXW9LBpTcpEUerXTuoNZNd4AeHuEkb6iKx67KwSd9p
hello, this IPNS example
  • 修改内容，重复上述步骤
# 在 ipns.text 文件追加内容
$ echo "hello, this IPNS example" >> ipns.txt

# 将新文件添加到 IPFS 网络
$ ipfs add ipns.txt
added Qmak4GvXptsAwXLFnnSfLLhpv4PLNHPRgruueKeVTUFnXP ipns.txt

# 向网络发布最新的值
$ ipfs name publish Qmak4GvXptsAwXLFnnSfLLhpv4PLNHPRgruueKeVTUFnXP
Published to QmbhgXW9LBpTcpEUerXTuoNZNd4AeHuEkb6iKx67KwSd9p: /ipfs/Qmak4GvXptsAwXLFnnSfLLhpv4PLNHPRgruueKeVTUFnXP

#通过固定的 IPNS Key 查询最新的值
$ ipfs cat /ipns/QmbhgXW9LBpTcpEUerXTuoNZNd4AeHuEkb6iKx67KwSd9p
hello, this IPNS example
hello, this IPNS example

在上面的例子中，我们使用相同的 Key 先后映射 ipns.txt 文件的两个不同版本，而且使用 /ipns/KEY 的方式来获取对应内容。

它就像一个指针，固定的 Key 指向了一个具体的内容。

IPNS 高级指南

  • 本地 KPI 列表
$ ipfs key list 
self

默认使用 节点的 ID 作为 Key，并且标记为 self。

  • 新增KPI密钥对
$ ipfs key gen ipns-example --type=rsa --size=2048
QmVsHo1xo32utEr8rsj3sjfx78WikZZ6sWGGNJTRFZu3jV

# 再次查看可以查看到新建的 `ipns-example` 
$ ipfs key list 
self
ipns-example
  • 选择特定的 Key 来发布内容
$ ipfs name publish --key=ipns-example Qmak4GvXptsAwXLFnnSfLLhpv4PLNHPRgruueKeVTUFnXP
Published to QmVsHo1xo32utEr8rsj3sjfx78WikZZ6sWGGNJTRFZu3jV: /ipfs/Qmak4GvXptsAwXLFnnSfLLhpv4PLNHPRgruueKeVTUFnXP

# 使用新 Key 查询内容
$ ipfs cat /ipns/QmVsHo1xo32utEr8rsj3sjfx78WikZZ6sWGGNJTRFZu3jV
hello, this IPNS example
hello, this IPNS example
  • 查询某个 Key 的映射内容（版本）
$ ipfs name resolve QmbhgXW9LBpTcpEUerXTuoNZNd4AeHuEkb6iKx67KwSd9p
/ipfs/Qmak4GvXptsAwXLFnnSfLLhpv4PLNHPRgruueKeVTUFnXP

我们可以通过创建多个 Key，每个 Key 映射一个目录，从而实现分组需求，可以用这个功能来实现单个节点托管多个静态网站。

IPNS 实现原理

IPNS 本质是一个KV存储，当我们知道 Key 的时候，能够在 IPFS 网络中快速查询到对应的 Value，要实现这一步， IPFS 网络中就要存储这个 KV 映射信息，那 IPFS 是如何来实现的呢？

实现原理大致如图：

ipns.jpg

具体如下：

  1. 通过 ipfs name publish 发布内容时候，IPFS 节点会先将 KV 数据存储到本地的 LevelDB 中，其中 Key 的格式类似 ipns/Qmxxx，默认存储时间为 24h，不过可以通过 -t 参数来设置。
  2. 在本地 DHT Table 中寻找特定数量的相邻节点，寻找的过程为首先通过 Key 与 Peer 节点 ID 进行 XOR 计算，找到对应桶中的节点。
  3. 相邻节点收到发布的内容后，会做签名验证验证，然后存储到本地的 LevelDB 中，这步与 1 相同。
  4. 当其它节点拿到 IPNS 的 Key 的时候，可以获取与 Key 相邻的节点，与第2步的相邻节点相似，然后向它们请求该 Key 的内容。
  5. 相邻节点单收到 Key 查询请求的时候，会检查本地 LevelDB 是否包含该 Key，如果包含，返回其内容，否则返回空。
  6. 根据解析到的 Key 对应的具体内容ID来进行内容交换。

Q&A

a. 默认发布的 Key 过期问题？

可以通过定期 public 或者通过 -t 参数设置较长时间周期。

b. 如何保证存储的可靠性？

节点会向多节邻居发布映射关系，从而在部分节点下线的时候，也能在网络中查询到结果。

c. 数据一致性问题？

当邻居节点已经存储当前最新发布信息，此时下线，那么新的发布信息将丢失，从而导致本地存储的信息过期，当该节点重新上线后，当有节点来向它查询的时候，将会返回旧的结果。