星际云存

上篇文章中，我们介绍了IPLD，了解了它被用于构建区块链数据结构，定义数据，给数据建模。今天，我们来了解下协议实验室的另一个项目——libp2p。

libp2p官方的定义是，一个模块化的网络堆栈和库，可以用于开发p2p网络应用程序。

单看这个概念可能会让人一头雾水，让我们一步一步来。p2p（peer-to-peer）你应该有所耳闻，即点对点技术，是去中心服务器、依靠用户群（peers）交换信息的互联网体系，可以降低中心化网络传输中的风险。

过去的bitTorrent，eMule等就是早期p2p在音视频领域的应用案例，当时，作用主要是为了在带宽有限的情况下提升下载速度和播放体验。还有许多即时通讯（如Skype）应用程序也大量使用了p2p的技术，以提供通讯效率。后来p2p再次出现在人们视野中，就是在区块链领域了，它成为了构建区块链领域的基础技术。

简单举个例子——不管在哪个领域，所有使用p2p技术的应用程序都需要解决的问题之一是可发现性，两个或多个对等点（peers）如何找到彼此并共享信息？过去，每个p2p应用程序都必须要解决这个问题，并根据各自的用例定制不同方法来实施自己的解决方案。而现实中，开发人员面对的问题往往不止这一个。

但为每种方案都设计一种p2p的过程十分繁琐，且存在许多问题，如代码过于老旧、找不到或限制性许可、已弃用的产品、无法使用未来协议升级等等，这样一来，每次需要p2p协议时，开发人员都需要从头解决这些问题，因为之前已嵌入软件包的p2p协议不可提取、重用。

于是，IPFS为了改进并简化这个步骤，提出了libp2p，旨在解决之前p2p协议不可互操的问题。这是一个用来解决上述p2p问题的一个库，有了它之后，开发者设计p2p的难度呈指数级下降——即使是一个不了解p2p核心技术的开发人员，也可以简单开发出一套p2p系统。

起初，libp2p只是IPFS的一个组件，后来从IPFS分离出来，成为一个独立的项目，它现在能在完全不依赖IPFS的前提下进一步发展自己的生态系统和社区，而IPFS则成为了其众多用户之一。

在文章开头的定义中，还提到了一个词——模块化（modular），这是强调将计算机程序的功能分离成独立的、可相互改变的“模块”（module）的软件设计技术。其中这些模块构成了libp2p网络堆栈：

你可以将这些模块想象成乐高拼图。用户可以选择他们需要的部分，根据自身情况进行编程，每个部分都有明确的接口，可以快速实现互操作性和升级。

libp2p的模块具体可以解决哪些问题呢？

1 传输（transport）。libp2p的基础是传输层，负责从一个点到另一个点的实际传输和接收数据。今天的跨网络发送数据的方法有很多，一些正在开发中，一些有待设计。libp2p提供了一个简单的界面它可以适应支持现有和未来的协议，允许libp2p应用程序在许多不同的运行时和网络环境中运行。

2 身份（Identity）。libp2p使用公钥密码学作为对等身份的基础，它给每个对等点一个全球唯一的“名称”，形式为PeerId. 其次，PeerId允许任何人检索已识别对等方的公钥，从而实现对等方之间的安全通信。

3 安全（Security）。为了防止第三方的参与，libp2p支持“升级”由传输进入安全加密的通道。该过程十分灵活，并且可以支持多种加密通信的方法。libp2p目前支持TLS 1.3和Noise语言（并非libp2p的每种语言实现都支持这两种语言）。

4 对等路由（Peer Routing）。当你想向另一个对等方发送消息时，您需要两个关键信息：他们的PeerId，以及一种在网络上定位它们以打开连接的方法。在一个对等路由系统中，一个对等点可以给人们需要的地址，或者将查询发送给另一个更有可能得到答案的对等点。

随着联系越来越多的对等点，不仅增加了找到正在寻找的对等点的机会，而且在自己的路由表中构建了更完整的网络视图，这使人们能够回答其他人的路由查询。

5 内容发现（Content Discovery）。某些系统中，人们更关心与谁交谈，而不关心他们可以提供什么。例如，我们可能想要一些特定的数据，但不关心从谁那里得到它，因为我们能够验证它的完整性。

libp2p提供了一个内容路由接口，使用相同的主要稳定实现，它在基于DHT的Kademlia对等路由中使用。

这也是Filecoin中使用的一个libp2p组件。Libp2p的PeerID被用作Filecoin存储矿工和更普遍的 Filecoin节点的ID方案。客户端查找矿工信息（如矿工地址）的一种方法是使用DHT将关联的PeerID 解析为矿工的多地址（Multiaddress）。

6 信息传递/发布订阅（Messaging / PubSub）。向其他对等点发送消息是大多数对等系统的核心，而pubsub（发布/订阅的缩写）是一种非常有用的模式，用于向感兴趣的接收者组发送消息。

libp2p定义了一个发布订阅接口用于向订阅给定“主题”的所有对等方发送消息。此外，gossipsub定义了一个可扩展的 gossip协议，这也是在Filecoin中使用的组件——Filecoin使用GossipSub在Filecoin节点之间进行消息和块传播。GossipSub的强化扩展包括许多技术，使其能够抵御各种攻击。

目前使用libp2p的项目

相信看完这些，你已经对libp2p有了系统的了解，虽然目前它只是在一部分项目中有所建树，但作为一个模块化的网络堆栈，libp2p旨在能够满足各种项目需求，未来一定会在整个web3领域发光发热，成为其不可或缺的一部分。