CN113434094A - 一种基于ipfs的数据文件存储提取方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于IPFS的数据文件存储提取方法,所述存储提取方法包含以下步骤:客户端进行节点验证,客户端进行文件上传;上传时将文件到IPFS的仓库中,对文件进行预处理后,建立索引,替换原有文件生成默克尔DAG的结构,组成分布式哈希表;在读取文件时,首先客户端进行节点验证;进行关键字索引查找,查找默克尔DAG的结构数字内容;数字内容再次替换为原有文件的内容。该基于IPFS的数据文件存储提取方法,允许所有节点随意接入,已接入IPFS网络的节点可以自由查找内容,将IPFS私有网络打造成高可用存储系统,也可以用来提高IPFS的稳定性,其分布式存储的特点,很容易进行存储的动态扩容,可以通过结合节点认证机制和DHT查找内容的剥离。
Description
技术领域
本发明涉及信息存储和提取技术领域,具体为一种基于IPFS的数据文件存储提取方法。
背景技术
星际文件系统(InterPlanetaryFileSystem,简称IPFS)是一个面向全球的、点对点的分布式文件存储协议,其定义了文件在分布式系统中如何存储、索引和传输,用于存储和访问文件、网站、应用和数据;
IPFS创造了一个点对点的分布式文件系统,升级了现有的网络结构,实现了真正意义上的去中心化存储。IPFS为解决数据的规模量级不断提高,提供了一个去中心化的优良存储方案,它在满足海量数据存储需求的同时,还可以有效的进行数据的共享。每一个上传到IPFS存储的文件,都会有一个唯一的文件标识符。
IPFS是一个去中心化的按内容寻址的分布式存储系统,非常符合当下流下的分布式存储的新兴场景需求。IPFS提供的基于内容寻址的对等超媒体分发协议(分布式哈希表DHT),通过DHT,大量节点保存有种子及数据源节点信息,一个节点挂掉,还可以从其他节点获取这个种子及数据源信息,然后和对应节点建立连接传输数据;
IPFS结合了DHT、Merkle DAG、版本控制Git、自验证系统SFS,在点对点网络进行去中心化的数据存储和交换,可以由用户自主设置数据访问和读写权限而不依赖信任主体,上传到IPFS上的数据不可更改,数据变更将生成新的IPFS对象,并链接到之前的对象版本,这种基于Git的版本管理可以很方便追踪数据更新情况;
因此,我们提出一种基于IPFS的数据文件存储提取方法,以便于解决上述中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于IPFS的数据文件存储提取方法,具有允许所有节点随意接入,已接入IPFS网络的节点可以自由查找内容,其分布式存储的特点,很容易进行存储的动态扩容,可以通过结合节点认证机制和DHT查找内容的剥离的特点。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种基于IPFS的数据文件存储提取方法,所述存储提取方法包含以下步骤:
步骤一:客户端通过自验证系统(SFS)进行节点验证,客户端利用接入IPFS公链节点连接至IPFS公链,进行文件上传;
步骤二:上传时将文件添加到IPFS的仓库中,通过数据规则对文件进行预处理后,建立索引,替换原有文件生成默克尔DAG的结构,组成分布式哈希表;
步骤三:在IPFS系统中读取文件时,首先客户端通过自验证系统(SFS)进行节点验证;
步骤四:进行关键字索引查找,查找默克尔DAG的结构数字内容;
步骤五:根据默克尔DAG的结构数字内容再次替换为原有文件的内容,得到完整文件。
进一步的,所述步骤一中客户端IPFS公链节点内置智能合约进行客户数据的新增、查询、同步。
进一步的,所述步骤二中生成默克尔DAG的结构包括有两种Layout:balanced和trickle,默认为balanced结构。
进一步的,所述默克尔DAG的结构生成时首先生成root作为根节点,然后将文件分割,默认按照256KB大小读取一个chunk,生成叶子节点,依次生成node1,node2,root节点会有Link指向挂在root节点的叶子节点node1和node2;root节点下面能够Link的叶子节点数量是有限的,IPFS中默认设置的是174个(定义的Link的总的大小是8KB,每个Link的大小是34+8+5【sha256 multihash+size+no name+protobuf framing】,默认的Link的个数为8192/47约等于174)。
进一步的,所述Link的个数超过174个后则会新创建一个new root节点,并Link到old root,且新的chunk作为node3(第175个节点)被new root直接Link。
进一步的,所述新的chunk继续添加时,则会生成node34作为node3和node4的父节点,且node34含有两个Link分别链接到node3和node4,从而转化为Merkle DAG(默克尔DAG)的结构。
进一步的,所述步骤四中在客户端通过自验证系统(SFS)进行节点验证进行登录后,通过关键字索引,依次查找bucket(IPFS文件系统的目录)和Object(IPFS文件系统的文件)。
进一步的,所述文件查找完成后,输入文件生产的Keys(IPFS的CID),且IPFS节点系统通过数据规则进行文件内容替换,而后对文件下载获得完整的原有文件。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:该基于IPFS的数据文件存储提取方法,允许所有节点随意接入,已接入IPFS网络的节点可以自由查找内容,将IPFS私有网络打造成高可用存储系统,也可以用来提高IPFS的稳定性,其分布式存储的特点,很容易进行存储的动态扩容,可以通过结合节点认证机制和DHT查找内容的剥离。
附图说明
图1为本发明工作流程示意图;
图2为本发明叶子节点生成流程示意图;
图3为本发明超过174个叶子节点写入流程示意图;
图4为本发明新的chunk添加写入流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4,本发明提供技术方案:一种基于IPFS的数据文件存储提取方法,存储提取方法包含以下步骤:
步骤一:客户端通过自验证系统(SFS)进行节点验证,客户端利用接入IPFS公链节点连接至IPFS公链,进行文件上传,同时客户端IPFS公链节点内置智能合约进行客户数据的新增、查询、同步;
步骤二:上传时将文件添加到IPFS的仓库中,通过数据规则对文件进行预处理后,建立索引,替换原有文件生成默克尔DAG的结构,组成分布式哈希表,生成默克尔DAG的结构包括有两种Layout:balanced和trickle,默认为balanced结构;
进一步的,默克尔DAG的结构生成时首先生成root作为根节点,然后将文件分割,默认按照256KB大小读取一个chunk,生成叶子节点,依次生成node1,node2,root节点会有Link指向挂在root节点的叶子节点node1和node2。root节点下面能够Link的叶子节点数量是有限的,IPFS中默认设置的是174个(定义的Link的总的大小是8KB,每个Link的大小是34+8+5【sha256 multihash+size+no name+protobuf framing】,默认的Link的个数为8192/47约等于174)。
进一步的,Link的个数超过174个后则会新创建一个new root节点,并Link到oldroot,且新的chunk作为node3(第175个节点)被new root直接Link。
进一步的,新的chunk继续添加时,则会生成node34作为node3和node4的父节点,且node34含有两个Link分别链接到node3和node4,从而转化为Merkle DAG(默克尔DAG)的结构。
步骤三:在IPFS系统中读取文件时,首先客户端通过自验证系统(SFS)进行节点验证;
步骤四:进行关键字索引查找,查找默克尔DAG的结构数字内容,在客户端通过自验证系统(SFS)进行节点验证进行登录后,通过关键字索引,依次查找bucket(IPFS文件系统的目录)和Object(IPFS文件系统的文件);
步骤五:文件查找完成后,输入文件生产的Keys(IPFS的CID),且IPFS节点系统通过数据规则进行文件内容替换,而后对文件下载获得完整的原有文件,根据默克尔DAG的结构数字内容再次替换为原有文件的内容,得到完整文件。
本申请所提供的实施例中,应该理解到,所揭露的装置以及方法,也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,附图中的流程图以及框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法以及计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能以及操作。在这点上,流程图或者框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或者代码的一部分,模块、程序段或者代码的一部分包含一个或者多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现方式中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个连续的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图以及/或者流程图中的每个方框、以及框图以及/或者流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或者动作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外,在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分,也可以是各个模块单独存在,也可以两个或者两个以上模块集成形成一个独立的部分。
功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或者使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或者部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM,RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是,在本文中,诸如第一以及第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或者操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或者操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改以及变化。凡在本申请的精神以及原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到:相似的标号以及字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义以及解释。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或者替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种基于IPFS的数据文件存储提取方法,其特征在于,所述存储提取方法包含以下步骤:
步骤一:客户端通过自验证系统(SFS)进行节点验证,客户端利用接入IPFS公链节点连接至IPFS公链,进行文件上传;
步骤二:上传时将文件添加到IPFS的仓库中,通过数据规则对文件进行预处理后,建立索引,替换原有文件生成默克尔DAG的结构,组成分布式哈希表;
步骤三:在IPFS系统中读取文件时,首先客户端通过自验证系统(SFS)进行节点验证;
步骤四:进行关键字索引查找,查找默克尔DAG的结构数字内容;
步骤五:根据默克尔DAG的结构数字内容再次替换为原有文件的内容,得到完整文件。
2.根据权利要求1所述的一种基于IPFS的数据文件存储提取方法,其特征在于:所述步骤一中客户端IPFS公链节点内置智能合约进行客户数据的新增、查询、同步。
3.根据权利要求1所述的一种基于IPFS的数据文件存储提取方法,其特征在于:所述步骤二中生成默克尔DAG的结构包括有两种Layout:balanced和trickle,默认为balanced结构。
4.根据权利要求3所述的一种基于IPFS的数据文件存储提取方法,其特征在于:所述默克尔DAG的结构生成时首先生成root作为根节点,然后将文件分割,默认按照256KB大小读取一个chunk,生成叶子节点,依次生成node1,node2,root节点会有Link指向挂在root节点的叶子节点node1和node2;root节点下面能够Link的叶子节点数量是有限的,IPFS中默认设置的是174个(定义的Link的总的大小是8KB,每个Link的大小是34+8+5【sha256multihash+size+noname+protobufframing】,默认的Link的个数为8192/47约等于174)。
5.根据权利要求4所述的一种基于IPFS的数据文件存储提取方法,其特征在于:所述Link的个数超过174个后则会新创建一个newroot节点,并Link到oldroot,且新的chunk作为node3(第175个节点)被newroot直接Link。
6.根据权利要求4所述的一种基于IPFS的数据文件存储提取方法,其特征在于:所述新的chunk继续添加时,则会生成node34作为node3和node4的父节点,且node34含有两个Link分别链接到node3和node4,从而转化为MerkleDAG(默克尔DAG)的结构。
7.根据权利要求1所述的一种基于IPFS的数据文件存储提取方法,其特征在于:所述步骤四中在客户端通过自验证系统(SFS)进行节点验证进行登录后,通过关键字索引,依次查找bucket(IPFS文件系统的目录)和Object(IPFS文件系统的文件)。
8.根据权利要求7所述的一种基于IPFS的数据文件存储提取方法,其特征在于:所述文件查找完成后,输入文件生产的Keys(IPFS的CID),且IPFS节点系统通过数据规则进行文件内容替换,而后对文件下载获得完整的原有文件。
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