區(qū)塊鏈中最早的數(shù)據(jù)交換協(xié)議當(dāng)屬BitTorrent，這也是大多數(shù)區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)交流的基礎(chǔ)協(xié)議，當(dāng)然IPFS也必須需要能實(shí)現(xiàn)p2p的數(shù)據(jù)交換協(xié)議，IPFS在BitTorrent的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了自己BitSwap協(xié)議，該協(xié)議具體在IPFS節(jié)點(diǎn)之間如何運(yùn)用呢？本文將詳細(xì)介紹。

何為BitSwap協(xié)議？

BitSwap協(xié)議的定義是IPFS網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)塊交換方式的基礎(chǔ)協(xié)議，它是一個(gè)基于統(tǒng)一格式的消息對(duì)等協(xié)議，有別于request/response方式。簡(jiǎn)單點(diǎn)來說就是在IPFS節(jié)點(diǎn)中交換信息，其請(qǐng)求和響應(yīng)的消息都使用同一類型的消息包。也就是在IPFS網(wǎng)絡(luò)中所有的Peers（節(jié)點(diǎn)身份）都是對(duì)等節(jié)點(diǎn)，不存在BitTorrent中那樣的Tracker服務(wù)器，所以通信方式更加簡(jiǎn)單。

不僅如此BitSwap協(xié)議清晰的定義了如何請(qǐng)求數(shù)據(jù)、如何發(fā)送數(shù)據(jù)、向誰發(fā)送數(shù)據(jù)等策略，并且每個(gè)節(jié)點(diǎn)都允許擁有自己的策略，將其作為數(shù)據(jù)交換的核心模塊，BitSwap協(xié)議還使用一些預(yù)期設(shè)定好的激勵(lì)機(jī)制來促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的流動(dòng)，通過一個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)之間的傳輸記錄交易賬本來達(dá)到互惠的目的，讓參與的節(jié)點(diǎn)有收益。

Bitswap 的工作原理？

大家都知道IPFS將文件分成稱為塊的塊，并且由內(nèi)容標(biāo)識(shí)符（CID （打開新窗口））。當(dāng)節(jié)點(diǎn)想要運(yùn)行Bitswap協(xié)議想要獲取文件，他們會(huì)向其他對(duì)等方發(fā)送“想要的列表”。“想要列表”是對(duì)等方想要接收的塊的CID列表。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都會(huì)記住它的對(duì)等方想要哪些塊，并且每次節(jié)點(diǎn)收到一個(gè)塊時(shí)，它都會(huì)檢查是否有任何對(duì)等方想要該塊并將其發(fā)送給他們。簡(jiǎn)單點(diǎn)就是摸清楚每個(gè)節(jié)點(diǎn)的需求是什么，再就是其節(jié)點(diǎn)有哪些文件。

而為了找出哪些對(duì)等點(diǎn)擁有構(gòu)成文件的塊，Bitswap節(jié)點(diǎn)首先向它所連接的所有對(duì)等點(diǎn)發(fā)送對(duì)根塊 CID 的需求。如果節(jié)點(diǎn)沒有區(qū)塊，節(jié)點(diǎn)將會(huì)查詢分布式哈希表（DHT）詢問誰擁有根塊。任何以根塊響應(yīng)的對(duì)等點(diǎn)都被添加到會(huì)話中。之后Bitswap只向會(huì)話中的對(duì)等方發(fā)送請(qǐng)求，以免請(qǐng)求淹沒網(wǎng)絡(luò)。簡(jiǎn)單來說就是起到一個(gè)尋找的功能，大家可以看成內(nèi)容尋址，就是文件如果沒有切分成塊給多個(gè)節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)，那就只有最初存儲(chǔ)文件的節(jié)點(diǎn)有，其節(jié)點(diǎn)就是根塊存儲(chǔ)所在。

這就是Bitswap協(xié)議的主要功能，其功能還有幾個(gè)重要的策略體系：

BitSwap信用體系：上面說了BitSwap協(xié)議會(huì)有激勵(lì)獎(jiǎng)勵(lì)，這正是為了節(jié)點(diǎn)去樂于分享或交換數(shù)據(jù)。其信用體系可以用“有借有還，再借不難”八個(gè)字概括，定義來說就是發(fā)送給其他節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)可以增加信用值，從其他節(jié)點(diǎn)接受數(shù)據(jù)降低信用值，說白了就是要分享出去，不要只接受。一個(gè)節(jié)點(diǎn)如果只接收數(shù)據(jù)而不分享數(shù)據(jù)，信用值就會(huì)降得很低而被其他節(jié)點(diǎn)忽略掉。

BitSwap策略：根據(jù)信用體系，BitSwap可以采取不同的策略來實(shí)現(xiàn)，每一種策略（大家可以詳細(xì)去官網(wǎng)查閱）都會(huì)對(duì)系統(tǒng)的整體性能產(chǎn)生不同的影響。不過其目的都是為了：節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)交換的整體性能和效率最高，阻止“吃白食”的現(xiàn)象；就是不能夠只下載數(shù)據(jù)不上傳數(shù)據(jù)；可以有效的防止一些攻擊行為(比如：女巫攻擊)；對(duì)信任節(jié)點(diǎn)建立寬松機(jī)制節(jié)點(diǎn)等等。

BitSwap賬單：BitSwap節(jié)點(diǎn)會(huì)記錄下來和其他節(jié)點(diǎn)通信的賬單（數(shù)據(jù)收發(fā)），可以保持節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)交換的歷史和防止篡改。當(dāng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間建立連接的時(shí)候，BitSwap會(huì)相互交換賬單信息，如果賬單不匹配，則清除重新記賬。惡意節(jié)點(diǎn)可能會(huì)故意“丟失”賬單，以希望清除掉自己的債務(wù)。其它交互節(jié)點(diǎn)會(huì)把這些都記下來，如果總是發(fā)生，節(jié)點(diǎn)就會(huì)被拒絕。

總體來說Bitswap協(xié)議強(qiáng)調(diào)的是節(jié)點(diǎn)之間的交換，并制定了一些信用或規(guī)則來讓每一個(gè)節(jié)點(diǎn)去分享文件，去分享數(shù)據(jù)，而不是只接受文件，如果有這樣的節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)，最終會(huì)被系統(tǒng)給孤立。而且相比較BitTorrent協(xié)議在IPFS網(wǎng)絡(luò)中使用 Bitswap 協(xié)議獲取數(shù)據(jù)塊一個(gè)最大的特點(diǎn)是，請(qǐng)求的數(shù)據(jù)塊是跨文件的，任何類型的數(shù)據(jù)塊，只要其哈希值一樣，都可以拿為己用，一個(gè)Peer Swarm對(duì)應(yīng)的是整個(gè)IPFS網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)，因此所有的數(shù)據(jù)塊都可以被用來使用，實(shí)現(xiàn)真正的跨文件數(shù)據(jù)交換，這也是Bitswap協(xié)議的特點(diǎn)。