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• • IPFS如何計算文件hash？
  • • IPFS-Multihash
    • 易用需求：Base58

IPFS如何計算文件hash？

IPFS采用了SHA2-256這個安全級別還算高的算法，對任意長度的內容，生成的HASH值長度固定，都是32個字節。

在Linux下，直接用sha256sum可以計算SHA2-256格式的HASH值：

[root@VM_0_14_centos bin]# sha256sum ipfsfile.txt e150a1ec81e8e93e1eae2c3a77e66ec6dbd6a3b460f89c1d08aecf422ee401a0 ipfsfile.txt [root@VM_0_14_centos bin]# ./ipfs add ipfsfile.txt added QmQU2gS4gZ7TpiTECjDUxdQFd9bBBEWxDxPPfhLfYHVuei ipfsfile.txt7 B / ? [---------------------------------------------------------------------------------=------] [root@VM_0_14_centos bin]#

得到的結果有64字節，其原因是因為用了十六進制的表示方式，每個字符表示4個bit，加在一起就是256bit，也就是32字節。

但在IPFS中，并不能利用上面得到的SHA2-256結果，去確定文件地址，因為IPFS還有一些額外的因素需要考慮。
我們把 ipfsfile.txt 加入到IPFS中，除了正文里面的 123456 幾個字符之外，IPFS還會添加一些元數據。
通過如下命令我們可以看到IPFSF里面到底存放了什么內容：

[root@VM_0_14_centos bin]# ./ipfs object get QmQU2gS4gZ7TpiTECjDUxdQFd9bBBEWxDxPPfhLfYHVuei {"Links":[],"Data":"\u0008\u0002\u0012\u0007123456\n\u0018\u0007"} [root@VM_0_14_centos bin]#

返回的是一個JSON格式的字符串，Data顯示了具體的內容。可見在文件的原始內容之外，添加了一些其他的數據。** IPFS會把文件數據以unixfs這種格式保存，可以認為，它是IPFS的核心數據結構MerkleDAG的一個表現方式。 **

我們可以通過獲取IPFS的原始格式的數據，來計算正確的HASH值。IPFS保存的內容會被分成許多塊（block），本例的文件因為比較小，一個塊就可以保存。
所以，我們可以用如下的命令直接獲取IPFS block的內容：

[root@VM_0_14_centos bin]# ./ipfs block get QmQU2gS4gZ7TpiTECjDUxdQFd9bBBEWxDxPPfhLfYHVuei | sha256sum 1f9b484934c481946f11af0d87f8c04603fa8bfa6b8589185edf506c1e1cb09b - [root@VM_0_14_centos bin]#

該block的HASH值用十六進制數表示為：1f9b484934c481946f11af0d87f8c04603fa8bfa6b8589185edf506c1e1cb09b 。它也就是IPFS用特定格式保存文件之后的HASH值。

是否用該HASH值就能得到我們通常看到的IPFS文件的HASH值？好像不是那么回事，因為我們看到的文件HASH值都是以Qm開頭的，顯然在這里對不上號。這就涉及到另外一個話題——動態選擇HASH算法的設計。

IPFS-Multihash

【推薦】官方：https://github.com/multiformats/multihash

雖然現在SHA2-256還比較安全，但隨著科技的發展，說不定哪天就突然有人宣布，可以破解它呢？那自然需要采用更先進的算法。但IPFS的協議制定好了，也不能隨便改。怎么辦呢？雖然現在用的是SHA2-256，但可以宣稱我支持多種HASH算法，到時候升級算法即可，但不會有大的架構改動。

于是，IPFS采用了multihash這種簡單的HASH表示方式，支持多種HASH算法。如果未來修改算法，用的仍然是multihash，保證了表達方式的持續性。

multihash是一種自識別hash （Self identifying hashes）

multihash 多重哈希 遵循TLV 模式（type-length-value）。它其實就是一個字符串，由三部分組成：HASH算法編碼、HASH值的長度（字節數）、HASH 值。

SHA2-256的編碼為0x12，其HASH摘要長度為32字節（十六進制數為0x20）。把1220加到前面所得HASH值的開頭，我們得到本例文件的multihash編碼（十六機制）：

12201f9b484934c481946f11af0d87f8c04603fa8bfa6b8589185edf506c1e1cb09b

官方sha-256 格式demo：
總結：我們把 ipfsfile.txt 加入到IPFS中，除了正文里面的 xxx 幾個字符之外，IPFS還會添加一些元數據。然后對這個添加元數據的文件進行了sha256sum，然后再multihash 規則（前面加1120），文件的multihash編碼（十六機制）。

易用需求：Base58

【推薦】官網：https://github.com/keis/base58

但這個HASH值顯然也不是我們看到的內容。那是怎么回事呢？它太長了，一堆數字讀起來也不容易，所以需要再進行編碼，壓縮其長度，且容易被傳播。為此，IPFS采用了Base58這種編碼。

Base58最早被比特幣采用，如今在區塊鏈項目中非常流行，經常用于表示錢包地址。做過開發的朋友可能比較了解Base64這種編碼，能把任意二進制內容轉換成方便軟件查看的可讀字符。

但Base64有一些缺點，就是某些字符不和諧，比如，O和0容易混淆，+和/等符號，很容易讓人把一個完整的字符串認為是兩個不同的字符串，形成閱讀上的障礙。有時候我們用鼠標一點，想自動選中整個字符串，卻因為這些符號的干擾，導致選擇操作沒有那么高效。因此，就誕生了Base58這種編碼。

設計Base58主要的目的是：

• 避免混淆。在某些字體下，數字0和字母大寫O，以及字母大寫I和字母小寫l會非常相似。
• 不使用"+“和”/"的原因是非字母或數字的字符串作為帳號較難被接受。
• 沒有標點符號，通常不會被從中間分行。
• 大部分的軟件支持雙擊選擇整個字符串。

Base58的代碼非常簡單，查看官網https://github.com/keis/base58

python安裝模塊 base58 進行驗證

pip install base58

[root@VM_0_14_centos ~]# python Python 2.7.5 (default, Aug 7 2019, 00:51:29) [GCC 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-39)] on linux2 Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information. >>> import base58 >>> base58.b58encode_int(int("12201f9b484934c481946f11af0d87f8c04603fa8bfa6b8589185edf506c1e1cb09b", 16)) 'QmQU2gS4gZ7TpiTECjDUxdQFd9bBBEWxDxPPfhLfYHVuei' >>>

基于前面生成的multihash 編碼(12201f9b484934c481946f11af0d87f8c04603fa8bfa6b8589185edf506c1)進行計算,得到的結果
QmQU2gS4gZ7TpiTECjDUxdQFd9bBBEWxDxPPfhLfYHVuei 正是前面我們用ipfs add命令得到的HASH值！

注意： IPFS現在的multihash值，都是以1220開頭的，按照Base58的算法，算出來的結果就都是以Qm開頭。

總結：我們把 ipfsfile.txt 加入到IPFS中，除了正文里面的 xxx 幾個字符之外，IPFS還會添加一些元數據，形成IPFS文件。然后對這個添加元數據的文件進行了sha256sum，然后再multihash 規則（前面加1120），文件的multihash編碼（十六機制）。因為這個不好記憶識別，它又用 base58對我們的 multihash 生成最終的IPFS文件的HASH值。

簡化總結為：原始數據添加元數據封裝成IPFS文件 -> 計算SHA2-256 -> 封裝成multihash -> 轉換成Base58

總結

以上是生活随笔為你收集整理的IPFS-文件HASH值计算的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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