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IPFSとは？

01 January 08:00

概要

🔹 IPFS は、データの共有と保存に使用されるハイパーメディアサーバープロトコルの一つ

🔹 IPFS は Benet3ary File System の略で、データやファイルへの位置ベースのアクセスではなく、コンテンツアドレス指定に使用するもの

🔹 関連するコンテンツは、暗号化ハッシュを使用して識別され、さまざまなソースからコンテンツを取得できる

🔹 コンテンツが新しい素材で更新されるたびに、新しいファイルが独自の新しいハッシュで作成され、IPFS は以前のバージョンを保持できる

序章

インターネットは、膨大な量のデータで構成されています。TikTok ビデオから YouTube ストリーム、Instagram の写真、Facebook の投稿、ウィキペディアのページ、そしてインターネット上で毎日共有される継続的な 100 京バイトのデータに至るまで、これらすべてのデータをどこに保存するのかという疑問が生じます。

インターネットが利用するデータストレージプロセスは、主にサーバーベースであり、物理的または仮想的のいずれかです。

クラウドプラットフォームまたはサーバーファームと呼ばれる精巧な設備が使用されます。これらの施設には、何千ものストレージと計算ハードウェアが配置され、中央サーバーに接続されています。

これらのサーバーに関する情報を必要とするインターネットユーザーは、ブラウザーから関連するサーバーへの HTTPS 接続を確立します。次に、サーバーはアクセス要求を処理し、適切なデータを取得して、ブラウザーに読み込みます。

インターネット上の場所を特定するサーバーに接続してファイルにアクセスするこのプロセスは、「ロケーションベースのアドレス指定」と呼ばれます。ただし、データを格納およびアクセスする中央サーバー方式にはいくつかの欠点があります。

トラストレスシステムの革新は、これ以上ないタイミングで実現しました。これらのシステムは重要なサードパーティの必要性を排除します。そのようなシステムの 1 つが Benet3ary File System (IPFS) です。

IPFSとは？

Benet3ary ファイルシステムの短縮形である IPFS は、ファイルを保存し、そのバージョンを経時的に追跡できるストレージシステムです。

IPFS は分散ストレージシステムモデルを使用し、中央サーバーが行うすべてのことを行いますが、中央システムに依存することはありません。これにより、より分散化されたインターネットを可能にしながら、攻撃、ダウンタイム、および検閲に対する安全性と耐性が向上します.

Juan Benet によって作成され、2016 年に導入された IPFS には、いくつかの改善が見られます。個人や組織は、ファイルや情報を障壁なく共有するためにこれを採用しています。

IPFS はどのように機能しますか?

IPFSには２つの基本原則があります。

コンテンツアドレッシング

有向非巡回グラフ (DAG) を使用したコンテンツリンク

分散ハッシュテーブル (DHT) を使用したコンテンツ検出

これら２つの原則は、IPFS エコシステムの有効化に貢献します。それらを順番に簡単に説明しましょう:

コンテンツアドレス指定

IPFS は、コンテンツアドレス指定機能を使用して、必要なデータをその場所ではなくそのコンテンツによって識別します。

たとえば、友人がコンビニエンスストアにいて、ミント飴を手に入れるように彼に言ったとします (偶然にも、通常、レジに最も近い左側に置かれています)。それが何であるかを明示的に求めているため、これはコンテンツアドレス指定の例です。

一方、場所を使用してミントを尋ねる場合は、「左のレジ係の腕から数インチのところに通常最も近いものを拾ってください」と言うでしょう。

その日にミントがたとえばデンタルフロスに置き換えられた場合でも、その間違いは友人のせいではないと言うことです。

そのシナリオは、コンピューターとインターネットの間で発生する可能性があります。現在、コンテンツは主に場所によって見つかります。

一方、IPFS を使用するすべてのコンテンツには、コンテンツ識別子 (CID)、つまりそのハッシュがあります。すべてのハッシュは元のコンテンツに固有であり、新しいデータが追加されるたびに新しいファイルが新しい CID で作成され、以前のバージョンは IPFS に保持されます。これにより、ファイルの履歴全体を IPFS に不変に保存できます。

多くの分散システムは、ハッシュによるコンテンツアドレス指定を使用して、コンテンツを識別し、それらをリンクします。これらのシステムの基本的なデータ構造は必ずしも相互運用可能ではないことに注意してください。

これは、Interplanetary Linked Data (IPLD) プロジェクトが問題を解決する場所です。IPLD はデータへのいくつかのリンクを提供し、ユーザーには、IPFS で保持できる基本的なデータ構造を使用してリンクを作成するオプションも与えられます。ハッシュリンクされたデータ構造間の IPLD の変換により、分散システム間でデータを統合できます。

有向非巡回グラフ (DAG)

IPFS のような分散システムは、有向非巡回グラフ (DAG) と呼ばれるデータ構造を使用します。それらは、各ノードがノードのコンテンツのハッシュである一意の識別子を持つ Merkle DAG を使用します。

Merkle DAG は異なる構造にすることができますが、IPFS はディレクトリとファイルを表すために最適化されたものを使用します。

コンテンツの Merkle DAG 表現を構築するために、IPFS は最初にコンテンツをブロックに分割することがよくあります。これにより、さまざまなソースからのファイルのさまざまな部分をまとめることができ、より迅速な認証が可能になります。

分散ハッシュテーブル (DHT)

IPFS は、分散ハッシュテーブル (DHT) を使用して、探しているコンテンツを所有しているピアを見つけます。ハッシュテーブルは、関連する値へのキーの単なるデータベースです。分散ハッシュテーブルは、分散ネットワークに参加しているすべてのピアに分割されたハッシュテーブルです。コンテンツを見つけるために、それらのピアは「尋ねられます」。

探しているコンテンツを構成するブロックをどのピアが保存しているかの確認を受け取ったら、再び DHT を使用して、ルーティングと呼ばれるプロセスを通じてそれらのピアの現在の場所を発見します。

コンテンツアドレッシングを使用してコンテンツの場所を発見したら、コンテンツに接続して取得する準備が整います。

コンテンツを取得すると、それはコンピューターによってキャッシュされ、キャッシュを消去することを決定するまで、そのコンテンツのプロバイダーにもなります。

必要に応じて、ファイルのコピーを保存し、永続的な寄稿者および提供者になることを選択できます。これは、選択したコンテンツと一緒に、可能な限り長く保持できます。

IPFSのメリット

1 ピアツーピアのシンプルさ

IPFS は、DHT (分散ハッシュテーブル) を使用してデータを保存します。ユーザーがハッシュを持っている場合、ユーザーはそのハッシュにコンテンツが含まれるノードをピアネットワークに尋ね、第三者に頼らずにそのノードからコンテンツを直接ダウンロードします。

2 安全性の向上

ノードの分散型の性質により、IPFS のどのノードにどのデータが保存されているかを推測するのは困難です。

中央サーバーはハッカーの標的になりやすく、データを盗んだり破損したりする可能性がありますが、これは IPFS で防ぐことができます。政府は、情報やインターネットプラットフォームを簡単に検閲することもできます。これは、世界中ですでに行われている行為です。少し前に、トルコはウィキペディアを検閲し、ナイジェリアはソーシャルメディアプラットフォームのツイッターを禁止しました。これらすべてが可能だったのは、データがどこにあり、どこをターゲットにする必要があるかをすべて知っていたからです。

3 不変性

IPFS の不変の性質により、コンテンツの完全な変換とアップグレードを追跡できます。コンテンツに対するアクションはすべて削除できないため、コンテンツに高いレベルの透明性とユーザーへの保証を提供します。

IPFSのデメリット

1 セットアップが難しい

IPFS のセットアップに関連するプロセスは非常に技術的であり、従うには一定レベルの技術的知識が必要です。これはほとんどの一般の人々を落胆させ、テクノロジーを技術者だけに制限し、その可能性と人気を制限する可能性があります.

2 維持費がかかる

コンピュータで IPFS プロセスを実行すると、大量の帯域幅とストレージスペースが消費されます。他のシーカーに役立つコンテンツのコピーを保存するには、多くの帯域幅も必要です。強力な経済的インセンティブがなければ、これは魅力的ではないか、すべての人にとって手頃な価格ではないかもしれません.

3 データの信頼性

プライベートデータのストレージを有効にすることは、IPFS の強みの 1 つではありません。このようなデータは、効率的に重複除外したり、わかりやすくキャッシュすることが困難です。ピアがコンテンツを所有しているという主張も検証されず、取得時のデータの信頼性に懸念が生じます。

結論

私たちの生活のデジタル化がますます進む中、少数の大企業が世界のほとんどのデータを集中管理することは、もはや現実的な選択肢ではありません。

より信頼性が高く安全なデータストレージの代替手段が必要です。web2 からより分散化された web3 の雰囲気に移行するにつれて、IPFS のようなテクノロジーは移行の必要な部分です。

あちこちで、特に経済面でまだいくつかのアップグレードが必要ですが、検閲、必要なデータへのアクセスの喪失、およびデータ操作からユーザーを保護する、不変で分散化された信頼性の高いシステムを提供する能力により、勝者になります。

今日のインターネットとデータに対する制御技術の巨人の削減と分散は、よりユーザー中心で民主的なインターネットにつながり、より大事な手段となっていきます。

著者：Gate.ioの研究者M. Olatunji

翻訳者：AkihitoY.

免責事項：

*この記事は研究者の意見を表すものであり、取引に関するアドバイスを構成するものではありません。

*本記事の内容はオリジナルであり、著作権はGate.ioに帰属します。転載が必要な場合は、作者と出典を明記してください。そうでない場合は法的責任を負います。

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