Що таке міжпланетний файл (IPFS)?

🔹 IPFS — це протокол гіпермедійного сервера, який використовується для спільного використання та зберігання даних.

🔹 IPFS означає InterPlanetary File System, яка використовує адресацію вмісту, а не доступ до даних і файлів на основі розташування.

🔹 Відповідний вміст ідентифікується за допомогою криптографічного хешу для отримання вмісту з різних джерел.

🔹 Щоразу, коли вміст оновлюється новими матеріалами, створюється новий файл із власним новим хешем, при цьому IPFS зберігає попередню версію.






Вступ


Інтернет складається з тонн за тоннами даних. Від відео TikTok до потоків на YouTube, фотографій в Instagram, дописів у Facebook, сторінок у Вікіпедії та безперервних квінтильйонів байтів даних, які щодня обмінюються в Інтернеті, виникає запитання, де ми зберігаємо всі ці дані?

Процес зберігання даних, який використовує Інтернет, в основному базується на сервері, який може бути фізичним або віртуальним.
Використовуються складні засоби, які називаються хмарними платформами або серверними фермами. Ці об’єкти містять тисячі пристроїв для зберігання даних і обчислювального обладнання, організованих і підключених до центрального сервера.

Користувач Інтернету, якому потрібна інформація про ці сервери, встановить HTTPS-з’єднання від свого браузера до відповідного сервера, який потім обслуговує запит на доступ, отримує відповідні дані та завантажує їх у його браузер.

Цей процес доступу до файлів шляхом підключення до серверів, які визначають їх розташування в Інтернеті, називається «адресація на основі розташування». Однак метод зберігання та доступу до даних на центральному сервері має кілька недоліків.

Інновації безнадійних систем не могли з’явитися в кращий час. Ці системи усувають потребу в значній третій стороні, і однією з таких систем є InterPlanetary File System (IPFS).


Що таке IPFS?


IPFS, скорочена форма файлової системи InterPlanetary, — це система зберігання, яка дозволяє зберігати файли та відстежувати їх версії з часом.

IPFS використовує модель розподіленої системи зберігання даних і виконує все, що й центральні сервери, але не покладається на центральну систему. Це робить його безпечнішим і стійкішим до атак, простоїв і цензури, а також забезпечує більш децентралізований Інтернет.

Створений Хуаном Бенетом і представлений у 2016 році IPFS зазнав кількох покращень. Окремі особи та організації прийняли його для обміну файлами та інформацією без перешкод.

Як працює IPFS?
IPFS працює за трьома основними принципами:

Адресація вмісту
Пов’язування вмісту за допомогою спрямованих ациклічних графів (DAG)

Виявлення вмісту за допомогою розподілених хеш-таблиць (DHT)

Ці три принципи сприяють активації екосистеми IPFS. Давайте коротко пояснимо їх один за одним:

Адресація вмісту
IPFS використовує свій Вміст для вирішення можливості ідентифікації необхідних даних за своїм Вмістом, а не за місцем їх розташування.

Наприклад, якщо ваш друг у міні-маркеті, і ви просите його взяти для вас пачку відомих м’ятних напоїв (яка, за збігом обставин, зазвичай кладеться ліворуч, найближче до касира). Це приклад адресації вмісту, оскільки ви явно запитуєте, що це таке.

З іншого боку, якби ви запитали свої монетні двори за допомогою місця розташування, ви б сказали: «Будь ласка, візьміть те, що зазвичай найближче до касира зліва, за кілька дюймів від її руки».

Якби м’ятні м’яти того дня замінили, скажімо, зубною ниткою, ваш друг не був би винен у тому, з чим він повернувся.

Такий сценарій може статися між вашим комп’ютером та Інтернетом. Наразі вміст переважно визначається за місцем розташування.

З іншого боку, кожен вміст, який використовує IPFS, має ідентифікатор вмісту (CID), тобто його хеш. Кожен хеш є унікальним для Вмісту, з якого він походить, і кожного разу, коли додаються нові дані, створюється новий файл із новим CID, тоді як попередня версія зберігається в IPFS. Це дозволяє незмінно зберігати всю історію файлу в IPFS.

Багато розподілених систем використовують адресацію вмісту через хеші для ідентифікації вмісту та зв’язування його разом. Варто зазначити, що базові структури даних у цих системах не обов’язково взаємодіють.

Ось тут проект Interplanetary Linked Data (IPLD) рятує ситуацію. IPLD надає кілька посилань на дані, і користувачам також надається можливість створювати зв’язки за допомогою фундаментальних структур даних, які можна зберігати на IPFS. Дані можуть бути уніфіковані між розподіленими системами завдяки трансляції IPLD між хеш-зв’язаними структурами даних.

Спрямовані ациклічні графи (DAG)


Розподілені системи, такі як IPFS, використовують структуру даних, яка називається спрямованими ациклічними графами (DAG). Вони використовують Merkle DAG, де кожен вузол має унікальний ідентифікатор, хеш вмісту вузла.

Хоча Merkle DAG може мати іншу структуру, IPFS використовує один, оптимізований для представлення каталогів і файлів.

Щоб створити представлення Merkle DAG вашого вмісту, IPFS часто спочатку розбиває ваш вміст на блоки. Це дозволяє об’єднувати різні частини файлу з різних джерел, що забезпечує швидшу автентифікацію.


Розподілені хеш-таблиці (DHT)


IPFS використовує розподілену хеш-таблицю (DHT), щоб визначити, які вузли мають потрібний вам вміст. Хеш-таблиця — це просто база даних ключів до відповідних значень. Розподілена хеш-таблиця — це хеш-таблиця, розділена між усіма учасниками розподіленої мережі. Щоб знайти Вміст, цих однолітків "запитують".

Отримавши підтвердження про те, які однорангові вузли зберігають блоки, що складають потрібний Вміст, ви знову використовуєте DHT, щоб визначити поточне розташування цих однорангових вузлів за допомогою процесу, який називається маршрутизацією.

Після виявлення розташування вашого Вмісту за допомогою адресації Вмісту ви готові підключитися до Вмісту та отримати його.
Коли ви отримуєте Вміст, він кешується вашим комп’ютером, і ви також стаєте постачальником цього Вмісту, доки не вирішите очистити кеш.

Якщо ви забажаєте, ви можете зберегти копію файлу та стати його постійним учасником і постачальником. Ви можете зберігати це якомога довше та з будь-яким вмістом, який ви виберете.


Переваги IPFS


1. Однорангова простота - IPFS використовує DHT або розподілену хеш-таблицю для зберігання даних. Коли користувач має хеш, він запитує однорангову мережу, який вузол містить вміст у цьому хеші, і завантажує вміст безпосередньо з цього вузла, не звертаючись до третьої сторони.

2. Підвищена безпека. Через децентралізовану природу вузлів важко вгадати, які дані зберігаються на якому вузлі IPFS.

Центральні сервери можуть легко стати мішенню хакерів для викрадення або пошкодження даних, чому можна запобігти за допомогою IPFS. Уряди також можуть легко цензурувати інформацію та інтернет-платформи, що вже впроваджується в усьому світі. Нещодавно Туреччина піддала цензурі Вікіпедію, а Нігерія заборонила соціальну мережу Twitter. Усе це стало можливим, оскільки всі вони знали, де саме знаходяться дані та куди їм потрібно націлитися.

3. Незмінність – завдяки незмінній природі IPFS можна простежити повну трансформацію та оновлення вмісту. Оскільки будь-які дії з вмістом неможливо видалити, це забезпечує високий рівень прозорості вмісту та гарантії для користувачів.


Недоліки IPFS


1. Важко налаштувати. Процес налаштування IPFS дуже технічний і вимагає певного рівня технічних знань. Це може збентежити більшість непрофесіоналів і залишити технологію обмеженою лише для технарів, обмежуючи її потенціал і популярність.

2. Дорогі в обслуговуванні. Запуск процесів IPFS на вашому комп’ютері споживає величезну кількість пропускної здатності та місця для зберігання. Зберігання копій вмісту, які будуть служити іншим шукачам, також потребує великої пропускної здатності. Без сильного економічного стимулу це може бути не привабливим або доступним для всіх.

3. Надійність даних. Можливість зберігання приватних даних не є однією з сильних сторін IPFS. Такі дані важко ефективно видалити або зрозуміло кешувати. Твердження однолітка про володіння вмістом також не перевіряється, що викликає занепокоєння щодо надійності отриманих даних.

Висновок


Кілька великих компаній, які централізовано контролюють більшість даних у світі, більше не є життєздатним варіантом, оскільки наше життя стає все більш оцифрованим.

Потрібна більш надійна та безпечна альтернатива для зберігання даних. Оскільки ми переходимо від web2 до більш децентралізованої атмосфери web3, такі технології, як IPFS, є необхідною частиною переходу.

Хоча він все ще потребує деяких оновлень тут і там, особливо в економічній частині, його здатність надавати незмінну, децентралізовану та надійну систему, яка захищає вас від цензури, втрати доступу до необхідних даних і маніпулювання даними, робить його переможцем.

Зменшення та поширення контролю, який сьогодні мають технологічні гіганти над Інтернетом і даними, що веде до більш орієнтованого на користувача та демократичного Інтернету, ставить вишеньку на торт.



Автор: М. Олатунджі, дослідник Gate.io
* Ця стаття представляє лише погляди спостерігачів і не містить інвестиційних пропозицій.
*Gate.io залишає за собою всі права на цю статтю. Повторне розміщення статті буде дозволено за умови посилання на Gate.io. У всіх інших випадках через порушення авторських прав буде вжито судовий позов.