Co je IPFS? Meziplanetární souborový systém: Kompletní příručka pro začátečníky

IPFS je zkratka pro Interplanetary File System a je to open-source, peer-to-peer distribuovaný hypermediální protokol, jehož cílem je fungovat jako všudypřítomný souborový systém pro všechna výpočetní zařízení.

Jedná se o komplexní a vysoce ambiciózní projekt s vážnými a hlubokými dopady na budoucí vývoj a strukturu internetu, jak jej známe.

Proč IPFS a jak to začalo

Současná iterace internetu není zdaleka tak decentralizovaná, jak byla idealistická a původně vnímána. Vychází také z některých zastaralých protokolů, které vedly k nesčetným problémům. Problémy řešené IPFS se točí kolem problémů spojených s aktuálním protokolem HTTP v Internetu.

Pokud nejste obeznámeni s funkcí protokolu HTTP ve vztahu k Internetu, je to v zásadě základem datové komunikace po celém internetu. HTTP byl vynalezen v roce 1991 a byl přijat webovými prohlížeči v roce 1996 a zásadně určuje, jak se zprávy přenášejí přes internet a jak by prohlížeče měly reagovat na příkazy a servery řešit požadavky.

V zásadě se jedná o základní protokol toho, jak procházíme web a páteř protokolu paradigmatu klient-server.

HTTP vs IPFS, obrázek z MaxCDN

I když nám HTTP poskytl internet, jak jej známe dnes, zastaral a po více než 20 letech se stále více objevují převládající problémy..

Klíčové problémy vyplývající z dnešní implementace HTTP jsou výsledkem masivního nárůstu internetového provozu a výsledných stresových bodů, které byly zesíleny.

Se současnou implementací protokolu HTTP se objevily problémy, jako je následující.

• Neúčinné doručování obsahu vyplývající ze stahování souborů z jednoho serveru najednou.
• Drahé náklady na šířku pásma a duplikace souborů vedoucí k nafouknutému úložišti.
• Zvyšující se centralizace serverů a poskytovatelů vedoucí ke zvýšené internetové cenzuře.
• Křehká historie informací uložených na internetu a krátká životnost webových stránek.
• Přerušovaná připojení, která vedou k offline vývoji světa a nízké rychlosti připojení.

Seznam problémů pokračuje a není žádným překvapením, že technologie stará více než 20 let je v době technologických inovací znatelně zastaralá. IPFS poskytuje distribuovaný úložný a souborový systém, který internet potřebuje k dosažení svého skutečného potenciálu.

Místo stahování souborů z jednotlivých serverů v IPFS požádáte partnery v síti, aby vám poskytli cestu k souboru, nikoli k němu, který pochází z centrálního serveru. To umožňuje velkoobjemovou distribuci dat s vysokou účinností, historickým verzováním, odolnými sítěmi a trvalou dostupností obsahu zabezpečeného a ověřeného pomocí kryptografického hašování a distribuovaného v síti vrstevníků..

To vše zní slibně, ale jak to funguje?

Jak funguje IPFS?

V zásadě je IPFS podobný koncept jako World Wide Web, jak ho známe dnes, ale podobá se více jedinému roji BitTorrent, který si vyměňuje objekty v jediném úložišti Git.

Soubory jsou distribuovány prostřednictvím protokolu BitTorrent. Důležité je, že IPFS funguje jako druh kombinace Kodemila, BitTorrent a Git k vytvoření distribuovaného subsystému Internetu.

Konstrukce protokolu poskytuje historické verze internetu jako u Gitu. Každý soubor a všechny bloky v něm dostanou jedinečný identifikátor, kterým je kryptografický hash. Duplikáty jsou v síti odstraněny a u každého souboru je sledována historie verzí.

To vede k trvale dostupnému obsahu, kde webové stránky nezmizí z důvodu selhání serveru nebo bankrotu webového hostitele.

Jak funguje IPFS, Zdroj

Dále je tímto mechanismem zaručena autenticita obsahu a při vyhledávání souborů v zásadě žádáte síť, aby našla uzly ukládající obsah za jedinečným identifikačním hashem spojeným s tímto obsahem.

Spojení mezi uzly v IPFS mají podobu kryptografických hash, což je možné díky jeho Merkle DAG (Směrované acyklické grafy) datová architektura. Mezi výhody Merkle DAG pro IPFS patří:

• Adresování obsahu – obsah má jedinečný identifikátor, kterým je kryptografický hash souboru.
• Žádné duplikace – Soubory se stejným obsahem nelze duplikovat a uložit pouze jednou.
• Tamper Proof – Data jsou ověřována pomocí kontrolního součtu, takže pokud se hash změní, IPFS bude vědět, že s daty je manipulováno.

IPFS propojuje struktury souborů navzájem pomocí odkazů Merkle a každý soubor lze najít pomocí jmen čitelných člověkem pomocí decentralizovaného systému pojmenování s názvem IPNS.

Implementace Acyklických grafů Merkle (DAGS) je důležitá pro základní funkčnost protokolu, ale je techničtější než rozsah tohoto článku..

Máte-li zájem dozvědět se více o tomto aspektu IPFS, můžete najít mnohem podrobnější informace o IPFS Stránka Github a další informace o tom, jak zde fungují stromy Merkle.

Každý uzel ukládá pouze obsah, který ho zajímá, a indexuje informace, které mu umožňují zjistit, kdo co ukládá. Rámec pro IPFS zásadně odstraňuje potřebu centralizovaných serverů dodávat obsah webových stránek uživatelům.

Nakonec může tento koncept zcela tlačit protokol HTTP na irelevanci a umožnit uživatelům přístup k obsahu lokálně, offline. Místo hledání serverů, jako je tomu v současné infrastruktuře internetu, budou uživatelé hledat jedinečné ID (kryptografické hashe), což umožní milionům počítačů doručit vám soubor namísto jediného serveru.

Aktuální hlavní implementace IPFS je v Go s implementacemi v Pythonu i Javascriptu. Je kompatibilní s Linux, MacOSX, Windows a FreeBSD.

Být otevřeným zdrojovým a komunitním projektem můžete přispět podle pokynů a dokumentů na jejich stránce Github nebo provozovat svůj vlastní uzel IPFS.

Pouzdra a implikace

Již existují některé důležité případy použití pro IPFS a při vývoji protokolu se jistě objeví další. Nabídka nové distribuované architektury P2P pro internet má své složitosti, ale výhody lze vidět ve všem, od obrovských finančních úspor v úložišti a šířce pásma až po integraci s distribuovanými blockchainovými sítěmi.

Zjevné výhody plynoucí z modelu distribuovaného úložiště IPFS platí pro mnohem efektivnější ukládání dat a neměnnou stálost spolu s ním..

Webové stránky již nebudou zařazovány do cyklických chybových zpráv 404 z důvodu nefunkčních serverů nebo přerušeného řetězce odkazů HTTP. Dále mají výzkumní pracovníci k dispozici významné výhody z hlediska efektivity, zejména těch, kteří potřebují analyzovat a analyzovat velmi velké soubory dat.

S převahou velkých dat v moderní vědě se rychlý výkon a distribuovaná archivace dat poskytovaná IPFS stane relevantní pro urychlení pokroku.

Poskytovatelé služeb a tvůrci obsahu mohou také podstatně snížit své náklady spojené s doručováním velkého množství dat zákazníkům. Současným iteracím tohoto paradigmatu brání zvýšení nákladů na šířku pásma a zpoplatnění poskytovatelů dat za peeringové dohody.

Náklady spojené s doručováním obsahu prostřednictvím centralizovaných infrastruktur propojených sítí se pouze zvyšují a vytvářejí prostředí kritické neúčinnosti a další centralizace ve snaze překonat tyto zátěže.

IPFS používá, Obrázek z Blockchain Mind

Centralizace serverů navíc vede k vládnímu snoopingu, zvýšení prevalence útoků DDoS, cenzuře ISP a soukromému prodeji dat.

Jak uvedl Juan Benet, tvůrce IPFS „Obsah na IPFS se může pohybovat jakýmkoli nedůvěryhodným prostředníkem, aniž by se vzdal kontroly nad daty nebo je vystavil riziku.“

Nakonec se integrace IPFS s technologií blockchain jeví jako dokonalá. Pomocí IPFS v rámci blockchainové transakce můžete umístit neměnné trvalé odkazy. Časová razítka zabezpečují vaše data, aniž byste je museli skutečně ukládat on-chain, což vede ke snížení nadýmání blockchainu a poskytuje pohodlnou metodu pro zabezpečená off-chain řešení, která pomáhají škálovat blockchain.

IPFS je součástí řady platforem kryptoměny a má potenciál symbioticky pomáhat průmyslovému odvětví škálovat tím, že poskytuje architekturu peer to peer a distribuovaný systém souborů, který je nezbytný jako základ pro podporu růstu platforem kryptoměny.

Závěr

Jak vidíte, IPFS je technicky i koncepčně složitý protokol, který má vysoké ambice revolucionizovat výměnu dat přes internet.

HTTP byl sám o sobě úspěšný a pomohl internetu dostat se do velké fáze, v jaké se dnes nachází, ale objevují se nové technologie a zjevná je potřeba reformované a distribuované infrastruktury..