Jak międzyplanetarny system plików (IPFS) może zdecentralizować sieć

Wyobraźmy sobie, że pobierasz najnowsze memy i cierpliwie czekałeś na zakończenie pobierania. Mem to oczywiście ogień, więc wysyłasz swoim znajomym link. Pobierają plik z telefonu, a następnie udostępniają go znajomym. W tym momencie mem żyje na kilkudziesięciu urządzeniach, więc kiedy ktoś nowy dostaje link, w rzeczywistości łączą się z kilkoma innymi osobami i otrzymują po kilka sztuk od każdego z nich, dzięki czemu pobieranie jest prawie natychmiastowe.

Dzięki Międzyplanetarny system plików, bardzo realny, zaskakująco łatwy w użyciu system może być naszym kluczem do szybszego, bardziej demokratycznego Internetu. Jak opisano powyżej, podstawową ideą jest to, że urządzenia użytkowników będą przechowywać, indeksować i dostarczać dane, które obecnie znajdują się na scentralizowanych serwerach. Jeśli brzmi to trochę jak kryptowaluta, nie mylisz się – człowiek odpowiedzialny za projekt, Juan Benet, opisał IPFS jako „W pewnym sensie robienie stronom internetowym … co Bitcoin zrobił z pieniędzmi.

Co to jest międzyplanetarny system plików?

Jeśli wiesz, jak działa BitTorrent lub jakakolwiek inna technologia P2P (Peer-to-Peer), w większości sposób rozumiesz, co robi IPFS. Wysyła pliki (w tym pliki HTML, CSS i JavaScript, które składają się na większość stron internetowych) i fragmenty plików między urządzeniami użytkowników, podobnie jak w przypadku legalnego torrentowania utworu muzycznego należącego do domeny publicznej.

Ipfs Backbone Vs Distributed

Oznacza to, że zamiast łączyć się z serwerem w celu wyświetlenia strony, po prostu sprawdzasz, czy ktoś w pobliżu przechowuje stronę (lub niektóre jej fragmenty) i łączysz się z nimi. Po pobraniu strony urządzenie będzie ją również przechowywać przez pewien czas, aby inne osoby mogły ją uzyskać (lub jej części) od Ciebie. Brzmi to trochę skomplikowanie, ale okazuje się, że jest o wiele bardziej wydajne niż nasz obecny system wysyłania danych przez pojedynczy potok serwer-klient przy użyciu protokołu HTTP.

Dlaczego to jest niesamowite?

IPFS ma kilka dużych zalet w stosunku do tradycyjnej sieci:

  • Szybsze i bardziej wydajne dostarczanie treści: możesz pobierać fragmenty plików z geograficznie bliskich źródeł, minimalizując czas podróży i przepustowość.

Centralizacja IPFS

  • Decentralizacja: żadne pojedyncze źródło nie może kontrolować danych ani dostępu do nich.

Ipfs History Preservation

  • Ochrona informacji: ponieważ żaden pojedynczy serwer nie przechowuje wszystkich danych, nie może po prostu zniknąć i zabrać ze sobą wszystkich, powiedzmy, stron GeoCities.
  • Szybsze i bardziej stabilne połączenia w słabo połączonych obszarach: tak długo, jak żądana treść została pobrana do miejsca, do którego masz dostęp, tak naprawdę nie musisz nawiązywać połączeń na duże odległości, co byłoby ogromnie pomocne w obszarach o sporadycznym charakterze lub zagrożone połączenia.
  • Odporność na cenzurę: nie doskonała, ale lepsza niż model scentralizowany.

Jak to działa: krótka wersja

Każdy może teraz korzystać z sieci IPFS, ponieważ stała się bardzo przyjazna dla użytkownika. Oto co się dzieje:

Ipfs Utwórz Cid

  1. Po dodaniu pliku do IPFS plik jest dzielony na bloki, z których każdy jest uruchamiany przez algorytm i przypisany unikalny identyfikator. Cały plik, w tym te identyfikatory bloków, również ma przypisany identyfikator. Początkowo twój komputer będzie jedynym miejscem, w którym ludzie mogą pobrać plik, ale inne węzły (maszyny) mogą go również pobrać i rozpowszechnić.
  2. Jeśli sieć zauważy, że niektóre dane są identyczne z zawartością już tam przechowywaną, po prostu używa tego zamiast dodawać kopię. Załóżmy, że prowadzisz „edycję Deluxe” nagranego albumu. Dziesięć utworów jest takich samych jak album, który już nagrałeś, ale dwa z nich są nowe, więc gdy dodasz je do IPFS, system rozpozna duplikaty utworów i użyje dla nich istniejących identyfikatorów, dodając tylko nowe identyfikatory za dwie nowe piosenki.

Węzły IPFS

  1. Każdy węzeł w sieci przechowuje niektóre dane (prawdopodobnie dane, które węzeł chce rozpowszechniać, a także dane, które węzeł ostatnio otworzył) oraz część indeksu, który pomaga ludziom szukać miejsca w sieci.
  2. Jeśli chcesz otworzyć plik, poprosisz sieć o sprawdzenie jego identyfikatora i połączenie z kimkolwiek. System nazewnictwa o nazwie IPNS pomaga konwertować nazwy czytelne dla ludzi na identyfikatory czytelne dla komputera, których system będzie szukał.

Jeszcze prostsze tłumaczenie: IPFS nadaje nazwę każdemu kawałkowi danych, tworzy listę miejsc, w których dane te żyją w danym momencie, i pomaga urządzeniom przesyłać dane bezpośrednio do siebie.

Jak to działa: wersja techniczna

Istnieją trzy główne rzeczy, które sprawiają, że IPFS tyka: adresowanie treści nadaje dane tożsamości, Merkle-DAG nadaje im strukturę, a rozproszone tabele skrótów informują, gdzie je znaleźć.

Adresowanie treści: co, a nie gdzie

Ipfs Desktop Png Hash

Większość naszych aktualnych treści ma adresy oparte na lokalizacji (C: / Users / Nazwa użytkownika / Documents, 192.124.249.3itp.), które mówią nam, gdzie szukać danych. To naprawdę nie działa w zdecentralizowanym systemie, ponieważ zawartość może być przechowywana prawie wszędzie, więc systemy takie jak IPFS i BitTorrent używają zamiast tego „adresowania treści”.

ZA system adresowania treści działa, uruchamiając kawałek danych za pomocą algorytmu, który przypisuje mu unikalny identyfikator lub skrót. Każda identyczna kopia pliku będzie miała ten sam identyfikator, co oznacza, że ​​gdy IPFS go przeszuka, może znaleźć każdą instancję przechowywaną w sieci.

Merkle-DAG: wszystko ma identyfikator CID i wszystkie są połączone

Ipfs Merkle Tree

Choć brzmi to jak niemiecka partia polityczna, a Merkle-DAG (Directed Acyclic Graph) to właściwie sposób na organizowanie danych. W tym systemie każdy kawałek danych ma swój własny identyfikator treści (CID): foldery, pliki, bloki danych w plikach – wszystko. Oznacza to, że pliki można podzielić na różne części, uwierzytelnić i ponownie złożyć.

Dokumentacja IPFS opisuje to jako „scenariusz z żółwiami do samego końca”, ponieważ wszystko można podzielić na zbiór danych identyfikowanych przez CID. Identyfikator CID folderu przekieruje Cię do zbioru identyfikatorów CID plików i folderów, których identyfikatory CID przekierują Cię następnie do innych identyfikatorów CID, które reprezentują inne elementy treści, również z ich własnymi identyfikatorami CID. Każda zmiana dowolnego pliku spowoduje zmianę skrótu i ​​skrótu folderu.

Ipfs Directed Acyclic Graph

Dane tak naprawdę tu nie istnieją – po prostu mówią ci, gdzie je znaleźć i jak wszystkie elementy powinny być zebrane, gdy już je masz. Merkle-DAG jest zasadniczo tym, co nadaje wszystkim tym identyfikatorom strukturę, podobnie jak system plików na twoim komputerze.

Rozproszone tabele skrótów: jak IPFS lokalizuje zawartość

Tabela rozproszonych skrótów Ipfs

Jak więc szukać informacji o tym, kto ma dane, których potrzebujemy? Zasadniczo jest duża baza danych, która pasuje do identyfikatorów treści z lokalizacjami komputerów obsługujących tę zawartość, a sama baza danych jest podzielona między wszystkich w sieci. Gdy poprosisz o treść reprezentowaną przez CID, komputer wyszukuje CID, dopóki nie znajdzie listy osób, które go mają. Następnie komputer łączy się z tymi osobami, pobiera potrzebne elementy i składa je. To jest rozproszona tabela skrótów – zasadniczo duża lista tego, kto ma co.

IPFS jest fajny, ale czy wystartuje?

Aplikacje IPfs

IPFS zaczął działać w 2015 roku i od tego czasu poczynił szybkie postępy. Zbudowano na nim dziesiątki aplikacji i witryn (w tym zdecentralizowanych) YouTubelub DTube), system przechowywania plików blockchain (Filecoin) oraz zamiennik GeoCities (Neocities). Udało mu się znaleźć właściwą mieszankę decentralizacji i przyjazności dla użytkownika, i prawdopodobnie dlatego stało się celem dla projektów, które chcą dostać się do decentralizacji, takich jak Sociall (zdecentralizowana sieć społecznościowa) i Odważny.

Brama IPFS Cloudflare był wielkim hitem, a korzystanie z sieci staje się coraz łatwiejsze; wszystko co musisz zrobić to pobierz program i zainstaluj rozszerzenie przeglądarki. Oczywiście toczy się debata na temat tego, czy to naprawdę najlepsze rozwiązanie – nie jest to jedyny projekt o tej samej wizji – ale nie wykazuje żadnych oznak spowolnienia. Nawet jeśli nie w pełni zastąpi HTTP, z pewnością wygląda na to, że będzie częścią kolejnej wersji Internetu.

Kredyty obrazkowe: Kierowany wykres acykliczny, Drzewo mieszania, IPFS

Czy ten artykuł jest przydatny?