Kompleksowy przewodnik po zrozumieniu IPFS – Cryptopolitan

IPFS (InterPlanetary File System) to rozproszony system przechowywania i uzyskiwania dostępu do plików, stron internetowych, aplikacji i danych. IPFS został pierwotnie opracowany w 2015 roku przez zespół projektowy IPFS w celu stworzenia ulepszonego sposobu przechowywania, udostępniania i uzyskiwania dostępu do treści w Internecie. Od tego czasu IPFS stał się ważną częścią wielu projektów i działań związanych z Internetem. Ten przewodnik zawiera przegląd IPFS i wyjaśnia, jak działa, jakie są jego zalety i potencjalne przypadki użycia.

Jak działa IPFS?

IPFS to rewolucyjna rozproszona sieć pamięci masowej, która zrywa z tradycyjnymi metodami wyszukiwania treści. W oparciu o zasady sieci peer-to-peer, IPFS umożliwia indywidualnym użytkownikom dostęp do danych bez polegania na jednym scentralizowanym serwerze lub hoście. Dzięki unikalnemu systemowi adresowania treści użytkownicy mogą uzyskać dostęp do treści przechowywanych w dowolnym miejscu na świecie, po prostu znając ich adres.

Ponieważ zawartość jest przechowywana w wielu równorzędnych lokalizacjach na całym świecie, eliminuje to pojedyncze punkty awarii i zapewnia dostępność danych przy zwiększonej odporności.

Istnieją trzy zasady IPFS:

1. Adresowanie treści:

IPFS przypisuje każdemu plikowi unikalny identyfikator (CID), co umożliwia użytkownikom dostęp do danych z dowolnego węzła IPFS na świecie.

Codziennym tego przykładem jest sytuacja, gdy ktoś szuka książki w bibliotece po tytule – ten typ wyszukiwania na podstawie treści gwarantuje, że nawet jeśli książka została przeniesiona w inne miejsce, nadal można ją znaleźć. I odwrotnie, użycie adresowania lokalizacji w celu znalezienia przedmiotu jest znacznie trudniejsze; na przykład próba znalezienia książki ze wskazówkami typu „Chcę książkę, która jest na drugim piętrze, pierwszy stos, trzecia półka od dołu, cztery książki od lewej” jest czasochłonna i nie zawsze skuteczna, jeśli książka ma został przeniesiony.

IPFS wykorzystuje adresowanie treści z podobnych powodów; umożliwia użytkownikom identyfikację i dostęp do danych bez martwienia się o ich fizyczną lokalizację w dowolnym momencie.

2. Skierowane grafy acykliczne (DAG)

IPFS używa DAG do przechowywania danych w wydajny, połączony sposób. Gwarantuje to, że wszelkie zmiany wprowadzone w pojedynczym fragmencie danych zostaną odzwierciedlone w całej sieci IPFS.

DAG to struktura danych wykorzystywana przez systemy rozproszone, takie jak IPFS, do śledzenia treści za pomocą Merkle Trees. W szczególności każdemu węzłowi Merkle DAG przypisywany jest unikalny identyfikator składający się z wartości jego skrótu; to odwoływanie się do treści poprzez jej wartość skrótu jest określane jako adresowanie treści.

DAG firmy Merkle zapewniają skuteczny sposób przechowywania i odwoływania się do zasobów cyfrowych w systemach rozproszonych.

3. Wykrywanie treści za pomocą rozproszonych tablic mieszających (DHT)

IPFS opiera się na rozproszonych tablicach mieszających (DHT) w celu lokalizowania plików przechowywanych w swojej globalnej sieci. DHT to struktura danych używana do przechowywania i pobierania danych w systemie rozproszonym, takim jak IPFS. Dzięki wykorzystaniu drzew rozpinających IPFS jest w stanie szybko odkrywać i przesyłać treści między użytkownikami na całym świecie.

IPFS wykorzystuje rozproszoną tablicę skrótów (DHT) do wykrywania treści. DHT składa się ze zbioru par klucz-wartość, które są rozproszone we wszystkich elementach równorzędnych w sieci rozproszonej. Ponieważ informacje te są przechowywane w wielu rówieśnikach, użytkownicy mogą znaleźć żądaną treść, pytając tych rówieśników.

Korzyści z IPFS

IPFS oferuje kilka zalet w porównaniu z tradycyjnymi metodami sieciowymi, takimi jak HTTP i FTP; niektóre z nich obejmują:

• Zwiększone bezpieczeństwo – IPFS jest bardzo bezpieczny dzięki swoim algorytmom szyfrowania, co utrudnia złośliwym podmiotom dostęp do danych użytkownika.

• Zwiększona dostępność – IPFS wykorzystuje adresowanie zawartości, co pozwala użytkownikom na dostęp do plików niezależnie od tego, gdzie fizycznie się znajdują. Dzięki temu dane są zawsze dostępne i można do nich szybko uzyskać dostęp.

• Ulepszona skalowalność – IPFS jest systemem rozproszonym, co oznacza, że ​​można go łatwo skalować w miarę dołączania większej liczby użytkowników do sieci.

• Obniżone koszty – IPFS eliminuje potrzebę posiadania kosztownej infrastruktury sprzętowej i programowej, co prowadzi do znacznych oszczędności kosztów.

Ogólnie rzecz biorąc, IPFS zapewnia wydajny, bezpieczny i ekonomiczny sposób przechowywania i udostępniania danych na całym świecie bez polegania na scentralizowanych serwerach lub sieciach. IPFS ułatwia szybkie i bezpieczne przechowywanie dużych ilości danych zarówno osobom fizycznym, jak i firmom. IPFS to cenna technologia, która umożliwia bezpieczne i szybkie udostępnianie informacji, dzięki czemu jest potężnym narzędziem na przyszłość.

Wyzwania związane z korzystaniem z IPFS i sposoby ich przezwyciężenia

Ponieważ IPFS jest stosunkowo nową technologią, nadal istnieje kilka problemów, którymi należy się zająć, aby IPFS mógł w pełni wykorzystać swój potencjał.

• Niewydajna replikacja danych – Dane przechowywane w IPFS mogą być replikowane w wielu równorzędnych urządzeniach, ale proces ten może być powolny i nieefektywny, jeśli węzły zawiodą lub staną się niedostępne.

• Brak automatyzacji – IPFS nie posiada zautomatyzowanego systemu wykrywania treści, co oznacza, że ​​użytkownicy muszą ręcznie przeszukiwać każdy węzeł w sieci, aby znaleźć określone dane.

• Trudności z dużymi plikami – IPFS najlepiej nadaje się do mniejszych plików; pobieranie większych plików może zająć dużo czasu ze względu na ich rozmiar i ilość danych wymaganych do replikacji.

Aby sprostać tym wyzwaniom, programiści IPFS stworzyli szereg rozwiązań. Węzły IPFS można skonfigurować z wieloma węzłami równorzędnymi, aby zapewnić, że dane są zawsze dostępne i szybko replikowane. IPFS wykorzystuje również techniki shardingu, które dzielą duże pliki na mniejsze fragmenty i rozprowadzają je w sieci w celu skrócenia czasu pobierania. Ponadto IPFS wykorzystuje rozproszone tablice skrótów (DHT), umożliwiając użytkownikom łatwe znajdowanie treści przechowywanych w IPFS poprzez wysyłanie zapytań do pobliskich peerów.

IPFS oferuje interfejs API umożliwiający programowy dostęp do platformy IPFS, umożliwiając automatyczne wykrywanie treści dla aplikacji zbudowanych na bazie IPFS.

Potencjalne przypadki użycia

IPFS ma wiele potencjalnych zastosowań, w tym następujące:

– Hosting i dystrybucja rozproszonych aplikacji (dappów)

– Przechowywanie i udostępnianie dużych plików

– Zdecentralizowane przechowywanie w chmurze

– Zwiększenie bezpieczeństwa transakcji internetowych

– Szyfrowanie danych dla bezpiecznej komunikacji

– Platformy udostępniania plików

– Przechowywanie i odzyskiwanie danych

– Rozproszone strony internetowe/buforowanie

– IPFS jako sieć dystrybucji treści (CDN).

IPFS wpływa na przyszłość tworzenia stron internetowych i dystrybucji treści

IPFS może znacząco wpłynąć na sposób przechowywania i udostępniania treści w sieci i prawdopodobnie zrewolucjonizuje zarówno tworzenie stron internetowych, jak i dystrybucję treści. Rozproszony charakter I PFS umożliwia bezpieczne przechowywanie danych bez polegania na jednym źródle, umożliwiając użytkownikom dostęp do danych bez względu na to, gdzie się znajdują.

Pozwala na szybsze pobieranie, lepszą skalowalność i mniejsze koszty w porównaniu z tradycyjnymi metodami, takimi jak HTTP czy FTP. Może być używany do automatyzacji wykrywania treści za pomocą jego interfejsów API, dzięki czemu programiści mogą łatwiej niż kiedykolwiek wcześniej tworzyć aplikacje na bazie IPFS.

IPFS obiecuje wydajniejszą replikację danych w całej sieci, redukując problemy z opóźnieniami związane z innymi protokołami udostępniania plików. Wszystkie te korzyści sprawiają, że IPFS jest nieocenionym narzędziem dla przyszłości tworzenia stron internetowych i dystrybucji treści.

Wnioski

IPFS to potężne narzędzie do przechowywania i uzyskiwania dostępu do danych w sposób rozproszony. Wykorzystuje adresowanie treści, ukierunkowane grafy acykliczne (DAG) i rozproszone tablice skrótów (DHT) do szybkiego i bezpiecznego identyfikowania, przechowywania i pobierania zasobów cyfrowych. IPFS oferuje również kilka korzyści w porównaniu z tradycyjnymi metodami sieciowymi, takich jak zwiększone bezpieczeństwo, zwiększona dostępność, ulepszona skalowalność i obniżone koszty.

IPFS ma wiele potencjalnych zastosowań, w tym hosting dApps, udostępnianie dużych plików, zdecentralizowane przechowywanie w chmurze, bezpieczne transakcje online, platformy udostępniania plików i IPFS jako CDN. Dzięki łatwości użytkowania i skalowalności IPFS nadal jest atrakcyjną opcją zarówno dla osób prywatnych, jak i firm, które chcą wydajnie przechowywać dane bez polegania na scentralizowanych sieciach. IPFS może być przyszłością przechowywania i udostępniania danych.