Что такое IPFS: Интернет будущего

Межпланетная файловая система (Interplanetary Filing System, IPFS) — это блокчейн-сеть, используемая для хранения всех типов файлов децентрализованным, одноранговым (P2P) способом без доверия. Он призван заменить протокол передачи гипертекста (HTTP), доминирующий протокол запроса-ответа в Интернете. Поэтому он стремится революционизировать возможности Интернета по поиску, хранению и передаче информации. Впервые представленная в 2014 году, IPFS представляет различные методы для увеличения экономии полосы пропускания, сохранения информации и децентрализации сети для обеспечения скорости, эффективности, безопасности и открытости.

Что такое IPFS?

Межпланетная файловая система (IPFS) — это одноранговый (P2P) протокол гипермедиа, разработанный для того, чтобы сделать Интернет более быстрым, безопасным и открытым. Первоначально он был создан Хуаном Бенетом для передачи наборов научных данных размером до 100 ГБ между узлами. Он обнаружил, что современные методы передачи и хранения информации в сети медленны, контролируются очень немногими людьми и легко поддаются взлому. С учетом этих наблюдений Бенет решил улучшить систему с помощью IPFS в следующих аспектах:

• • Скорость: В настоящее время протокол передачи гипертекста (HTTP) является наиболее распространенной формой протокола запроса-ответа в вычислительной модели клиент-сервер (Интернет). Однако там, где HTTP загружает данные только с одного сервера, P2P IPFS извлекает фрагменты одновременно с нескольких узлов (пользователей), что означает значительную экономию полосы пропускания.
  • Эффективность: децентрализованная структура IPFS работает аналогично BitTorrent. Узлы хранят копии данных (файлы, фильмы, изображения и т. д.), чтобы затем отправить их пользователю по запросу хэша (уникальный код локатора для файла), подобно сидингу. Когда данные впервые загружаются в IPFS, создается только одна копия с одним хэшем, а это означает, что требуется обрабатывать меньше информации и требуется менее интенсивное хранение. Кроме того, это означает, что IPFS не так сильно зависит от подключения к Интернету, как современные системы, что делает информацию более доступной.
  • Безопасность: чтобы гарантировать, что данные не будут изменены или подделаны, IPFS использует две системы. Во-первых, все данные, которые загружаются в систему, являются неизменными, т. е. неизменяемыми. Во-вторых, каждому файлу присваивается уникальный отпечаток — хэш. Пользователь может сравнить хэш-код, который он искал, с хэш-кодом, который он получил. Если он идентичен, то и информация внутри тоже.
  • Децентрализация: система P2P IPFS гарантирует доступность информации независимо от цензуры. В настоящее время Интернет сильно централизован, и отдельные компании, такие как Amazon Web Services или Google Cloud, владеют огромными фермами серверов, на которых хранятся все данные, опубликованные в Интернете. Правительство или крупная компания могут подвергнуть цензуре или даже стереть информацию, к которой у нас есть доступ, как это происходит в некоторых странах, включая Китай и Северную Корею. Используя децентрализованную и не требующую доверия систему P2P, IPFS гарантирует доступность данных для всех.

Децентрализованная и централизованная сеть (Источник: IPFS Ecosystem directory)

Как работает IPFS?

IPFS построена на технологии блокчейна, что означает, что она децентрализована и не требует доверия, и полагается на свои узлы для хранения и обмена информацией по сети. Подобно узлам, проверяющим и хранящим информацию (например, криптовалютные транзакции) в Ethereum (ETH) или Биткоине (BTC), IPFS использует свои узлы для обмена и хранения информации (файлов, видео и т. д.) в своей сети. Это делается следующими способами:

• Поиск информации: серверы в настоящее время ищут информацию на основе URL-адресов, которые сообщают Интернету, где находится нужная вам информация (например, веб-сайт). Это может быть проблематично, когда сервер отключается или взломан. IPFS обходит этот путь через сервер, используя уникальные хэш-коды для определения местоположения самого содержимого файла. Хэш-код напрямую обращается к искомому файлу, а не к местоположению файла.
• Хранение и защита информации: файлы хранятся в объектах данных IPFS на блокчейне. Каждый объект данных содержит до 256 КБ данных, но может быть связан с последующими объектами данных IPFS для хранения большего количества данных. Таким образом, весь проект хранится в различных объектах данных IPFS, связанных друг с другом через блокчейн, что затрудняет взлом или удаление проекта.
• Отслеживание истории изменений данных: хотя данные, хранящиеся в IPFS, неизменяемы, они позволяют управлять версиями. Это означает, что пользователь может загружать улучшенные версии файла по мере работы над ним. Каждому файлу присваивается собственный хэш-код, и он загружается как объект фиксации. Затем они связываются так же, как объекты данных, что позволяет нам отслеживать порядок загрузки и, таким образом, видеть прогресс информации (например, версии диссертации, романа, исследования и т. д.).

Как можно использовать IPFS?

IPFS позволяет пользователю получать доступ к файлам (видео, веб-сайтам, статьям, исследовательским работам и т. д.) в любом месте без необходимости в централизованной стороне. Это делает его более быстрым, безопасным и более открытым. Пользователи могут получить доступ к информации, которая в противном случае могла бы быть подвергнута цензуре, поскольку доступ к данным осуществляется непосредственно из источника. Кроме того, доступ к этой информации можно получить в регионах, где нет хорошего подключения к Интернету, что еще больше расширит возможности жителей более бедных или более коррумпированных стран.

Еще одна функция, особенно полезная для ученых или предприятий, — это возможность отслеживать ход работы, поскольку IPFS связывает каждую версию файла с последней, тем самым сохраняя линейную трассировку. Наконец, название InterPlanetary указывает на то, что в будущем эта информация может передаваться между планетами. В настоящее время при хороших условиях для отправки информационного запроса с Марса на Землю потребуется четыре минуты, а для отправки обратно — четыре минуты, плюс несколько миллисекунд времени обработки. Однако если контент уже однажды был загружен на Марс, то файл уже будет храниться там и, таким образом, может быть загружен немедленно. В этом отношении IPFS действительно является сетью будущего.

Кто стоит за IPFS?

Хуан Бенет — выпускник Стэнфордского университета в области информатики. Он увидел преимущества отказа от централизованного контроля во время музыкальной революции под руководством Napster, когда музыка впервые стала неограниченной и бесплатной. Несмотря на юридическую проверку, которая в конечном итоге привела к подавлению многих из этих достижений, он видел, что может быть с сетевой архитектурой P2P.

Работая над научными инновациями в 2013 году, Бенет понял, что инструменты, используемые для обмена большими наборами данных и управления версиями, были неэффективными, подверженными ошибкам и застойными из-за централизации. Чтобы изменить это, он объединил структуру связывания данных GitHub с системой P2P BitTorrent для создания IPFS. Таким образом, в мае 2014 года он основал Protocol Labs, а IPFS и Filecoin были двумя его первыми проектами.

Каковы ограничения IPFS?

IPFS предлагает захватывающий взгляд в будущее с более быстрым доступом к данным и отсутствием государственной цензуры, но насколько это осуществимо в настоящее время и какие проблемы это создает?

• Нет возможности поиска: использование IPFS адресации на основе содержимого (хэширования) гарантирует неизменность информации и предотвращает сбои веб-сайта. Однако остается неясным, как просматривать информацию об этой новой системе. IPFS — это место, где люди могут хранить огромное количество контента, поэтому очень важно иметь удобную систему поиска. Без доступной поисковой системы это как Интернет без Google. Ясно, что IPFS создавалась с расчетом на хэш-поиск, но это отталкивает тех, кто менее склонен к технологиям. Поскольку это легко поправимо и обсуждается на их собственных форумах, внедрение более простой системы поиска является лишь вопросом времени.
• Нерегулируемость: в качестве децентрализованной сети IPFS возвращает людям Интернет, но это также сопряжено с опасностями. Так много данных без центральной точки поднимает вопрос о том, как они будут регулироваться. Как можно будет обуздать вредоносный контент, такой как фейковые новости, разжигание ненависти, террористические группы, черный рынок или нарушение авторских прав? Другие блокчейны используют proof-of-work или proof-of-stake для проверки транзакций и информации, но кто или что может проверять и регулировать такую сложную информацию, как статьи, видео и тому подобное?
• Доступность файлов: каждый пользователь или узел хранит в кэше загруженные ими файлы, что означает, что они остаются доступными для других пользователей. Однако, если все узлы, хранящие часть информации, перестают использовать систему, то эти данные теряются и становятся недоступными, как BitTorrent без сидов. Это означает, что крайне важно, чтобы пользователи были заинтересованы в сохранении копий. Имея это в виду, IPFS разработала Filecoin, стимулируя пользователей хранить копии данных в Интернете как можно дольше.
• Отсутствие вознаграждения создателям контента: если вся информация принадлежит пользователям, а централизованная сторона не стремится получить прибыль, тогда не будет рекламы или других инструментов для получения прибыли. Возникает вопрос, как будут вознаграждать создателей контента? А если их не вознаграждают, то какой у них стимул создавать больше контента?

Как заработать на IPFS?

Как упоминалось выше, одной из проблем IPFS является доступность файлов. Чтобы противостоять этому, Filecoin был построен поверх IPFS как блокчейн, который предлагает рынок для хранения. Используя Filecoin, пользователи могут продавать свободное место на жестком диске для хранения данных и получать взамен активы в виде Filecoin. Это побуждает пользователей хранить файлы в сети как можно дольше и увеличивает трафик на IPFS, поскольку это дает возможность заработать деньги.

Вывод

Децентрализация IPFS и снижение зависимости от подключения к Интернету предлагают захватывающий шаг в мир, где каждый может получить доступ к информации. Это особенно перспективно для людей в районах с ограниченным подключением к Интернету или в районах, где правительства ограничивают доступ к данным или манипулируют ими. Повышенная скорость и эффективность IPFS также обнадеживают и, возможно, открывают путь для дальнейшего технологического прогресса на платформе.

Однако есть несколько проблем, которые необходимо решить, в первую очередь безопасность. Хотя пользователи могут дважды проверить, соответствует ли полученная информация искомой информации (через хэш-код), отсутствие регуляризации вызывает беспокойство. Другой проблемой является создание контента, так как нет стимула для создания контента. Наконец, и это более характерно для IPFS, это трудности, с которыми приходится сталкиваться при поиске информации. Адресация на основе содержимого разумна, но как пользователь находит нужный хэш? Очевидно, что IPFS может многое предложить и, похоже, имеет все шансы революционизировать хранение файлов и просмотр веб-страниц, но в первую очередь необходимо решить нерешенные проблемы.