Das IPFS-Protokoll ist ein sehr großer technologischer Schritt, der die Arbeitsprinzipien von Servern und Internet-Netzwerken verändern wird. Es hat einige Unterschiede zu den zentralisierten und dezentralisierten Netzwerkarchitekturen, die Sie bereits kennen (oder mit denen Sie täglich interagieren, auch wenn Sie dies nicht tun). Es ist ein Projekt, das in puncto Sicherheit und fehlerfreiem Betrieb Großes geleistet hat und sich ständig weiterentwickelt. Aber was genau ist es?
Was ist IPFS?
IPFS oder InterPlanetary File System ist ein Protokoll und ein Peer-to-Peer-Netzwerk zum Speichern und Freigeben von Daten in einem verteilten Dateisystem. Es ist wie HTTP, außer dass es eher wie BitTorrent aufgebaut ist. IPFS ermöglicht die Adressierung von Inhalten (Abrufen einer Datei basierend auf ihrem Inhalt und nicht auf ihren Namen oder Speicherort) im Netzwerk und die gemeinsame Nutzung mit End-to-End-Kommunikation. Das ursprüngliche Design des Projekts gehört Juan Benet. IPFS ist Open Source und hat eine starke Community.
Bitcoin hatte einen großen Einfluss auf die Entstehung von IPFS. Aus dem Blockchain-Protokoll von Bitcoin sind Designmerkmale wie die Netzwerkarchitektur bei der Datenspeicherung, das Löschen wiederholter Aufzeichnungen und die Adressierung von mit dem Netzwerk verbundenen Knoten entstanden. Darüber hinaus GIT (Version Control System) und Torrent-Technologien haben sich auch in der IPFS-Technologie zusammengeschlossen.
Was ist der Zweck von IPFS?
Die Mission von IPFS besteht darin, ein ewiges Web zu schaffen, und zwar durch Ersetzen von HTTP. IPFS hat sich als Lösung für Einschränkungen in der physischen Art und Weise entwickelt, wie das Web derzeit gestaltet ist. Um dies besser zu verstehen, betrachten Sie einige Merkmale des heutigen Webs.
Die heutige Webinfrastruktur
Wenn Sie die physische Landschaft des heutigen Webs, seine Topologie, untersuchen, können Sie die Unterschiede zu IPFS besser erkennen. Betrachten Sie zunächst zwei Ansätze zum Entwerfen des Webs: ein zentralisiertes Architekturnetzwerk und ein dezentralisiertes Architekturnetzwerk.
In Netzwerken mit zentralisierter Architektur gibt es nur einen Server. Solche Netzwerke weisen verschiedene Skalierbarkeitsprobleme auf, und es gibt andere Probleme, wie z. B. das Vorhandensein eines einzelnen Fehlerpunkts. Dieses Problem bedeutet, dass alle Funktionen verloren gehen, wenn der Server ausfällt. Zentralisierte Architekturnetzwerke können auch eine schlechte Arbeitsleistung aufweisen.
Im Gegensatz dazu verwenden dezentrale Architekturnetzwerke ein völlig anderes System, das skalierbar ist und mit mehreren Servern arbeitet. Es übertrifft zentralisierte Designs in Bezug auf Effizienz und verfügt über einen viel besseren Fehlerverwaltungsmechanismus im Falle von Fehlern und Systemproblemen. Aber um all dies zu erreichen, können hohe Kosten erforderlich sein.
Der andere Ansatz von IPFS
Wenn Sie die IPFS-Topologie untersuchen, werden Sie auf eine vollständig verteilte Architektur stoßen. Sie haben Knoten, die sowohl Server- als auch Client-Operationen handhaben können. Deshalb arbeiten sie sehr effizient. Um dies leichter zu verstehen, sehen Sie sich das folgende Diagramm an:
Mit der heutigen HTTP-Webtechnologie können Sie sehen, dass eine zentralisierte Struktur weniger effizient ist. Eine verteilte Architektur ist effizienter, aber mit HTTP-basierter Webtechnologie steigen die Kosten zu schnell.
IPFS bietet eine Lösung. Mit HTTP können Sie fragen, was sich an einem bestimmten Ort befindet (z. B. eine Webadresse), aber mit IPFS können Sie fragen, wo sich eine bestimmte Datei befindet (z. B. auf einem Computer in der Nähe).
Lassen Sie uns dies an einem Beispiel verdeutlichen. Angenommen, Sie belegen einen Kurs an der Universität mit 100 Personen, wenn Ihr Lehrer einen Weblink mit Ihnen teilt. Wenn 100 Schüler auf diesen Webserver zugreifen wollen, gehen 100 verschiedene Anfragen an den Server. Als Antwort kommen 100 Antworten vom Server. Dies ist keine ideale Methode in Bezug auf die Effizienz. Darüber hinaus wird dieser Prozess für HTTP komplizierter, wenn ein serverseitiges Problem vorliegt (z. B. Datenlöschung, ein ISP-seitiges Kommunikationsproblem oder länderbasierte Inhaltsblockierung).
Betrachten wir nun dieses Beispiel mit IPFS. Aber lassen Sie uns zuerst auf das Wesentliche eingehen, wie IPFS funktioniert. Angenommen, der HTTP-Link im vorherigen Beispiel war http://196.224.181.175/folder/data.txt. Ein vergleichbarer IPFS-Link wäre in einer Struktur wie /ipfs/WhsYEWbqs0R/folder/file.txt.
Sie installieren eine spezielle Software, um auf die zuzugreifen /ipfs die Architektur. Nach der Installation können Sie das Dateisystem besuchen, als ob es eine virtuelle Festplatte gäbe oder als ob Sie auf eine HTTP-Webadresse zugreifen würden.
Wenn der Lehrer den Link an die Schüler verteilt, können die Schüler, die die Anfrage senden, die Daten entsprechend ihrer Nähe zu anderen Personen erhalten, die sie zuvor angefordert haben. Wenn Sie sich Sorgen um die Datenintegrität machen, gibt es Kryptologietechniken (unter Verwendung der Hash der Daten), um zu überprüfen, ob Sie die richtige Datei erhalten .
Mit anderen Worten, es ist möglich, die gewünschten Daten zu erhalten, indem Sie sich mit jemandem verbinden, der sie zuvor vom zentralen Server erhalten hat, ohne die Integrität der Daten zu beschädigen. An dieser Stelle verwendet IPFS die Torrent-Technologie.
IPFS und Blockchains
IPFS hat strukturelle Ähnlichkeiten mit Blockchains. Aus diesem Grund können IPFS und Blockchain erfolgreich zusammenarbeiten. Juan Benet, der Erfinder von IPFS, nennt die Interoperabilität von Blockchain und IPFS eine perfekte Verbindung. Protocol Labs wurde von Juan Benet gegründet und beherbergt derzeit die Entwicklung mehrerer Projekte neben IPFS.
Eine der Initiativen von Protocol Labs ist die IPLD (Interplanetar verknüpfte Daten) Projekt. Mit diesem Projekt werden Bitcoin- und Ethereum-Ketten in das verteilte IPFS-Netzwerk übertragen. Mit diesem Protokoll ist es möglich, viele weitere Blockchain-Architekturen im IPFS-Netzwerk zu hinterlegen.
Eines der Ziele dabei ist, die Sicherheit von Blockchains zu gewährleisten. Ein weiterer Zweck besteht darin, verschiedene Benutzer zu erreichen, die dafür sorgen, dass diese Daten weiterhin im Netzwerk vorhanden sind. Sie tun dies, indem sie Benutzer, die Daten im Netzwerk speichern, mit einer alternativen Krypto-Münze namens belohnen Filecoin.
Die Zukunft von IPFS
IPFS scheint die zukünftige Internetnutzung in vielerlei Hinsicht zu beeinflussen. Es entwickelt sich weiterhin sehr schnell und seine Verwendung nimmt von Tag zu Tag zu. IPFS wird immer häufiger in Anwendungen verwendet, die Datenspeicherung, Dateifreigabe oder hohe Sicherheit erfordern.
IPFS verwendet viele Server und Knoten aus der ganzen Welt, um Dateien und Daten zu speichern. Wenn einer dieser Server oder Knoten beschädigt wird, schließen die anderen die Lücke, und Sie können das System wiederherstellen.
In dieser Welt, in der jede Minute Millionen von Daten entstehen, entwickelt sich die Aufbewahrung dieser Daten und die Gewährleistung ihrer Sicherheit mit Technologien wie IPFS weiter. Verteilte und dezentrale Architekturen scheinen in Zukunft viele Bereiche zu übernehmen.