IPFS คืออะไร? Interplanetary File System: คู่มือสำหรับผู้เริ่มต้นฉบับสมบูรณ์

IPFS ย่อมาจาก Interplanetary File System และเป็นโปรโตคอลไฮเปอร์มีเดียแบบโอเพนซอร์สแบบเพียร์ทูเพียร์ที่มีจุดมุ่งหมายเพื่อทำหน้าที่เป็นระบบไฟล์ที่แพร่หลายสำหรับอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ทั้งหมด.

เป็นโครงการที่ซับซ้อนและมีความทะเยอทะยานสูงโดยมีผลกระทบที่ร้ายแรงและลึกซึ้งต่อการพัฒนาและโครงสร้างของอินเทอร์เน็ตในอนาคตอย่างที่เราทราบกันดี.

ทำไมต้อง IPFS และมันเริ่มต้นได้อย่างไร

การทำซ้ำของอินเทอร์เน็ตในปัจจุบันไม่ได้เป็นการกระจายอำนาจเกือบเท่าที่ควรในเชิงอุดมคติและในตอนแรกถูกมองว่ากลายเป็น นอกจากนี้ยังมีการระบุไว้ล่วงหน้าเกี่ยวกับโปรโตคอลที่ล้าสมัยซึ่งนำไปสู่ปัญหามากมาย ปัญหาที่แก้ไขโดย IPFS เกี่ยวข้องกับปัญหาที่เกี่ยวข้องกับโปรโตคอล HTTP ปัจจุบันของอินเทอร์เน็ต.

หากคุณไม่คุ้นเคยกับฟังก์ชันของ HTTP ที่สัมพันธ์กับอินเทอร์เน็ตโดยพื้นฐานแล้วมันจะรองรับการสื่อสารข้อมูลผ่านอินเทอร์เน็ตทั้งหมด HTTP ถูกคิดค้นขึ้นในปี 1991 โดยนำมาใช้โดยเว็บเบราว์เซอร์ในปี 1996 และโดยพื้นฐานแล้วจะกำหนดวิธีการส่งข้อความผ่านอินเทอร์เน็ตตลอดจนวิธีที่เบราว์เซอร์ควรตอบสนองต่อคำสั่งและเซิร์ฟเวอร์ที่จัดการกับคำขอ.

โดยพื้นฐานแล้วมันเป็นโปรโตคอลพื้นฐานของวิธีที่เราเรียกดูเว็บและกระดูกสันหลังของโปรโตคอลของกระบวนทัศน์ไคลเอนต์เซิร์ฟเวอร์.

HTTP เทียบกับ IPFS, รูปภาพจาก MaxCDN

แม้ว่า HTTP จะให้บริการอินเทอร์เน็ตแก่เราอย่างที่เรารู้กันในปัจจุบัน แต่มันก็ล้าสมัยไปแล้วและหลังจากผ่านไปกว่า 20 ปีปัญหาต่างๆก็เริ่มปรากฏให้เห็นมากขึ้นเรื่อย ๆ.

ปัญหาสำคัญที่เกิดจากการใช้งาน HTTP ในปัจจุบันเป็นผลมาจากปริมาณการใช้อินเทอร์เน็ตที่เพิ่มขึ้นอย่างมากและจุดความเครียดที่เกิดขึ้นซึ่งได้รับการขยาย.

ด้วยการใช้ HTTP ในปัจจุบันปัญหาดังต่อไปนี้เกิดขึ้น.

• การจัดส่งเนื้อหาที่ไม่มีประสิทธิภาพเกิดจากการดาวน์โหลดไฟล์จากเซิร์ฟเวอร์เดียวในแต่ละครั้ง.
• ค่าใช้จ่ายแบนด์วิธที่แพงและการทำสำเนาไฟล์ทำให้พื้นที่เก็บข้อมูลขยาย.
• การเพิ่มการรวมศูนย์เซิร์ฟเวอร์และผู้ให้บริการนำไปสู่การเซ็นเซอร์อินเทอร์เน็ตที่เพิ่มขึ้น.
• ประวัติที่เปราะบางของข้อมูลที่จัดเก็บบนอินเทอร์เน็ตและหน้าเว็บที่มีอายุการใช้งานสั้น.
• การเชื่อมต่อที่ไม่ต่อเนื่องซึ่งนำไปสู่โลกที่กำลังพัฒนาแบบออฟไลน์และความเร็วในการเชื่อมต่อที่ช้า.

รายการปัญหาเกิดขึ้นและไม่น่าแปลกใจที่เทคโนโลยีที่มีอายุมากกว่า 20 ปีจะล้าสมัยอย่างเห็นได้ชัดในยุคแห่งนวัตกรรมทางเทคโนโลยี IPFS จัดเตรียมพื้นที่จัดเก็บแบบกระจายและระบบไฟล์ที่อินเทอร์เน็ตต้องการเพื่อให้บรรลุศักยภาพที่แท้จริง.

แทนที่จะดาวน์โหลดไฟล์จากเซิร์ฟเวอร์เดียวใน IPFS คุณขอให้เพื่อนในเครือข่ายให้เส้นทางไปยังไฟล์แทนการดาวน์โหลดจากเซิร์ฟเวอร์ส่วนกลาง สิ่งนี้ช่วยให้การกระจายข้อมูลปริมาณมากมีประสิทธิภาพสูงการกำหนดเวอร์ชันในอดีตเครือข่ายที่ยืดหยุ่นและความพร้อมใช้งานอย่างต่อเนื่องของเนื้อหาที่ได้รับการรักษาความปลอดภัยและตรวจสอบผ่านการแฮชการเข้ารหัสและกระจายไปทั่วเครือข่ายของเพื่อน.

ทั้งหมดนี้ฟังดูดี แต่มันทำงานอย่างไร?

IPFS ทำงานอย่างไร?

โดยพื้นฐานแล้ว IPFS เป็นแนวคิดที่คล้ายคลึงกับ World Wide Web อย่างที่เรารู้จักในปัจจุบัน แต่มีลักษณะคล้ายกับฝูง BitTorrent เดียวที่แลกเปลี่ยนวัตถุภายในที่เก็บ Git เดียว.

ไฟล์ถูกแจกจ่ายผ่านโปรโตคอลที่ใช้ BitTorrent ที่สำคัญ IPFS ทำหน้าที่เป็นส่วนผสมของ Kodemila, BitTorrent และ Git เพื่อสร้างระบบย่อยแบบกระจายของอินเทอร์เน็ต.

การออกแบบโปรโตคอลให้การสร้างเวอร์ชันเก่าของอินเทอร์เน็ตเช่นเดียวกับ Git แต่ละไฟล์และบล็อกทั้งหมดภายในไฟล์จะได้รับตัวระบุที่ไม่ซ้ำกันซึ่งก็คือแฮชการเข้ารหัส รายการที่ซ้ำกันจะถูกลบออกในเครือข่ายและมีการติดตามประวัติเวอร์ชันสำหรับทุกไฟล์.

สิ่งนี้นำไปสู่เนื้อหาที่พร้อมใช้งานอย่างต่อเนื่องโดยที่หน้าเว็บไม่หายไปเนื่องจากเซิร์ฟเวอร์ล้มเหลวหรือโฮสต์เว็บที่ล่ม.

IPFS ทำงานอย่างไร, ที่มา

นอกจากนี้ยังรับประกันความถูกต้องของเนื้อหาผ่านกลไกนี้และเมื่อค้นหาไฟล์คุณจะต้องขอให้เครือข่ายค้นหาโหนดที่จัดเก็บเนื้อหาที่อยู่เบื้องหลังแฮชระบุเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับเนื้อหานั้น.

การเชื่อมโยงระหว่างโหนดใน IPFS อยู่ในรูปแบบของแฮชการเข้ารหัสและเป็นไปได้เนื่องจาก Merkle DAG (กำกับ Acyclic Graphs) สถาปัตยกรรมข้อมูล ประโยชน์ของ Merkle DAGs ต่อ IPFS มีดังต่อไปนี้:

• ที่อยู่เนื้อหา – เนื้อหามีตัวระบุเฉพาะซึ่งเป็นแฮชการเข้ารหัสของไฟล์.
• ไม่มีการทำซ้ำ – ไฟล์ที่มีเนื้อหาเดียวกันไม่สามารถทำซ้ำและจัดเก็บได้เพียงครั้งเดียว.
• หลักฐานการงัดแงะ – ข้อมูลได้รับการตรวจสอบด้วยการตรวจสอบดังนั้นหากแฮชเปลี่ยนแปลง IPFS จะรู้ว่าข้อมูลถูกดัดแปลง.

IPFS เชื่อมโยงโครงสร้างไฟล์เข้าด้วยกันโดยใช้ลิงก์ Merkle และทุกไฟล์สามารถพบได้ด้วยชื่อที่มนุษย์อ่านได้โดยใช้ระบบการตั้งชื่อแบบกระจายอำนาจที่เรียกว่า IPNS.

การใช้ Merkle Directed Acyclic Graphs (DAGS) มีความสำคัญต่อฟังก์ชันการทำงานพื้นฐานของโปรโตคอล แต่เป็นเรื่องทางเทคนิคมากกว่าขอบเขตของบทความนี้.

หากคุณสนใจที่จะเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ IPFS ในด้านนี้คุณสามารถค้นหาข้อมูลโดยละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับ IPFS หน้า Github และข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการทำงานของต้นไม้ Merkle ที่นี่.

แต่ละโหนดจะจัดเก็บเฉพาะเนื้อหาที่สนใจและจัดทำดัชนีข้อมูลเพื่อให้สามารถระบุได้ว่าใครเป็นผู้จัดเก็บข้อมูลอะไร เฟรมเวิร์กสำหรับ IPFS โดยพื้นฐานแล้วไม่จำเป็นต้องมีเซิร์ฟเวอร์ส่วนกลางเพื่อส่งมอบเนื้อหาเว็บไซต์ให้กับผู้ใช้.

ในที่สุดแนวคิดนี้อาจผลักโปรโตคอล HTTP ไปสู่ความไม่เกี่ยวข้องและอนุญาตให้ผู้ใช้เข้าถึงเนื้อหาในเครื่องออฟไลน์ได้ แทนที่จะค้นหาเซิร์ฟเวอร์เช่นเดียวกับโครงสร้างพื้นฐานของอินเทอร์เน็ตในปัจจุบันผู้ใช้จะค้นหา ID ที่ไม่ซ้ำกัน (แฮชการเข้ารหัส) ทำให้คอมพิวเตอร์หลายล้านเครื่องส่งไฟล์ให้คุณแทนที่จะเป็นเพียงเซิร์ฟเวอร์เดียว.

การใช้งานหลักในปัจจุบันของ IPFS อยู่ใน Go พร้อมการใช้งานทั้งใน Python และ Javascript ระหว่างทาง เข้ากันได้กับ Linux, MacOSX, Windows และ FreeBSD.

ในฐานะที่เป็นโครงการโอเพ่นซอร์สและขับเคลื่อนโดยชุมชนคุณสามารถมีส่วนร่วมโดยทำตามคำแนะนำและเอกสารในหน้า Github หรือ ใช้งานโหนด IPFS ของคุณเอง.

ใช้กรณีและผลกระทบ

มีกรณีการใช้งานที่สำคัญบางอย่างสำหรับ IPFS อยู่แล้วและแน่นอนว่าจะเกิดขึ้นเนื่องจากโปรโตคอลยังคงพัฒนาต่อไป การนำเสนอสถาปัตยกรรม P2P แบบกระจายใหม่สำหรับอินเทอร์เน็ตมาพร้อมกับความซับซ้อน แต่คุณสามารถเห็นประโยชน์ได้จากทุกอย่างตั้งแต่การประหยัดทางการเงินจำนวนมากในการจัดเก็บข้อมูลและแบนด์วิดท์ไปจนถึงการรวมเข้ากับเครือข่ายบล็อกเชนแบบกระจาย.

ข้อดีที่เห็นได้ชัดที่มาพร้อมกับรูปแบบการจัดเก็บข้อมูลแบบกระจายของ IPFS นำไปใช้กับการจัดเก็บข้อมูลที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นอย่างมากและไม่เปลี่ยนรูปแบบถาวรควบคู่ไปด้วย.

เว็บไซต์จะไม่ถูกส่งต่อไปยังข้อความแสดงข้อผิดพลาด 404 ที่เป็นวัฏจักรอีกต่อไปเนื่องจากเซิร์ฟเวอร์ที่ถูกดาวน์หรือสายการเชื่อมโยง HTTP ที่ถูกขัดจังหวะ นอกจากนี้ยังมีข้อดีที่สำคัญสำหรับนักวิจัยในแง่ของประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้ที่ต้องการแยกวิเคราะห์และวิเคราะห์ชุดข้อมูลขนาดใหญ่มาก.

ด้วยความแพร่หลายของ Big Data ในวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ประสิทธิภาพที่รวดเร็วและการจัดเก็บข้อมูลแบบกระจายที่ได้รับจาก IPFS จะกลายเป็นปัจจัยสำคัญในการเร่งความก้าวหน้า.

ผู้ให้บริการและผู้สร้างเนื้อหายังสามารถลดค่าใช้จ่ายที่เกี่ยวข้องกับการส่งข้อมูลจำนวนมากให้กับลูกค้าได้อย่างมาก การทำซ้ำในปัจจุบันของกระบวนทัศน์นี้ถูกขัดขวางโดยการเพิ่มต้นทุนแบนด์วิดท์และผู้ให้บริการข้อมูลจะถูกเรียกเก็บเงินสำหรับข้อตกลงแบบเพียร์.

ค่าใช้จ่ายที่เกี่ยวข้องกับการนำเสนอเนื้อหาผ่านโครงสร้างพื้นฐานแบบรวมศูนย์ของเครือข่ายที่เชื่อมต่อระหว่างกันจะเพิ่มขึ้นเท่านั้นและสร้างสภาพแวดล้อมที่ขาดประสิทธิภาพที่สำคัญและการรวมศูนย์ต่อไปเพื่อพยายามเอาชนะภาระเหล่านี้.

ใช้ IPFS, รูปภาพจาก จิตใจของ Blockchain

นอกจากนี้การรวมศูนย์เซิร์ฟเวอร์ยังนำไปสู่การสอดแนมของรัฐบาลการเพิ่มความชุกของการโจมตี DDoS การเซ็นเซอร์ ISP และการขายข้อมูลส่วนตัว.

ดังที่ Juan Benet ผู้สร้าง IPFS กล่าวว่า“ เนื้อหาบน IPFS สามารถเคลื่อนย้ายผ่านพ่อค้าคนกลางที่ไม่น่าเชื่อถือได้โดยไม่ต้องควบคุมข้อมูลหรือทำให้ข้อมูลนั้นตกอยู่ในความเสี่ยง”

ในที่สุดการรวม IPFS เข้ากับเทคโนโลยีบล็อกเชนดูเหมือนจะลงตัว การใช้ IPFS ภายในธุรกรรมบล็อกเชนคุณสามารถวางลิงก์ถาวรที่ไม่เปลี่ยนรูปได้ การประทับเวลารักษาความปลอดภัยข้อมูลของคุณโดยไม่ต้องจัดเก็บไว้บนเชนจริง ๆ ซึ่งจะนำไปสู่การลดการบวมของบล็อคเชนและเป็นวิธีที่สะดวกสำหรับโซลูชันออฟเชนที่ปลอดภัยเพื่อช่วยในการปรับขนาดบล็อกเชน.

IPFS ถูกรวมอยู่ในแพลตฟอร์มสกุลเงินดิจิทัลจำนวนมากและมีศักยภาพที่จะช่วยให้อุตสาหกรรมสามารถปรับขนาดได้โดยการจัดเตรียมสถาปัตยกรรมระบบไฟล์แบบเพียร์ทูเพียร์และกระจายซึ่งจำเป็นเพื่อเป็นรากฐานในการช่วยสนับสนุนการเติบโตของแพลตฟอร์มสกุลเงินดิจิทัล.

สรุป

อย่างที่คุณเห็น IPFS เป็นโปรโตคอลที่ซับซ้อนทั้งทางเทคนิคและเชิงแนวคิดที่มีความทะเยอทะยานสูงในการปฏิวัติการแลกเปลี่ยนข้อมูลผ่านอินเทอร์เน็ต.

HTTP ประสบความสำเร็จในสิทธิของตัวเองและช่วยให้อินเทอร์เน็ตก้าวไปสู่ขั้นตอนที่ยิ่งใหญ่ในปัจจุบัน แต่เทคโนโลยีใหม่ ๆ กำลังเกิดขึ้นและความต้องการโครงสร้างพื้นฐานที่ปฏิรูปและกระจายได้ทำให้ตัวเองเป็นที่ประจักษ์.