Was ist IPFS?

IPFS oder InterPlanetary File System ist ein dezentrales Dateisystem, das die Sicherheit, den Datenschutz und den Widerstand gegen Zensur Ihrer Daten gewährleisten soll.

Das InterPlanetary File System-Projekt oder Interplanetary File System (IPFS) ist ein merkwürdiges Projekt mit einem ziemlich klaren Ziel: ein globales Computernetzwerk schaffen, das die Speicherung von Informationen vollständig dezentral, mit hoher Skalierbarkeit und natürlich mit großem Widerstand gegen Zensur jeglicher Art ermöglicht.

Sie können es sich als ein riesiges Netzwerk vorstellen, das riesige Mengen an Informationen enthält, die über die ganze Welt verteilt sind und auf die Sie völlig transparent und sicher zugreifen können. Ohne Zweifel die perfekte Ergänzung für das immer größer werdende Internet, dessen Reichweite mittlerweile auch die kleinsten elektronischen Geräte wie unsere Uhren, Wecker und sogar Kaffeemaschinen erreicht.

IPFS, die Anfänge des Projekts

IPFS ist eine Idee, die aus dem Kopf von Juan Benet stammt, einem Programmierer, der das Unternehmen im Jahr 2014 gründete. Protokolllabors. Allerdings dauerte es bis 2015, als Benet IPFS der Welt vorstellte. Die Idee ist, ein zu bauen rot P2P das ermöglicht denjenigen, die Teil davon sind, Informationen vollständig dezentral speichern und verteilen auf dem ganzen Planeten. Das System basiert auf der bekannten Technologie von verteilte Hash-Tabelle oder DHT, das gleiche, das in verwendet wird BitTorrent-Protokoll, von dem IPFS einige Funktionen für sein P2P-Netzwerk übernimmt.

Seitdem ist IPFS ein Projekt in ständiger Weiterentwicklung und Version 0.26.0 dieses Systems ist derzeit verfügbar. Obwohl es sich um eine Entwicklungsversion handelt, ermöglicht IPFS derzeit die stabile Bereitstellung vieler seiner endgültigen Funktionen, und viele davon werden noch ständig verbessert, was deutlich macht, dass es sich um ein System handelt, das wir bereits heute verwenden können.

Ein Dateisystem für das Internet

Warum wurde IPFS erstellt? Nun, im Grunde löst die Schaffung von IPFS einen gigantischen Bedarf an Speicherplatz, der mit dem aktuellen Internet, das wir haben, ständig wächst. Schätzungen zufolge wurden im Jahr 2019 weltweit insgesamt 42 Zettabyte an Informationen generiert. Das sind 42 Milliarden Terabyte an Informationen zusätzlich zu allen Daten, die bereits in den Vorjahren generiert wurden.

Aber das Hauptproblem bei diesen Daten ist das gelangen in die Hände Dritter, die diese in der Regel ausnutzen für ihre unterschiedlichen wirtschaftlichen Aktivitäten. Beispielsweise ist es nicht ungewöhnlich, dass Unternehmen wie Meta Ihre Daten in ihren sozialen Netzwerken erfassen und sie dazu verwenden, sie an Dritte zu verkaufen, die an Informationen interessiert sind, die möglicherweise aus Ihren Vorlieben oder Aktivitäten stammen, um Profile zu erstellen, die es ihnen ermöglichen, Angebote zu machen andere Produkte und Dienstleistungen. Es mag wie etwas Unschuldiges klingen, ist es aber nicht. Tatsächlich stellt dies eine Verletzung Ihrer Privatsphäre dar, da nicht nur Ihre Daten im sozialen Netzwerk verwendet werden, sondern auch alle Ihre Aktivitäten innerhalb und sogar außerhalb des Netzwerks verfolgt werden, sodass sie an Dritte verkauft werden können.

Andere Unternehmen wie Google Drive wiederum sind dazu in der Lage Analysieren Sie, was Sie schreiben, und speichern Sie es auf ihren Servern, und wenn sie etwas finden, das „gegen ihre Vorschriften verstößt“, löschen sie es einfach von ihren Servern, ohne Ihnen das Recht zu geben, diese Informationen auf einem anderen Medium zu schützen. Kurz gesagt, große Internetunternehmen nutzen Ihre Daten, um sie zu verkaufen und praktizieren in jeder Hinsicht unerträgliche Zensur.

Um dieses Problem zu lösen, wurde IPFS geboren. Die Idee von IPFS ist die Art und Weise, wie Daten gespeichert werden, verändern, Dadurch können diese vollständig dezentralisiert werden und die Zugriffskontrolle liegt jederzeit in Ihren Händen. Darüber hinaus ermöglicht IPFS unserem Computer, Daten von einer Website zu speichern und sie jedem zur Verfügung zu stellen, der sie benötigt. Nun, das ist IPFS, und ja, Sie irren sich nicht, es ähnelt dem, was BitTorrent zum Teilen von Dateien tut, nur dass in diesem Fall das Protokoll in Anwendungen und Websites integriert wird, wie wir sie ständig verwenden die Interaktion mit völlig transparentem IPFS.

Darüber hinaus würde IPFS die weltweite Speicherkapazität dramatisch erhöhen. Und das liegt daran, dass unsere Computer Teil dieser riesigen Datenplatte werden würden, auf der Informationen aus dem gesamten Internet gespeichert werden. Dies würde dazu beitragen, den Bedarf an Lagerraum zu decken (oder erheblich zu verringern), um die Nachfrage aus der ganzen Welt zu decken. Darüber hinaus würde es zur Dezentralisierung des Netzwerks beitragen und es uns sogar ermöglichen, einen vollständigen Verlauf der Informationen, die uns interessieren, in einem widerstandsfähigen und unzensierten Netzwerk zu speichern.

Wie funktioniert IPFS?

IPFS ist ein System, das nach dem Schema „Suche nach Inhalt“ arbeitet, d. h. jedes Mal, wenn wir eine Suche in IPFS durchführen, müssen wir dem System sagen, „was wir suchen“, anstatt ihm zu sagen, „wo es danach suchen soll“. ”

Lassen Sie uns einen Moment lang untersuchen, was das alles bedeutet, und zwar am Beispiel des heutigen Internets. Wenn wir eine Website im Internet besuchen, macht unser Browser Folgendes:

1. Nehmen Sie die URL oder Adresse und führen Sie eine DNS-Abfrage durch, um herauszufinden, unter welcher IP-Adresse sich dieser Server befindet.
2. Sobald er die IP-Adresse hat, stellt der Browser eine Informationsanfrage an den Server und beginnt mit dem Herunterladen der Informationen.
3. Es zeigt uns die Informationen der von uns angegebenen URL.

Dies ist eine ziemlich vereinfachte Form von allem, was jedes Mal passiert, wenn wir unseren Webbrowser verwenden. Diese Art von Operation wird als „Suche nach Ort“, und es wird so genannt, weil wir wissen müssen, wo sich die Informationen „befinden“, um darauf zugreifen zu können. Dieser Standort ist die IP-Adresse des Servers, und von dort aus entsteht die Situation, dass niemand möchte, dass Sie bei einem Serverausfall nicht auf die gesuchten Informationen zugreifen können, da der Standort nicht verfügbar ist.

Im Fall von IPFS ist dies jedoch der Fall „Suche nach Inhalt“ Es funktioniert völlig anders. Tatsächlich können wir es wie folgt aufschlüsseln:

1. Sie teilen dem System mit, nach welchen Inhalten Sie suchen.
2. Das System nimmt Ihre Informationsanfrage entgegen und sendet sie an das Netzwerk, wo die Knoten im System beginnen, auf Sie zu antworten. Darüber hinaus sind diese Informationen
   durch Verschlüsselung, ein Daten-Hash-System und digitale Signatur geschützt, um zu verhindern, dass jemand ohne entsprechende Genehmigung darauf zugreift.
3. Sie erhalten die Antwort von den Knoten, die Ihnen die im gesamten Netzwerk verfügbaren Versionen der Inhalte anzeigt.
4. Wenn Sie eine Option auswählen, können Sie auf den Inhalt und sogar auf den gesamten Verlauf zugreifen, denn wenn diese Option angezeigt wurde, liegt das daran, dass sie zum Zeitpunkt Ihrer Anfrage im Netzwerk aktiv war.

Das bedeutet, dass IPFS Suchvorgänge durchführt, die inhaltsdefiniert sind und auf die Netzwerkknoten antworten. Wenn Sie beispielsweise in IPFS auf Bit2Me Academy zugreifen möchten, müssen Sie lediglich Bit2Me Academy eingeben. Die Knoten, die Informationen von dieser Website speichern, zeigen Ihnen dann alle von ihnen gespeicherten Inhalte an, sodass Sie jederzeit darauf zugreifen können .

DHT, der Ausgangspunkt von IPFS

Der Ausgangspunkt von IPFS ist verteilte Hash-Tabelle oder DHT. Diese Funktion ist dafür verantwortlich, für jeden Inhalt im System einen eindeutigen und nicht wiederholbaren Hash zu erstellen. Darüber hinaus ist es auch dafür verantwortlich, einen globalen Suchindex für das gesamte verteilte Netzwerk zu erstellen, um sicherzustellen, dass der Inhalt des Netzwerks nicht dupliziert wird, und um die Umleitung von Suchen an die richtigen Knoten zu ermöglichen, sodass wir jederzeit auf die Informationen zugreifen können . .

Einfach ausgedrückt erstellt DHT eine riesige Bibliothek einzigartiger und nicht wiederholbarer Hashes, die es uns ermöglicht, schnell nach den gewünschten Inhalten zu suchen. Für dieses System verwendet IPFS das bekannte SHA-256-Hashes, das gleiche, das in Bitcoin und vielen anderen Kryptowährungen verwendet wird. Der Grund? Es ist einfach zu implementieren, sicher und aktuelle Hardware kann die Berechnungen ausführen, sodass für diese Arbeit nur wenig Rechenleistung bei der Generierung der Hashes erforderlich ist.

Eine DAG zur Verwaltung des Netzwerks

Ein weiterer wichtiger Teil der Funktionsweise von IPFS besteht darin, dass sein Netzwerk in einem riesigen Netzwerk strukturiert ist DAG oder gerichteter azyklischer Graph. In diesem Fall handelt es sich bei der IPFS-DAG konkret um eine Merkle-DAG, also eine, in der Jeder Knoten hat eine eindeutige Kennung Das ist ein Hash des Knoteninhalts.

Der verwendete Merkle DAG ist nur eine geringfügige Modifikation einer Blockchain, bei der jeder Block einen Merke Root hat und die Daten des Blocks zusammengefasst werden. In diesem Sinne wurde die DAG-Konstruktion aus einem sehr wichtigen technischen Grund der Blockchain vorgezogen: IPFS läuft asynchron und ist besser skalierbar. Darüber hinaus handelt es sich um ein Design, bei dem völlige Unveränderlichkeit nicht der Zweck ist (obwohl es möglich ist, das System so zu konfigurieren, dass es unveränderlich ist), und natürlich besteht keine Notwendigkeit, sich vor Angriffen wie Double Spending, 51 %-Angriff und anderen zu schützen .

Angesichts dieses technischen Panoramas ist die IPFS-DAG darauf ausgelegt, eine effizientere Umleitung von Inhalten und eine effizientere Suche zwischen Knoten zu ermöglichen. Darüber hinaus ermöglicht ein Merkle DAG die Erstellung von „Veränderungsgeschichten” die es uns ermöglichen, die einzelnen Änderungen der Dateien zu unterschiedlichen Zeitpunkten zu verfolgen und so problemlos durch sie zu navigieren. Auf diese Weise können wir nicht nur die neueste Version einer Website bewahren, sondern auch deren gesamten Verlauf vom Start bis zum aktuellsten Zeitpunkt. Darüber hinaus ermöglicht diese Funktion die Anwendung von drei wichtigen Funktionen:

1. Die erste ist die bekannte „Deduplizierung“, die verhindert, dass wir im Knoten und im gesamten Netzwerk doppelte Inhalte haben.
2. Der zweite ist als „Delta-Storage“ bekannt, bei dem kleine Dateien erstellt werden, die es uns ermöglichen, genau zu wissen, welche Inhalte zwischen verschiedenen Versionen geändert wurden. Wenn wir also einen bestimmten Basisinhalt nehmen und die entsprechenden Deltas hinzufügen, können wir einen aktuelleren (oder älteren) Inhalt als den entnommenen Basisinhalt neu erstellen.
3. Die dritte Funktion schließlich besteht darin, dass dieser DAG es dem Netzwerk ermöglicht, am Benutzerzugriff auf bestimmte Informationen teilzunehmen. Wenn sich ein Datenelement beispielsweise auf zwei oder mehr Knoten befindet, kann der Benutzer mit dem Herunterladen der Informationen von allen diesen Standorten beginnen, wodurch sich die Gesamtdownload- und Antwortzeit des Netzwerks verbessert.

Datenschutz in IPFS

Die Idee, unsere Daten auf Computern zu speichern, die über die ganze Welt verteilt sind, gefällt vielen nicht. Die Gefahr, die dies für unsere Privatsphäre darstellen könnte, ist immens. Wie löst IPFS dieses Problem?

Zunächst einmal sollten Sie wissen, dass sich alles in IPFS in einem öffentlichen Netzwerk befindet. Jeder kann also darauf zugreifen, indem er einen Client dafür hat. Alle Daten, die Sie in IPFS eingeben, werden also Teil der DHT- und Merkle-DAG des Netzwerks sein, sodass klar ist, dass auf alles zugegriffen werden kann.

Dies kann gelöst werden, da IPFS ein freies Softwaresystem ist und jede Person oder Gruppe von Entwicklern diese Funktion zum Netzwerk hinzufügen kann, wodurch Daten anonymisiert und sogar erweiterte Kryptografie hinzugefügt werden kann, um sie vor unbefugtem Zugriff zu schützen. Dies ist in der Tat bei mehreren Projekten der Fall, die IPFS für ihren Betrieb verwenden.

IPFS-Anwendungsfälle

Lassen Sie uns nun einige bemerkenswerte Anwendungsfälle dieser Technologie kennenlernen:

Filecoin

Mitten im ICO-Fieber von 2017 und auf der Suche nach einer Möglichkeit, ihre Idee zu finanzieren, wurde der ICO von Filecoin, ein Schwesterprojekt von Juan Benet und seiner Firma Protocol Labs. Die Idee von Filecoin ist die Schaffung eines Anreizsystem wodurch IPFS-Benutzer einen Anreiz haben, die Dateien zu speichern, die andere speichern möchten. Filecoin ermöglicht es, Speicherplatz zu mieten, der mit dem FIL-Token bezahlt werden kann.

Die Geschichte von Filecoin begann im Jahr 2017 und erst am 29. Oktober 2020 wurde das Netzwerk schließlich gestartet. Der Start des Projekts erregte große Aufmerksamkeit und zu diesem Zeitpunkt speicherte das Netzwerk bereits etwa 1,4 Exabyte an Informationen. Zusätzlich zu einer Marktkapitalisierung von über 1200 Milliarden US-Dollar und Kosten von mehr als 29 US-Dollar pro FIL-Token.

Audius

Audius ist eine Musik- und Audio-Sharing-Plattform, die Künstlern eine direkte Verbindung zu ihren Zuhörern bieten soll. Mithilfe dezentraler Technologie kann Audius Künstlern die Rechte und Kontrolle über ihre eigene Musik garantieren. All dies über eine zensurresistente Plattform für den Ausdruck und die Verbreitung künstlerischer Werke und Kompositionen. Um eine benutzereigene und betriebene Plattform zu schaffen, war es wichtig, ein verteiltes Cloud-Speichernetzwerk als Grundlage für das System zu haben. Audius nutzt IPFS als zentrale dezentrale Speicherkomponente in seiner Mission, jedem die Freiheit zu geben, beliebige Audiodaten zu teilen, zu monetarisieren und anzuhören.

OpenBazaar

OpenBazaar ist eine Peer-to-Peer-E-Commerce-Plattform, an der Käufer und Verkäufer anonym und privat teilnehmen können, ohne dass Daten von Lieferanten oder einer anderen zentralen Behörde erfasst werden. Die OpenBazaar-Plattform wurde von OB1 entwickelt, der auch Haven entwickelt hat, eine mobile Version von OpenBazaar, die Shopping, Chat und die Möglichkeit zum privaten Senden von Kryptowährungen bietet.

IPFS dient als Datenspeicherschicht für OpenBazaar und Haven. Im Netzwerk können Händler und Käufer Speicherknoten betreiben, sodass kein zentraler Server erforderlich ist. Durch die Verwendung von IPFS zur Schaffung dieses kollaborativen Netzwerks ermöglicht OpenBazaar Käufern und Verkäufern den Handel ohne Risiken. Risiken wie die zentralisierte Datenerfassung oder die Gefahr, dass Ihre persönlichen Daten gehackt werden.

OB1 baut seit 2015 erfolgreich auf IPFS auf. Das Peer-to-Peer-Netzwerk, das IPFS ermöglicht, ermöglicht es dem Team, eine Plattform bereitzustellen, auf der Menschen frei Waren austauschen können. Darüber hinaus ermöglicht es OB1, nur ein Technologieanbieter zu sein. Dies bedeutet, dass es sich nicht um einen Verkäufer von Produkten, einen „Eigentümer“ des Netzwerks oder eine Partei im Peer-to-Peer-Handel handelt.

Vor- und Nachteile von IPFS

Zu den Vorteilen von IPFS zählen:

1. Das Speichersystem ist vollständig dezentral.
2. Das Netzwerk ist hochskalierbar aufgebaut.
3. Das Netzwerk kann unter anderem Denial-of-Service-Angriffen standhalten, da es vollständig dezentralisiert ist. Auf diese Weise ist jederzeit ein zeitnaher Zugriff auf Informationen gewährleistet.
4. Die Nutzung ist völlig kostenlos und der Quellcode ist unter freien Softwarelizenzen verfügbar.
5. Es ist erweiterbar, so dass jeder ohne größere Probleme neue Funktionen anpassen kann. Sie können beispielsweise unter anderem Datenschutzmodule, eine Verbindung zu TOR und I2P hinzufügen.

Als Nachteile können wir erwähnen:

1. Da es sich um eine Entwicklung handelt, die sich noch in der Entwicklung befindet, ist ihr Einsatz in der Produktion noch nicht sehr umfassend.
2. Für unerfahrene Benutzer ist die Verwendung in solchen Systemen komplex.
3. Es verfügt standardmäßig nicht über Datenschutzerweiterungen.
4. Im Gegensatz zu Projekten wie SIA wurde IPFS nicht mit einem Anreizmodell im Kern konzipiert. Aus diesem Grund mussten sie separate Projekte wie Filecoin entwickeln, deren Integration eingeschränkt ist.