گاهی اوقات یک وب سایت یا اپلیکیشن جدید برای حل یک مشکل کافی نیست و شما باید طراحی بنیادی اینترنت را دوباره مرور کنید. IPFS یکی از راه های انجام این کار است.
پروتکل IPFS یک گام فناوری بسیار بزرگ است که اصول کار سرورها و شبکه های اینترنتی را تغییر می دهد. تفاوت هایی با معماری شبکه متمرکز و غیرمتمرکز دارد که قبلاً می شناسید (یا حتی اگر نمی دانید روزانه با آنها تعامل دارید). این پروژه ای است که دستاوردهای بزرگی از نظر امنیت و عملکرد بدون خطا داشته است و همچنان در حال تکامل است. اما این دقیقن چیه؟
IPFS چیست؟
IPFS یا سیستم فایل بین سیاره ای، یک پروتکل و شبکه همتا به همتا برای ذخیره و به اشتراک گذاری داده ها در یک سیستم فایل توزیع شده است. مانند HTTP است، با این تفاوت که بیشتر شبیه بیت تورنت ساخته شده است. IPFS امکان آدرس دهی به محتوا (بازیابی یک فایل بر اساس محتوای آن، به جای نام یا مکان) در شبکه و اشتراک گذاری با ارتباطات سرتاسر را فراهم می کند. طراحی اولیه پروژه متعلق به Juan Benet است. IPFS منبع باز است و جامعه قوی دارد.
بیت کوین تاثیر زیادی بر ظهور IPFS داشت. ویژگی های طراحی مانند معماری شبکه در ذخیره سازی داده ها، حذف رکوردهای مکرر و آدرس دهی گره های متصل به شبکه از پروتکل بلاک چین بیت کوین پدید آمده است. علاوه بر این، فناوری‌های GIT (سیستم کنترل نسخه) و تورنت نیز در فناوری IPFS گرد هم آمده‌اند.
هدف IPFS چیست؟
ماموریت IPFS ایجاد یک وب دائمی و انجام این کار با جایگزینی HTTP است. IPFS به عنوان راه حلی برای محدودیت های موجود در روش فیزیکی طراحی شده وب تکامل یافته است. برای درک بهتر این موضوع، برخی از ویژگی های وب امروزی را در نظر بگیرید.
زیرساخت وب امروزی
اگر چشم انداز فیزیکی وب امروزی، توپولوژی آن را بررسی کنید، بهتر می توانید تفاوت های IPFS را ببینید. ابتدا دو رویکرد برای طراحی وب در نظر بگیرید: یک شبکه معماری متمرکز و یک شبکه معماری غیرمتمرکز.
در شبکه های معماری متمرکز، تنها یک سرور وجود دارد. چنین شبکه هایی دارای مشکلات مقیاس پذیری مختلفی هستند و مشکلات دیگری مانند داشتن یک نقطه شکست وجود دارد. این مشکل به این معنی است که در صورت از کار افتادن سرور، تمام عملکردها از بین می روند. شبکه های معماری متمرکز نیز می توانند عملکرد ضعیفی از خود نشان دهند.
در مقابل، شبکه‌های معماری غیرمتمرکز از یک سیستم کاملاً متفاوت استفاده می‌کنند که مقیاس‌پذیر است و با چندین سرور کار می‌کند. از نظر کارایی از طراحی های متمرکز بهتر عمل می کند و در صورت بروز خطا و مشکلات سیستم، مکانیزم مدیریت خطا بسیار بهتری دارد. اما برای دستیابی به همه اینها می توان به هزینه های بالایی نیاز داشت.
رویکرد متفاوت IPFS
اگر توپولوژی IPFS را بررسی کنید، با یک معماری کاملاً توزیع شده مواجه خواهید شد. آنها گره هایی دارند که می توانند هر دو عملیات سرور و سرویس گیرنده را مدیریت کنند. به همین دلیل آنها بسیار کارآمد عمل می کنند. برای درک آسانتر این موضوع، نمودار زیر را بررسی کنید:
با فناوری وب HTTP امروزی، می توانید ببینید که یک ساختار متمرکز کارایی کمتری دارد. یک معماری توزیع‌شده کارآمدتر است، اما با فناوری وب مبتنی بر HTTP، هزینه‌ها خیلی سریع افزایش می‌یابد.
IPFS یک راه حل ارائه می دهد. با HTTP می‌توانید بپرسید که در یک مکان خاص (مانند آدرس وب) چه چیزی وجود دارد، اما با IPFS می‌توانید بپرسید که یک فایل خاص کجاست (مانند یک رایانه نزدیک).
اجازه دهید با یک مثال این موضوع را روشن کنیم. زمانی که معلم شما یک لینک وب را با شما به اشتراک می گذارد، فرض کنید که در دانشگاه با 100 نفر دوره می گذرانید. وقتی 100 دانش آموز می خواهند به این وب سرور دسترسی داشته باشند، 100 درخواست مختلف به سرور می رود. در پاسخ، 100 پاسخ از سرور می آید. این روش از نظر کارایی یک روش ایده آل نیست. علاوه بر این، هنگامی که یک مشکل سمت سرور (مانند حذف داده ها، مشکل ارتباط در سمت ISP یا مسدود کردن محتوای مبتنی بر کشور) وجود دارد، این فرآیند برای HTTP پیچیده تر می شود.
حالا بیایید این مثال را با استفاده از IPFS در نظر بگیریم. اما ابتدا، بیایید به نحوه عملکرد IPFS بپردازیم. بگویید پیوند HTTP در مثال قبلی http://196.224.181.175/folder/data.txt بود. یک پیوند IPFS قابل مقایسه در ساختاری مانند /ipfs/WhsYEWbqs0R/folder/file.txt خواهد بود.
شما نرم افزار خاصی را برای دسترسی به معماری /ipfs نصب می کنید. پس از نصب، می توانید از سیستم فایل به گونه ای بازدید کنید که گویی یک دیسک مجازی وجود دارد یا گویی به یک آدرس وب HTTP دسترسی دارید.
وقتی معلم پیوند را بین دانش‌آموزان توزیع می‌کند، دانش‌آموزانی که درخواست را ارسال می‌کنند، می‌توانند داده‌ها را با توجه به نزدیکی خود به سایر افرادی که قبلاً آن را درخواست کرده‌اند، دریافت کنند. اگر نگران یکپارچگی داده‌ها هستید، تکنیک‌های رمزنگاری (گرفتن هش داده‌ها) برای تأیید اینکه فایل صحیح را دریافت می‌کنید وجود دارد.
به عبارت دیگر، بدون آسیب رساندن به یکپارچگی داده ها، می توان با اتصال به شخصی که قبلاً آن را از سرور مرکزی دریافت کرده است، به داده های مورد نظر خود دست یافت. در این مرحله، IPFS از فناوری تورنت استفاده می کند.
IPFS و بلاک چین
IPFS شباهت های ساختاری با بلاک چین دارد. به همین دلیل، IPFS و بلاک چین می توانند با موفقیت با هم کار کنند. Juan Benet، مخترع IPFS، قابلیت همکاری بلاک چین و IPFS را یک ازدواج کامل می نامد. آزمایشگاه پروتکل که توسط Juan Benet تأسیس شد، در حال حاضر میزبان توسعه چندین پروژه علاوه بر IPFS است.
یکی از ابتکارات آزمایشگاه پروتکل، پروژه IPLD (داده های پیوند بین سیاره ای) است. با این پروژه، زنجیره های بیت کوین و اتریوم به شبکه توزیع شده IPFS منتقل می شوند. با این پروتکل می توان بسیاری از معماری های بلاک چین را در شبکه IPFS ذخیره کرد.
یکی از اهداف در اینجا تضمین امنیت بلاک چین است. هدف دیگر دسترسی به کاربران مختلف است که از ادامه وجود این داده ها در شبکه اطمینان حاصل کنند. آنها این کار را با پاداش دادن به کاربرانی که داده‌ها را در شبکه ذخیره می‌کنند با یک ارز دیجیتال جایگزین به نام Filecoin انجام می‌دهند.
آینده IPFS
به نظر می رسد IPFS از بسیاری جهات بر استفاده از اینترنت در آینده تأثیر می گذارد. با سرعت بسیار زیادی در حال توسعه است و استفاده از آن روز به روز در حال افزایش است. IPFS در برنامه هایی که به ذخیره سازی داده ها، اشتراک گذاری فایل یا امنیت سطح بالا نیاز دارند، رایج تر می شود.
IPFS، از سرورها و گره های بسیاری از سراسر جهان برای ذخیره فایل ها و داده ها استفاده می کند. وقتی هر یک از این سرورها یا گره ها آسیب ببیند، بقیه شکاف را می بندند و شما می توانید سیستم را بازیابی کنید.
در این دنیایی که میلیون‌ها داده در هر دقیقه متولد می‌شوند، حفظ این داده‌ها و تضمین امنیت آنها با فناوری‌هایی مانند IPFS تکامل می‌یابد. به نظر می رسد معماری های توزیع شده و غیرمتمرکز در آینده بسیاری از مناطق را تصاحب کنند.