Hãy tưởng tượng rằng bạn đang tải xuống các meme mới nhất và bạn đã kiên nhẫn chờ đợi quá trình tải xuống hoàn tất. Meme, tất nhiên, là lửa, vì vậy bạn gửi cho bạn bè của mình một liên kết. Họ lấy tệp từ điện thoại của bạn, sau đó bắt đầu chia sẻ với bạn bè của họ. Tại thời điểm này, meme đang tồn tại trên vài chục thiết bị, vì vậy khi ai đó mới nhận được liên kết, họ thực sự kết nối với một số người khác và nhận được một vài phần từ mỗi người, khiến cho việc tải xuống khá nhiều ngay lập tức.
Nhờ Hệ thống tệp liên hành tinh, hệ thống rất thực tế, dễ sử dụng một cách đáng ngạc nhiên có thể là chìa khóa của chúng ta để có một Internet nhanh hơn, dân chủ hơn. Như đã mô tả ở trên, ý tưởng cơ bản là thiết bị của người dùng sẽ lưu trữ, lập chỉ mục và phân phối dữ liệu hiện đang tồn tại trên các máy chủ tập trung. Nếu điều đó nghe hơi giống tiền điện tử, thì bạn không sai - người đứng sau dự án, Juan Benet, đã mô tả IPFS là “Theo một nghĩa nào đó, làm với các trang web… những gì Bitcoin đã làm với tiền”.
Hệ thống tệp liên hành tinh là gì?
Nếu bạn biết cách hoạt động của BitTorrent hoặc bất kỳ công nghệ P2P (Peer-to-Peer) nào khác, thì bạn đã nắm được hầu hết cách để hiểu IPFS đang làm gì. Nó đang gửi các tệp (bao gồm các tệp HTML, CSS và JavaScript tạo nên hầu hết các trang web) và các phần tệp giữa các thiết bị của người dùng, giống như bạn sẽ hoàn toàn hợp pháp torrent một bản nhạc trên miền công cộng.
Điều đó có nghĩa là thay vì kết nối với máy chủ để xem một trang web, bạn chỉ cần kiểm tra xem có ai ở gần bạn đang lưu trữ trang (hoặc một số phần của nó) hay không và thay vào đó bạn kết nối với họ. Sau khi bạn tải trang xuống, thiết bị của bạn cũng sẽ lưu trữ trang đó trong một thời gian ngắn để người khác có thể lấy (hoặc các phần của trang) từ bạn. Nghe có vẻ hơi phức tạp, nhưng nó thực sự hiệu quả hơn rất nhiều so với hệ thống gửi dữ liệu hiện tại của chúng tôi qua một đường dẫn máy chủ-máy khách duy nhất bằng giao thức HTTP.
Tại sao nó lại tuyệt vời?
IPFS có một số lợi thế lớn so với web truyền thống:
- Phân phối nội dung nhanh hơn và hiệu quả hơn:bạn có thể tải xuống các phần tệp từ manu các nguồn gần gũi về mặt địa lý, giảm thiểu thời gian di chuyển và băng thông.
- Phân quyền:không một nguồn nào có thể kiểm soát dữ liệu hoặc quyền truy cập vào nó.
- Bảo quản thông tin:vì không có máy chủ duy nhất nào lưu trữ tất cả dữ liệu nên nó không thể biến mất và lấy đi tất cả các trang web GeoCities của bạn.
- Kết nối nhanh hơn và ổn định hơn ở các khu vực được kết nối kém:miễn là nội dung bạn muốn đã được tải xuống nơi bạn có thể truy cập, bạn thực sự không cần phải thực hiện kết nối khoảng cách xa hơn, điều này sẽ rất hữu ích trong các khu vực có kết nối lẻ tẻ hoặc bị xâm phạm.
- Khả năng chống kiểm duyệt:không hoàn hảo nhưng tốt hơn mô hình tập trung.
Cách hoạt động:phiên bản ngắn
Bất kỳ ai cũng có thể sử dụng mạng IPFS ngay bây giờ, vì nó rất thân thiện với người dùng. Đây là những gì sẽ xảy ra:
- Khi bạn thêm tệp vào IPFS, tệp sẽ được chia thành các khối, mỗi khối được chạy thông qua một thuật toán và được gán một ID duy nhất. Toàn bộ tệp, bao gồm các ID khối này, cũng được gán một ID. Ban đầu, máy của bạn sẽ là nơi duy nhất mọi người có thể lấy tệp, nhưng các nút (máy) khác cũng có thể lấy và phân phối tệp.
- Nếu mạng nhận thấy rằng một số dữ liệu của bạn giống với nội dung đã được lưu trữ ở đó, mạng sẽ chỉ sử dụng dữ liệu đó thay vì thêm bản sao. Giả sử bạn đang tổ chức một “ấn bản sang trọng” của một album mà bạn đã ghi âm. Mười trong số các bài hát giống với album bạn đã ghi, nhưng hai trong số đó là mới, vì vậy khi bạn thêm chúng vào IPFS, hệ thống sẽ nhận ra các bản nhạc trùng lặp và sử dụng ID hiện có cho chúng, chỉ thêm ID mới cho hai bài hát mới.
- Mỗi nút trên mạng lưu trữ một số dữ liệu (có thể là dữ liệu mà nút muốn phân phối, cộng với dữ liệu mà nút đã mở gần đây) và một phần của chỉ mục giúp mọi người tra cứu nơi tìm nội dung trên mạng.
- Nếu bạn muốn mở một tệp, bạn yêu cầu mạng tra cứu ID của tệp đó và kết nối bạn với bất kỳ ai có tệp đó. Hệ thống đặt tên có tên IPNS giúp chuyển đổi các tên có thể đọc được của con người thành ID có thể đọc được của máy mà hệ thống sẽ tìm kiếm.
Bản dịch đơn giản hơn nữa:IPFS đặt tên cho mọi phần dữ liệu, tạo danh sách nơi dữ liệu đó đang tồn tại tại bất kỳ thời điểm nào và giúp các thiết bị gửi dữ liệu trực tiếp cho nhau.
Cách hoạt động:phiên bản kỹ thuật
Có ba điều chính khiến IPFS được đánh dấu:định địa chỉ nội dung cung cấp cho dữ liệu một danh tính, Merkle-DAGs cung cấp cấu trúc cho dữ liệu và các bảng băm phân tán cho bạn biết nơi tìm nó.
Giải quyết nội dung:cái gì, không phải ở đâu
Hầu hết nội dung hiện tại của chúng tôi có địa chỉ dựa trên vị trí (C:/ Users / Tên người dùng / Tài liệu, 192.124.249.3, v.v.) cho chúng tôi biết nơi cần đến để tìm dữ liệu. Điều đó sẽ không thực sự hoạt động trong một hệ thống phi tập trung, vì nội dung có thể được lưu trữ khá nhiều ở bất cứ đâu, vì vậy các hệ thống như IPFS và BitTorrent sử dụng "địa chỉ nội dung" thay thế.
Hệ thống định địa chỉ nội dung hoạt động bằng cách chạy một phần dữ liệu thông qua một thuật toán gán cho nó một ID duy nhất hoặc hàm băm. Mọi bản sao giống hệt nhau của tệp sẽ có cùng một ID, nghĩa là khi IPFS tra cứu, nó có thể tìm thấy mọi phiên bản được lưu trữ trên mạng.
Merkle-DAGs:mọi thứ đều có CID và chúng đều được kết nối
Nghe có vẻ giống một đảng chính trị của Đức, Merkle-DAG (Đồ thị vòng quay có hướng) thực sự là một cách để tổ chức dữ liệu. Trong hệ thống này, mọi phần dữ liệu đều có ID nội dung (CID) riêng của nó:thư mục, tệp, khối dữ liệu bên trong tệp - mọi thứ. Điều đó có nghĩa là các tệp có thể được chia thành các phần khác nhau, được xác thực và tập hợp lại.
Tài liệu IPFS mô tả nó như một “kịch bản hoàn toàn khó hiểu”, vì mọi thứ có thể được chia nhỏ thành một tập hợp dữ liệu có thể nhận dạng bằng CID. CID của một thư mục sẽ hướng bạn đến một tập hợp các CID tệp và thư mục, các CID của chúng sau đó sẽ hướng bạn đến các CID khác đại diện cho các phần nội dung khác, cũng với CID của riêng chúng. Bất kỳ thay đổi nào trong bất kỳ tệp nào cũng sẽ dẫn đến băm của nó và băm của thư mục cũng thay đổi.
Dữ liệu không thực sự tồn tại ở đây - nó chỉ cho bạn biết nơi để tìm tất cả và cách tất cả các phần nên được ghép lại với nhau khi bạn có. Merkle-DAG về cơ bản là thứ cung cấp cho tất cả các ID này một cấu trúc, rất giống hệ thống tệp trên máy tính của bạn.
Bảng băm phân tán:cách IPFS định vị nội dung
Vì vậy, làm thế nào để chúng ta tìm kiếm những người có dữ liệu mà chúng ta muốn? Về cơ bản, có một cơ sở dữ liệu lớn khớp các ID nội dung với vị trí của các máy tính đang lưu trữ nội dung đó và bản thân cơ sở dữ liệu đó được phân chia giữa mọi người trong mạng. Khi bạn yêu cầu một phần nội dung được đại diện bởi CID, máy tính của bạn sẽ tìm kiếm CID cho đến khi nó tìm thấy danh sách những người có nó. Sau đó, máy tính của bạn kết nối với những người đó, tải xuống các phần nội dung bạn cần và lắp ráp chúng. Đó là bảng băm phân tán - về cơ bản là một danh sách lớn về những người có những gì.
IPFS rất tuyệt, nhưng liệu nó có hiệu quả không?
IPFS bắt đầu hoạt động vào năm 2015 và nó đã đạt được tiến bộ nhanh chóng kể từ đó. Hàng chục ứng dụng và trang web đã được xây dựng dựa trên nó, chẳng hạn như hệ thống lưu trữ tệp blockchain (Filecoin) và thay thế GeoCities (Neocities). Nó được quản lý để đạt được sự kết hợp phù hợp giữa phân quyền và thân thiện với người dùng, đó có lẽ là lý do tại sao nó trở thành mục tiêu cho các dự án muốn tham gia vào phân cấp, như Sociall (một mạng xã hội phi tập trung) và Brave.
Cổng IPFS của Cloudflare là một thành công lớn và việc sử dụng mạng trở nên dễ dàng hơn mọi lúc; tất cả những gì bạn phải làm là tải xuống chương trình và cài đặt tiện ích mở rộng trình duyệt. Tất nhiên, vẫn có cuộc tranh luận về việc liệu đó có thực sự là giải pháp tốt nhất hay không - nó khác xa so với dự án duy nhất có cùng tầm nhìn - nhưng nó không có dấu hiệu chậm lại. Ngay cả khi nó không thay thế hoàn toàn HTTP, có vẻ như nó sẽ là một phần của phiên bản tiếp theo của Internet.