Ein umfassender Leitfaden zum Verständnis von IPFS – Cryptopolitan

IPFS (InterPlanetary File System) ist ein verteiltes System zum Speichern und Zugreifen auf Dateien, Websites, Anwendungen und Daten. IPFS wurde ursprünglich im Jahr 2015 vom IPFS-Projektteam mit dem Ziel entwickelt, eine verbesserte Methode zum Speichern, Freigeben und Zugreifen auf Inhalte im Internet zu schaffen. IPFS ist seitdem zu einem wichtigen Bestandteil vieler webbezogener Projekte und Aktivitäten geworden. Dieser Leitfaden gibt einen Überblick über IPFS und erklärt, wie es funktioniert, seine Vorteile und mögliche Anwendungsfälle.

Wie funktioniert IPFS?

IPFS ist ein revolutionäres verteiltes Speichernetzwerk, das sich von herkömmlichen Methoden zum Abrufen von Inhalten löst. Basierend auf den Prinzipien des Peer-to-Peer-Netzwerks ermöglicht IPFS Einzelpersonen den Zugriff auf Daten, ohne sich auf einen einzigen zentralen Server oder Host verlassen zu müssen. Durch sein einzigartiges Inhaltsadressierungssystem können Benutzer auf Inhalte zugreifen, die überall auf der Welt gespeichert sind, indem sie einfach ihre Adresse kennen.

Da die Inhalte über mehrere Peers auf der ganzen Welt gespeichert werden, werden Single Points of Failure eliminiert und die Datenverfügbarkeit mit verbesserter Ausfallsicherheit sichergestellt.

Es gibt drei Prinzipien von IPFS:

1. Inhaltsadressierung:

IPFS weist jeder Datei eine eindeutige Kennung (CID) zu, die es Benutzern ermöglicht, von jedem IPFS-Knoten auf der Welt auf Daten zuzugreifen.

Ein alltägliches Beispiel dafür ist, wenn jemand ein Buch in der Bibliothek anhand seines Titels sucht – diese Art der inhaltsbasierten Suche stellt sicher, dass ein Buch auch dann noch gefunden werden kann, wenn es an einen anderen Ort verschoben wurde. Umgekehrt ist die Verwendung der Standortadressierung zum Auffinden eines Artikels viel schwieriger; Beispielsweise ist der Versuch, ein Buch mit Anweisungen wie „Ich möchte das Buch im zweiten Stock, erster Stapel, drittes Regal von unten, vier Bücher von links“ zu finden, zeitaufwändig und nicht immer erfolgreich, wenn das Buch dies hat verlegt worden.

IPFS verwendet aus ähnlichen Gründen Inhaltsadressierung; Es ermöglicht Benutzern, Daten zu identifizieren und darauf zuzugreifen, ohne sich zu jedem Zeitpunkt um ihren physischen Standort kümmern zu müssen.

2. Gerichtete azyklische Graphen (DAGs)

IPFS verwendet DAGs, um Daten effizient und miteinander verknüpft zu speichern. Dadurch wird sichergestellt, dass alle Änderungen, die an einem einzelnen Datenelement vorgenommen werden, im gesamten IPFS-Netzwerk widergespiegelt werden.

DAGs sind eine Datenstruktur, die von verteilten Systemen wie IPFS verwendet wird, um Inhalte mithilfe von Merkle Trees zu verfolgen. Insbesondere wird jedem Merkle-DAG-Knoten eine eindeutige ID zugewiesen, die aus dem Wert seines Hashs besteht; diese Referenzierung von Inhalten über ihren Hashwert wird als Inhaltsadressierung bezeichnet.

Merkle DAGs bieten ein effektives Mittel für verteilte Systeme, um digitale Assets zu speichern und darauf zurückzugreifen.

3. Inhaltserkennung über verteilte Hash-Tabellen (DHTs)

IPFS stützt sich auf verteilte Hash-Tabellen (DHTs), um Dateien zu finden, die in seinem globalen Netzwerk gespeichert sind. Eine DHT ist eine Datenstruktur, die zum Speichern und Abrufen von Daten in einem verteilten System wie IPFS verwendet wird. Durch die Verwendung von Spanning Trees ist IPFS in der Lage, Inhalte schnell zu entdecken und zwischen Peers auf der ganzen Welt zu übertragen.

IPFS nutzt eine verteilte Hash-Tabelle (DHT) für die Inhaltserkennung. Eine DHT besteht aus einer Sammlung von Schlüssel-Wert-Paaren, die über alle Peers innerhalb eines verteilten Netzwerks verteilt sind. Da diese Informationen in mehreren Peers gespeichert sind, können Benutzer den gewünschten spezifischen Inhalt finden, indem sie diese Peers fragen.

Die Vorteile von IPFS

IPFS bietet mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen Netzwerkmethoden wie HTTP und FTP; Einige davon sind:

• Verbesserte Sicherheit – IPFS ist aufgrund seiner Verschlüsselungsalgorithmen hochgradig sicher, was es böswilligen Akteuren erschwert, auf Benutzerdaten zuzugreifen.

• Erhöhte Verfügbarkeit – IPFS verwendet Inhaltsadressierung, wodurch Benutzer unabhängig von ihrem physischen Standort auf der Welt auf Dateien zugreifen können. So ist sichergestellt, dass Daten immer verfügbar sind und schnell abgerufen werden können.

• Verbesserte Skalierbarkeit – IPFS ist ein verteiltes System, was bedeutet, dass es einfach skaliert werden kann, wenn mehr Benutzer dem Netzwerk beitreten.

• Reduzierte Kosten – IPFS macht teure Hardware- und Softwareinfrastruktur überflüssig, was zu erheblichen Kosteneinsparungen führt.

Insgesamt bietet IPFS eine effiziente, sichere und kostengünstige Möglichkeit, Daten weltweit zu speichern und auszutauschen, ohne sich auf zentralisierte Server oder Netzwerke verlassen zu müssen. IPFS macht es für Einzelpersonen und Unternehmen einfacher als je zuvor, große Datenmengen schnell und sicher zu speichern. IPFS ist eine wertvolle Technologie, die den sicheren und schnellen Austausch von Informationen ermöglicht, was es zu einem leistungsstarken Werkzeug für die Zukunft macht.

Herausforderungen bei der Verwendung von IPFS und wie man sie überwindet

Da es sich bei IPFS um eine relativ neue Technologie handelt, müssen noch einige Probleme angegangen werden, damit IPFS sein volles Potenzial ausschöpfen kann.

• Ineffiziente Datenreplikation – Auf IPFS gespeicherte Daten können über zahlreiche Peers repliziert werden, aber dieser Prozess kann langsam und ineffizient sein, wenn Knoten ausfallen oder nicht mehr verfügbar sind.

• Fehlende Automatisierung – IPFS verfügt über kein automatisiertes System zur Inhaltserkennung, was bedeutet, dass Benutzer jeden Knoten im Netzwerk manuell abfragen müssen, um bestimmte Daten zu finden.

• Schwierigkeiten bei großen Dateien – IPFS eignet sich am besten für kleinere Dateien; Das Herunterladen größerer Dateien kann aufgrund ihrer Größe und der für die Replikation erforderlichen Datenmenge lange dauern.

Um diese Herausforderungen zu meistern, haben IPFS-Entwickler eine Reihe von Lösungen entwickelt. IPFS-Knoten können mit mehreren Peers konfiguriert werden, um sicherzustellen, dass Daten immer verfügbar sind und schnell repliziert werden. IPFS verwendet auch Sharding-Techniken, die große Dateien in kleinere Teile aufteilen und sie für schnellere Downloadzeiten über das Netzwerk verteilen. Darüber hinaus verwendet IPFS verteilte Hash-Tabellen (DHTs), die es Benutzern ermöglichen, auf IPFS gespeicherte Inhalte einfach zu finden, indem sie nahe gelegene Peers abfragen.

IPFS bietet eine API für den programmgesteuerten Zugriff auf die IPFS-Plattform, die eine automatisierte Inhaltserkennung für Anwendungen ermöglicht, die auf IPFS aufbauen.

Mögliche Anwendungsfälle

IPFS hat viele potenzielle Anwendungsfälle, einschließlich der folgenden:

– Hosten und Verteilen verteilter Apps (dapps)

– Speichern und Freigeben großer Dateien

– Dezentraler Cloud-Speicher

– Verbesserung der Sicherheit von Online-Transaktionen

– Verschlüsseln von Daten für eine sichere Kommunikation

– Filesharing-Plattformen

– Datenspeicherung und -abruf

– Verteilte Websites/Caching

– IPFS als Content Distribution Network (CDN).

IPFS beeinflusst die Zukunft der Webentwicklung und Inhaltsverteilung

IPFS hat das Potenzial, die Speicherung und gemeinsame Nutzung von Inhalten im Internet erheblich zu beeinflussen, und wird wahrscheinlich sowohl die Webentwicklung als auch die Verteilung von Inhalten revolutionieren. Die verteilte Natur von I PFS ermöglicht eine sichere Speicherung von Daten, ohne sich auf eine einzelne Quelle verlassen zu müssen, sodass Benutzer von überall auf der Welt auf Daten zugreifen können.

Es ermöglicht schnellere Downloads, verbesserte Skalierbarkeit und reduzierte Kosten im Vergleich zu herkömmlichen Methoden wie HTTP oder FTP. Es kann zur Automatisierung der Inhaltserkennung mithilfe seiner APIs verwendet werden, was es Entwicklern einfacher als je zuvor macht, Anwendungen auf IPFS zu erstellen.

IPFS verspricht eine effizientere Replikation von Daten im gesamten Netzwerk und reduziert Latenzprobleme im Zusammenhang mit anderen File-Sharing-Protokollen. All diese Vorteile zusammen machen IPFS zu einem unschätzbaren Werkzeug für die Zukunft der Webentwicklung und Inhaltsverteilung.

Zusammenfassung

IPFS ist ein leistungsstarkes Tool zum verteilten Speichern und Zugreifen auf Daten. Es verwendet Inhaltsadressierung, gerichtete azyklische Graphen (DAGs) und verteilte Hash-Tabellen (DHTs), um digitale Assets schnell und sicher zu identifizieren, zu speichern und abzurufen. IPFS bietet auch mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen Netzwerkmethoden, wie z. B. verbesserte Sicherheit, erhöhte Verfügbarkeit, verbesserte Skalierbarkeit und reduzierte Kosten.

IPFS hat viele potenzielle Anwendungsfälle, darunter das Hosten von dApps, das Teilen großer Dateien, dezentraler Cloud-Speicher, sichere Online-Transaktionen, Dateifreigabeplattformen und IPFS als CDN. Mit seiner Benutzerfreundlichkeit und Skalierbarkeit ist IPFS weiterhin eine attraktive Option für Einzelpersonen und Unternehmen, die Daten effizient speichern möchten, ohne auf zentralisierte Netzwerke angewiesen zu sein. IPFS könnte die Zukunft der Datenspeicherung und -freigabe sein.