Hệ thống lưu trữ liên hành tinh (IPFS) là một mạng lưới blockchain được sử dụng để lưu trữ tất cả các loại tệp theo cách phi tập trung, ngang hàng (P2P) và không tin cậy. Nó nhằm mục đích thay thế Giao thức truyền siêu văn bản (HTTP), giao thức phản hồi yêu cầu thống trị trên Internet. Do đó, nó tìm cách cách mạng hóa khả năng tìm kiếm, lưu trữ và chuyển thông tin của web. Được giới thiệu lần đầu tiên vào năm 2014, IPFS giới thiệu nhiều phương pháp khác nhau để tăng tiết kiệm băng thông, bảo toàn thông tin và phân quyền web để đảm bảo tốc độ, hiệu quả, bảo mật và tính mở.
IPFS là gì?
Hệ thống nộp hồ sơ liên hành tinh IPFS là một giao thức siêu phương tiện ngang hàng (P2P) được thiết kế để làm cho Internet nhanh hơn, an toàn hơn và cởi mở hơn. Ban đầu nó được tạo ra bởi Juan Benet để chuyển các tập dữ liệu khoa học có kích thước lên đến 100 GB giữa các đồng nghiệp. Ông nhận thấy rằng các phương pháp truyền và lưu trữ thông tin trên web hiện nay rất chậm, được rất ít người kiểm soát và có thể dễ dàng bị hack. Với những quan sát này, Benet đặt ra mục tiêu cải thiện hệ thống thông qua IPFS từ các khía cạnh sau:
- Tốc độ: Hiện tại, Giao thức truyền siêu văn bản (HTTP) là dạng giao thức phản hồi yêu cầu phổ biến nhất trong mô hình tính toán máy khách-máy chủ (web). Tuy nhiên, khi HTTP chỉ tải xuống từ một máy chủ, P2P IPFS lấy các phần từ nhiều nút (người dùng) đồng thời, có nghĩa là tiết kiệm băng thông đáng kể.
- Hiệu quả: Cấu trúc phi tập trung của IPFS hoạt động theo cách tương tự như BitTorrent . Các nút giữ bản sao của dữ liệu (tệp, phim, ảnh, v.v.) để sau đó gửi cho người dùng theo yêu cầu của hàm băm (mã định vị duy nhất cho tệp), tương tự như gieo hạt. Khi dữ liệu được tải lên IPFS lần đầu tiên, chỉ một bản sao được tạo với một hàm băm, có nghĩa là có ít thông tin hơn để xử lý và yêu cầu nhu cầu lưu trữ ít chuyên sâu hơn. Ngoài ra, điều này có nghĩa là IPFS không dựa vào kết nối Internet mạnh mẽ như các hệ thống hiện tại, do đó làm cho thông tin có thể truy cập rộng rãi hơn.
- Bảo mật: Để đảm bảo rằng dữ liệu không bị sửa đổi hoặc giả mạo, IPFS sử dụng hai hệ thống. Đầu tiên, tất cả dữ liệu được tải lên hệ thống là bất biến, tức là không thể thay đổi. Thứ hai, mỗi tệp được cung cấp một dấu vân tay duy nhất – một hàm băm. Người dùng có thể so sánh mã băm mà họ đã tìm kiếm với mã băm mà họ nhận được. Nếu nó giống hệt nhau, thì thông tin bên trong cũng vậy.
- Phi tập trung: Hệ thống P2P của IPFS đảm bảo tính khả dụng của thông tin, bất kể sự kiểm duyệt. Hiện tại, web có tính tập trung cao, với các công ty đơn lẻ, chẳng hạn như Amazon Web Services hoặc Google Cloud, sở hữu các trang trại máy chủ khổng lồ chứa tất cả dữ liệu được xuất bản trực tuyến. Một chính phủ hoặc công ty lớn có thể kiểm duyệt hoặc thậm chí xóa sạch thông tin mà chúng ta có thể truy cập, điều này xảy ra ở các quốc gia bao gồm cả Trung Quốc và Triều Tiên. Bằng cách sử dụng hệ thống P2P phi tập trung và không tin cậy, IPFS đảm bảo mọi người đều có thể truy cập vào dữ liệu.
IPFS hoạt động như thế nào?
IPFS được xây dựng trên công nghệ blockchain, có nghĩa là nó phi tập trung và không đáng tin cậy, đồng thời dựa vào các nút của nó để lưu trữ và chia sẻ thông tin trên toàn mạng. Theo cách tương tự như các nút xác minh và lưu trữ thông tin (ví dụ: giao dịch tiền điện tử) trên Ethereum ( ETH ) hoặc Bitcoin ( BTC ), IPFS sử dụng các nút của nó để chia sẻ và lưu trữ thông tin (tệp, video, v.v.) trên mạng của nó. Nó làm như vậy theo những cách sau:
- Tìm kiếm thông tin: Các máy chủ hiện tìm kiếm thông tin dựa trên URL, URL này cho web biết thông tin bạn muốn nằm ở đâu (ví dụ: một trang web). Điều này có thể có vấn đề khi máy chủ chuyển sang chế độ ngoại tuyến hoặc bị tấn công. IPFS bỏ qua đường dẫn này qua máy chủ bằng cách sử dụng mã băm duy nhất để định vị nội dung tệp. Mã băm truy cập trực tiếp vào tệp bạn đang tìm kiếm, trái ngược với vị trí tệp.
- Lưu trữ và bảo mật thông tin: Các tệp được lưu trữ trong Đối tượng dữ liệu IPFS trên blockchain. Mỗi Đối tượng Dữ liệu chứa tối đa 256 KB dữ liệu, nhưng có thể được liên kết với Đối tượng Dữ liệu IPFS tiếp theo để lưu trữ nhiều dữ liệu hơn. Do đó, toàn bộ dự án được lưu trữ trên các Đối tượng dữ liệu IPFS khác nhau được liên kết với nhau trên chuỗi khối, do đó làm cho dự án khó bị hack hoặc xóa hơn.
- Theo dõi lịch sử thay đổi dữ liệu: Mặc dù dữ liệu được lưu trữ trên IPFS là không thể thay đổi nhưng nó cho phép tạo phiên bản. Điều này có nghĩa là người dùng có thể tải lên các phiên bản cải tiến của tệp khi họ làm việc trên đó. Mỗi tệp được cấp mã băm riêng và được tải lên dưới dạng Đối tượng cam kết. Sau đó, chúng được liên kết theo cách tương tự như Đối tượng dữ liệu, cho phép chúng tôi theo dõi thứ tự tải lên và do đó xem tiến trình của thông tin (ví dụ: phiên bản của một luận án, tiểu thuyết, nghiên cứu, v.v.).
IPFS có thể được sử dụng như thế nào?
IPFS cho phép người dùng truy cập các tệp (video, trang web, bài báo, tài liệu nghiên cứu, v.v.) ở bất kỳ đâu mà không cần đến một bên tập trung. Điều này làm cho nó nhanh hơn, an toàn hơn và mở hơn. Người dùng có thể truy cập thông tin có thể bị kiểm duyệt, vì dữ liệu được truy cập trực tiếp từ nguồn. Hơn nữa, thông tin này có thể được truy cập ở các khu vực không có kết nối Internet tốt, do đó tiếp thêm quyền lực cho những người ở các nước nghèo hơn hoặc tham nhũng hơn.
Một chức năng khác, đặc biệt hữu ích cho các học giả hoặc doanh nghiệp, là khả năng theo dõi tiến trình công việc, vì IPFS liên kết từng phiên bản của tệp với phiên bản cuối cùng, do đó giữ một dấu vết tuyến tính. Cuối cùng, cái tên InterPlanetary ám chỉ thực tế là trong tương lai thông tin này có thể được chuyển giữa các hành tinh. Hiện tại, trong điều kiện tốt, sẽ mất bốn phút để gửi một yêu cầu thông tin từ Sao Hỏa đến Trái đất và bốn phút để gửi lại, cộng với vài mili giây thời gian xử lý. Tuy nhiên, nếu nội dung đã được tải xuống trên Sao Hỏa một lần, thì tệp sẽ được lưu trữ ở đó và do đó có thể được tải xuống ngay lập tức. Về mặt này, IPFS thực sự là web của tương lai.
Ai đứng sau IPFS?
Juan Benet tốt nghiệp ngành khoa học máy tính tại Stanford. Ông đã nhìn thấy lợi ích của việc cắt bỏ quyền kiểm soát trung tâm trong cuộc cách mạng âm nhạc do Napster dẫn đầu, nơi âm nhạc lần đầu tiên trở nên không giới hạn và miễn phí. Bất chấp sự giám sát pháp lý cuối cùng đã triệt tiêu nhiều thành tựu này, anh ấy đã thấy những gì có thể xảy ra với kiến trúc mạng P2P.
Trong khi làm việc trong lĩnh vực đổi mới khoa học vào năm 2013, Benet nhận ra rằng các công cụ được sử dụng để chia sẻ và lập phiên bản các bộ dữ liệu lớn không hiệu quả, dễ xảy ra lỗi và trì trệ do tập trung hóa. Trong nỗ lực thay đổi điều này, anh ấy đã kết hợp cấu trúc liên kết dữ liệu của GitHub với hệ thống P2P của BitTorrent để tạo ra IPFS. Với điều này, anh ấy đã thành lập Protocol Labs vào tháng 5 năm 2014, với IPFS và Filecoin là hai trong số các dự án đầu tiên của anh ấy.
Hạn chế của IPFS là gì?
IPFS mang đến một cái nhìn thú vị về một tương lai với khả năng truy cập dữ liệu nhanh hơn và không có sự kiểm duyệt của chính phủ, nhưng mức độ khả thi của nó hiện tại như thế nào và nó đặt ra những thách thức gì?
- Không có cách nào để tìm kiếm: Việc sử dụng địa chỉ dựa trên nội dung (băm) của IPFS đảm bảo rằng thông tin không thay đổi và tránh sự cố trang web. Tuy nhiên, vẫn chưa rõ cách duyệt thông tin trên hệ thống mới này. IPFS là nơi các cá nhân có thể lưu trữ một lượng lớn nội dung, vì vậy việc có một hệ thống tìm kiếm thân thiện với người dùng là điều cần thiết. Nếu không có công cụ tìm kiếm có thể truy cập, nó giống như Internet mà không có Google. Rõ ràng, IPFS được xây dựng với tính năng tìm kiếm băm, nhưng điều này khiến những người ít có khuynh hướng về công nghệ xa lánh. Vì điều này có thể dễ dàng sửa chữa và đang được thảo luận trong các diễn đàn của riêng họ , chỉ là vấn đề thời gian cho đến khi một hệ thống tìm kiếm dễ dàng hơn được triển khai.
- Không được kiểm soát: Là một mạng phi tập trung, IPFS mang Internet trở lại với mọi người, nhưng điều này cũng đi kèm với những nguy hiểm. Quá nhiều dữ liệu mà không có điểm trung tâm đặt ra câu hỏi về việc nó sẽ được điều chỉnh như thế nào. Làm cách nào để có thể hạn chế nội dung có hại, chẳng hạn như tin tức giả mạo, ngôn từ kích động thù địch, các nhóm khủng bố, chợ đen hoặc vi phạm bản quyền? Các blockchain khác sử dụng bằng chứng công việc hoặc bằng chứng cổ phần để xác minh các giao dịch và thông tin, nhưng ai hoặc cái gì có thể xác minh và điều chỉnh những thông tin phức tạp như bài báo, video và những thứ tương tự?
- Tính khả dụng của tệp: Mỗi người dùng hoặc nút lưu trữ bộ nhớ cache của các tệp họ đã tải xuống, có nghĩa là chúng luôn có thể truy cập được đối với những người dùng khác. Tuy nhiên, nếu tất cả các nút lưu trữ một phần thông tin ngừng sử dụng hệ thống, thì dữ liệu đó sẽ bị mất và không thể truy cập được, giống như BitTorrent không có trình phân tích. Điều này có nghĩa là người dùng được khuyến khích giữ các bản sao là điều tối quan trọng. Với ý nghĩ này, IPFS đã thiết kế Filecoin, khuyến khích người dùng lưu trữ các bản sao dữ liệu trực tuyến càng lâu càng tốt.
- Thiếu phần thưởng dành cho người sáng tạo nội dung: Nếu tất cả thông tin thuộc về người dùng, không có bên tập trung nào tìm kiếm lợi nhuận, thì sẽ không có quảng cáo hoặc các công cụ tạo lợi nhuận khác. Điều đó đặt ra câu hỏi, những người sáng tạo nội dung sẽ được thưởng như thế nào? Và nếu họ không được thưởng, thì có động lực nào để họ tạo thêm nội dung?
Làm thế nào để kiếm tiền với IPFS?
Như đã đề cập ở trên, một trong những vấn đề của IPFS là tính khả dụng của tệp. Để chống lại điều này, Filecoin được xây dựng dựa trên IPFS như một blockchain cung cấp thị trường lưu trữ. Sử dụng Filecoin, người dùng có thể bán bớt dung lượng ổ cứng dự phòng để lưu trữ dữ liệu và đổi lại nhận được tài sản dưới dạng Filecoin. Điều này khuyến khích người dùng giữ các tệp trực tuyến càng lâu càng tốt và thúc đẩy nhiều lưu lượng truy cập hơn vào IPFS do đây là một cơ hội kiếm tiền.
Kết luận
Sự phân quyền của IPFS và giảm sự phụ thuộc vào kết nối Internet mang đến một bước tiến thú vị vào một thế giới mà mọi người đều có thể truy cập thông tin. Nó đặc biệt hứa hẹn đối với những người ở những khu vực có kết nối Internet hạn chế, hoặc ở những khu vực mà chính phủ hạn chế quyền truy cập vào dữ liệu hoặc thao túng nó. Tốc độ và hiệu quả gia tăng của IPFS cũng đáng khích lệ và có lẽ mở ra con đường cho những tiến bộ công nghệ hơn nữa trên nền tảng này.
Tuy nhiên, có một số vấn đề cần được giải quyết – đáng chú ý nhất là bảo mật. Mặc dù người dùng có thể kiểm tra kỹ xem thông tin nhận được có khớp với thông tin được tìm kiếm (thông qua mã băm) hay không, nhưng vấn đề thiếu chính thức là điều đáng lo ngại. Một vấn đề khác là sáng tạo nội dung, vì không có động cơ cho việc tạo nội dung. Cuối cùng, và cụ thể hơn đối với IPFS, là khó khăn gặp phải khi tìm kiếm thông tin. Định địa chỉ dựa trên nội dung là thông minh, nhưng làm thế nào để người dùng xác định vị trí băm cần thiết ngay từ đầu? IPFS rõ ràng có rất nhiều thứ để cung cấp và có vẻ phù hợp để cách mạng hóa việc lưu trữ tệp và duyệt web, nhưng các vấn đề tồn đọng cần được giải quyết trước tiên.