Che cos'è IPFS?

IPFS (InterPlanetary File System) è un protocollo ipermediale open-source che consente ai peer di archiviare e distribuire dati in un unico file system distribuito.

L’autore della decisione — il fondatore e CEO della startup americana Protocol Labs, Juan Benet - lo ha definito una "web distribuita e permanente", tenendo presente che il sito creato in IPFS non può mai essere chiuso da nessuno.

"IPFS è un modello di archiviazione a blocchi ad alte prestazioni con hyperlink addressable by content", ha spiegato in un progetto di whitepaper.

Un file system interplanetario è un protocollo ipermediale peer-to-peer (P2P) progettato per rendere Internet più veloce, più sicuro e più aperto.

È stato creato per trasferire set di dati scientifici fino a 100 GB di dimensione tra i nodi. Benet ha rilevato che i moderni metodi di trasmissione e archiviazione delle informazioni sulla rete sono lenti, centralizzati e potrebbero essere facilmente hackerati. Sulla base di queste osservazioni, Benet ha deciso di migliorare il sistema con IPFS nei seguenti aspetti:

• Velocità: Attualmente, il protocollo di trasferimento ipertestuale (HTTP) è la forma più comune del protocollo request-response nel modello di calcolo client-server (Internet). Tuttavia, mentre HTTP scarica i dati da un solo server, IPFS P2P estrae frammenti simultaneamente da più nodi (utenti), il che significa un notevole risparmio di larghezza di banda.
• Efficienza: La struttura decentralizzata di IPFS funziona in modo simile a BitTorrent. I nodi memorizzano copie dei dati (file, film, immagini, ecc.) per poi inviarle all’utente su richiesta di un hash (codice identificativo univoco del file), come il seeding. Quando i dati vengono caricati per la prima volta in IPFS, viene creata una sola copia con un solo hash, il che significa che è necessario elaborare meno informazioni e richiedere meno spazio di archiviazione. Inoltre, ciò significa che IPFS dipende molto meno dalla connessione Internet rispetto ai sistemi moderni, rendendo le informazioni più accessibili.
• Sicurezza: IPFS utilizza due sistemi per garantire che i dati non vengano modificati o manomessi. Innanzitutto, tutti i dati caricati nel sistema sono immutabili. In secondo luogo, a ogni file viene assegnata un’impronta digitale univoca — un hash. L’utente può confrontare il codice hash che stava cercando con il codice hash ricevuto. Se è identico, lo è anche l’informazione contenuta al suo interno.
• Decentralizzazione: Il sistema IPFS P2P garantisce la disponibilità delle informazioni indipendentemente dalla censura. Attualmente, Internet è fortemente centralizzato e singole aziende, come Amazon Web Services o Google Cloud, possiedono enormi farm di server che memorizzano tutti i dati pubblicati su Internet. Un governo o una grande azienda può censurare o addirittura cancellare le informazioni a cui abbiamo accesso, come accade in alcuni paesi, tra cui Cina e Corea del Nord. Utilizzando un P2P decentralizzato e affidabile, IPFS garantisce la disponibilità dei dati per tutti.

Come funziona IPFS?

IPFS è costruito sulla tecnologia blockchain, il che significa che è decentralizzato e non richiede fiducia, e si affida ai suoi nodi per archiviare e scambiare informazioni sulla rete. Come i nodi che controllano e archiviano le informazioni, ad esempio, nel crypto, IPFS utilizza i suoi nodi per scambiare e archiviare informazioni (file, video, ecc.) sulla sua rete. Questo avviene nei seguenti modi:

• Ricerca delle informazioni: i server cercano attualmente informazioni basandosi sugli URL che indicano a Internet dove si trova l’informazione necessaria (ad esempio, un sito web). Questo può essere problematico quando il server è disconnesso o hackerato. IPFS bypassa questo percorso tramite il server utilizzando codici hash univoci per individuare il contenuto del file stesso. Il codice hash fa riferimento direttamente al file che stai cercando, non alla sua posizione.
• Archiviazione e protezione delle informazioni: i file sono archiviati in oggetti dati IPFS sulla blockchain. Ogni oggetto dati contiene fino a 256 KB di dati ma può essere associato a oggetti dati IPFS successivi per memorizzare più dati. In questo modo, l’intero progetto è archiviato in vari oggetti dati IPFS collegati tra loro tramite la blockchain, il che rende difficile hackerare o eliminare il progetto.
• Tracciamento della cronologia delle modifiche dei dati: sebbene i dati archiviati in IPFS siano immutabili, il sistema consente di gestire le versioni. Ciò significa che l’utente può scaricare versioni migliorate del file mentre vi lavora. A ogni file viene assegnato il suo codice hash e viene caricato come oggetto commit. Poi vengono collegati nello stesso modo degli oggetti dati, il che ci permette di tracciare l’ordine di caricamento e quindi vedere l’evoluzione delle informazioni (ad esempio, versioni della tesi, del romanzo, della ricerca, ecc.).

Quando le informazioni vengono caricate in IPFS, l’indirizzo per accedere all’oggetto, al file o ai dati dell’utente nel sistema viene formato con un collegamento non al server, ma al suo identificatore crittografico univoco hash (CID).

Quando ricarichi un file, il CID non cambia e ai file aggiornati vengono assegnati nuovi ID hash. Per consentire agli utenti che hanno avuto accesso alla versione iniziale del file di poterla conservare e accedere anche alle versioni successive, viene utilizzato il sistema di denominazione InterPlanetary Naming System (IPNS) — un analogo del DNS su Internet tradizionale.

Come uso IPFS?

IPFS consente all’utente di accedere ai file (video, siti web, articoli, ricerche, ecc.) ovunque senza la necessità di una parte centralizzata. Questo lo rende più veloce, più sicuro e più aperto. Gli utenti possono accedere a informazioni che altrimenti potrebbero essere censurate perché i dati vengono ottenuti direttamente dalla fonte. Inoltre, queste informazioni possono essere accessibili in regioni in cui non c’è una buona connessione Internet, il che rafforzerà ulteriormente i paesi più poveri o più corrotti.

Un’altra caratteristica, particolarmente utile per scienziati o aziende, è la possibilità di tracciare l’avanzamento del lavoro, poiché IPFS associa ogni versione del file alla precedente, mantenendo così una tracciabilità lineare. Infine, il nome InterPlanetary indica che in futuro queste informazioni potranno essere trasmesse tra pianeti. Attualmente, in buone condizioni, inviare una richiesta di informazione da Marte alla Terra richiederà quattro minuti, e altri quattro minuti per la risposta, più alcuni millisecondi di tempo di elaborazione. Tuttavia, se il contenuto è già stato scaricato una volta su Marte, il file sarà già lì archiviato e, quindi, potrà essere scaricato immediatamente. In questo senso, IPFS è davvero la rete del futuro.

IPFS è ancora in fase di sviluppo e può contenere errori e vulnerabilità nascoste. Tuttavia, si presume che IPFS possa essere conveniente per archiviare informazioni importanti e creare siti statici.

In pratica, il suo utilizzo aumenta la velocità di trasferimento dei dati e il throughput della rete riduce il carico sui nodi grazie alla sua distribuzione, consente di aggirare la censura e di evitare attacchi DDoS e la comparsa di link "morti". Non esiste un singolo punto di guasto nel sistema e i nodi non hanno bisogno di fidarsi l’uno dell’altro. Inoltre, teoricamente, i contenuti in IPFS possono essere archiviati per sempre.

La prima risorsa web con supporto IPFS nel 2015 è stata il servizio di hosting Neocities. Basandosi su IPFS, sono state create una piattaforma video decentralizzata DTube, una piattaforma di trading online OpenBazaar e altre soluzioni.

Il link IPFS aggiunto alla transazione di criptovaluta consente di salvare enormi quantità di dati protetti da modifiche nella blockchain, senza appesantirla. Ad esempio, in primavera di quest’anno, dopo l’arresto di Julian Assange, uno degli sviluppatori di Bitcoin Cash ha pubblicato sul sito Wikileaks.cash in IPFS e sotto forma di link nella blockchain BCH un archivio completo dei documenti di Wikileaks — circa 30 GB.

Dal 2014, il team di sviluppo di Protocol Labs sta lavorando anche alla creazione di Filecoin, un servizio di hosting decentralizzato basato su IPFS. Il progetto si sta preparando a lanciare reti di test e mainnet, ma già nel 2018 Huang Benet ha scoperto che i risultati della sua azienda hanno ispirato i creatori di TRON: diverse pagine della documentazione di Filecoin e IPFS, in forma leggermente modificata, sono entrate nel whitepaper di questo progetto cinese. E nella primavera del 2019, TRON ha annunciato l’intenzione di lanciare la propria versione di IPFS basata su BitTorrent — BTFS.

Come avviare un nodo IFPS

Il pacchetto software ufficiale di Protocol Labs, IPFS Desktop. È disponibile per Windows, Mac e Ubuntu e consente di installare e gestire il tuo sito in modo da poter aggiungere i tuoi file alla rete.

Nel frattempo, IPFS Companion è un componente aggiuntivo per browser web disponibile per Chrome, Edge, Brave, Firefox e Opera. Ti consente di interagire con un desktop IPFS e con un host IPFS installato direttamente dal tuo browser. Inoltre, aggiunge il supporto per gli indirizzi ipfs:// per i browser che inizialmente non li supportano.

Prospettive principali

IPFS è una delle piattaforme di criptovalute che aiuta a scalare il settore fornendo un’architettura file system peer-to-peer e distribuita, necessaria come base per sostenere la crescita delle piattaforme di criptovalute.

"I contenuti in IPFS possono passare attraverso qualsiasi intermediario inaffidabile senza ridurre il controllo sui dati e senza metterli a rischio", ha detto Juan Benet.

A suo parere, l’integrazione di IPFS con la tecnologia blockchain è molto vicina all’ideale. Utilizzando IPFS all’interno di una transazione blockchain, è possibile inserire link permanenti che non cambiano.

I timestamp proteggono i dati senza la necessità di archiviarli on-chain, il che è un metodo conveniente per soluzioni sicure off-chain che aiutano a scalare le blockchain.

Secondo bytwork.com, molti servizi Web3 utilizzano già IPFS in un’ampia gamma di applicazioni differenti.

• Filecoin è la rete di area di archiviazione distribuita proprietaria di Protocol Labs (SAN) basata su IPFS. Questo incoraggia gli operatori dei nodi a collocare i file utilizzando ricompense in criptovaluta.
• Audius è un servizio musicale decentralizzato che utilizza IPFS per ospitare i propri file audio.
• Pinata è un servizio di hosting di NFT che utilizza IPFS per eseguire il backup dei collezionabili crittografici per partner come Realistic e Sorare.
• OpenBazaar è una piattaforma di e-commerce peer-to-peer gestita da IPFS.
• Morpheus.Network è un servizio di supply chain network che utilizza anch’esso IPFS.