IPFS คืออะไร?

IPFS (InterPlanetary File System) คือโปรโตคอลไฮเปอร์มีเดียแบบโอเพนซอร์สที่ช่วยให้ผู้ใช้งานแบบ peer สามารถจัดเก็บและกระจายข้อมูลภายในระบบไฟล์แบบกระจายศูนย์เดียวได้

ผู้เขียนแนวคิดนี้ — ผู้ก่อตั้งและหัวหน้าสตาร์ทอัพสัญชาติอเมริกัน Protocol Labs Juan Benet - เรียกมันว่า "distributed, permanent web" โดยหมายถึงว่าเว็บไซต์ที่สร้างขึ้นบน IPFS จะไม่มีใครสามารถปิดได้เลย

"IPFS เป็นโมเดลจัดเก็บบล็อกประสิทธิภาพสูงที่มีไฮเปอร์ลิงก์แบบระบุตามเนื้อหา" เขาอธิบายไว้ใน whitepaper ของโปรเจกต์

ระบบไฟล์ระหว่างดาวเคราะห์เป็นโปรโตคอลไฮเปอร์มีเดียแบบ peer-to-peer (P2P) ที่ออกแบบมาเพื่อทำให้อินเทอร์เน็ตเร็วขึ้น ปลอดภัยขึ้น และเปิดกว้างขึ้น

มันถูกสร้างขึ้นเพื่อถ่ายโอนชุดข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ที่มีขนาดสูงสุด 100 GB ระหว่างโหนด Benet พบว่าวิธีการส่งและจัดเก็บข้อมูลบนเครือข่ายในปัจจุบันนั้นช้า มีการรวมศูนย์ และสามารถถูกแฮ็กได้ง่าย จากข้อสังเกตเหล่านี้ Benet จึงตัดสินใจปรับปรุงระบบด้วย IPFS ในด้านต่อไปนี้:

• ความเร็ว: ปัจจุบัน hypertext transfer protocol (HTTP) เป็นรูปแบบที่พบได้บ่อยที่สุดของโปรโตคอล request-response ในโมเดลคอมพิวติ้ง client-server (Internet) อย่างไรก็ตาม ในขณะที่ HTTP ดาวน์โหลดข้อมูลจากเพียงเซิร์ฟเวอร์เดียว IPFS แบบ P2P จะดึงข้อมูลชิ้นส่วนพร้อมกันจากหลายโหนด (ผู้ใช้) ซึ่งหมายถึงการประหยัดแบนด์วิดท์อย่างมาก
• ประสิทธิภาพ: โครงสร้างแบบกระจายศูนย์ของ IPFS ทำงานคล้ายกับ BitTorrent โหนดจะเก็บสำเนาของข้อมูล (ไฟล์ ภาพยนตร์ รูปภาพ ฯลฯ) เพื่อส่งให้ผู้ใช้ตามคำขอของ hash (รหัสระบุตำแหน่งเฉพาะของไฟล์) คล้ายกับการ seeding เมื่อข้อมูลถูกโหลดเข้าสู่ IPFS ครั้งแรก จะมีการสร้างเพียงหนึ่งสำเนาพร้อมหนึ่ง hash ซึ่งหมายความว่าต้องประมวลผลข้อมูลน้อยลงและใช้พื้นที่จัดเก็บน้อยลง นอกจากนี้ยังหมายความว่า IPFS ไม่ได้พึ่งพาการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตมากเท่าระบบสมัยใหม่ ทำให้ข้อมูลเข้าถึงได้มากขึ้น
• ความปลอดภัย: IPFS ใช้สองระบบเพื่อให้แน่ใจว่าข้อมูลไม่ถูกแก้ไขหรือปลอมแปลง ประการแรก ข้อมูลทั้งหมดที่ถูกโหลดเข้าสู่ระบบจะไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ ประการที่สอง ไฟล์แต่ละไฟล์จะได้รับลายนิ้วมือเฉพาะ — hash ผู้ใช้สามารถเปรียบเทียบรหัส hash ที่ต้องการกับรหัส hash ที่ได้รับ หากเหมือนกัน ข้อมูลภายในก็เหมือนกันด้วย
• การกระจายศูนย์: ระบบ P2P ของ IPFS รับประกันความพร้อมใช้งานของข้อมูลโดยไม่ขึ้นกับการเซ็นเซอร์ ปัจจุบันอินเทอร์เน็ตมีการรวมศูนย์สูง และบริษัทขนาดใหญ่รายเดียว เช่น Amazon Web Services หรือ Google Cloud เป็นเจ้าของศูนย์ข้อมูลขนาดมหึมาที่เก็บข้อมูลทั้งหมดซึ่งเผยแพร่บนอินเทอร์เน็ต รัฐบาลหรือบริษัทขนาดใหญ่สามารถเซ็นเซอร์หรือแม้แต่ลบข้อมูลที่เราเข้าถึงได้ ดังเช่นที่เกิดขึ้นในบางประเทศ รวมถึงจีนและเกาหลีเหนือ การใช้ P2P แบบกระจายศูนย์และเชื่อถือได้ทำให้ IPFS รับประกันการเข้าถึงข้อมูลสำหรับทุกคน

IPFS ทำงานอย่างไร?

IPFS สร้างขึ้นบนเทคโนโลยีบล็อกเชน ซึ่งหมายความว่ามันมีการกระจายศูนย์ ไม่ต้องอาศัยความเชื่อใจ และพึ่งพาโหนดของมันในการจัดเก็บและแลกเปลี่ยนข้อมูลผ่านเครือข่าย เช่นเดียวกับโหนดที่ตรวจสอบและจัดเก็บข้อมูล เช่น ใน crypto IPFS ใช้โหนดของตนเพื่อแลกเปลี่ยนและจัดเก็บข้อมูล (ไฟล์ วิดีโอ ฯลฯ) บนเครือข่ายของมัน โดยทำได้ด้วยวิธีต่อไปนี้:

• ค้นหาข้อมูล: ปัจจุบันเซิร์ฟเวอร์จะค้นหาข้อมูลโดยอิงจาก URLs ที่บอกอินเทอร์เน็ตว่าข้อมูลที่ต้องการอยู่ที่ไหน (เช่น เว็บไซต์หนึ่ง) ซึ่งอาจเป็นปัญหาได้เมื่อเซิร์ฟเวอร์ถูกตัดการเชื่อมต่อหรือถูกแฮ็ก IPFS เลี่ยงเส้นทางนี้ผ่านเซิร์ฟเวอร์โดยใช้รหัส hash เฉพาะเพื่อระบุตำแหน่งของเนื้อหาไฟล์โดยตรง รหัส hash อ้างอิงไปยังไฟล์ที่คุณกำลังหา ไม่ใช่ตำแหน่งของไฟล์
• จัดเก็บและปกป้องข้อมูล: ไฟล์จะถูกเก็บใน data objects ของ IPFS บนบล็อกเชน แต่ละ data object มีข้อมูลได้สูงสุด 256 KB แต่สามารถเชื่อมโยงกับ data objects ถัดไปของ IPFS เพื่อเก็บข้อมูลเพิ่มเติมได้ ดังนั้นทั้งโปรเจกต์จึงถูกเก็บไว้ใน data objects ของ IPFS หลายส่วนที่เชื่อมโยงกันผ่านบล็อกเชน ซึ่งทำให้ยากต่อการแฮ็กหรือลบโปรเจกต์
• การติดตามประวัติการเปลี่ยนแปลงข้อมูล: แม้ข้อมูลที่เก็บใน IPFS จะไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ แต่ก็ยังให้คุณจัดการเวอร์ชันได้ ซึ่งหมายความว่าผู้ใช้สามารถดาวน์โหลดเวอร์ชันที่ปรับปรุงแล้วของไฟล์ได้ระหว่างที่กำลังทำงานอยู่ แต่ละไฟล์จะได้รับรหัส hash และโหลดในรูปแบบ commit object จากนั้นจะถูกเชื่อมโยงกันในลักษณะเดียวกับ data objects ซึ่งช่วยให้เราติดตามลำดับการโหลดและมองเห็นความคืบหน้าของข้อมูลได้ เช่น เวอร์ชันของวิทยานิพนธ์ นวนิยาย งานวิจัย ฯลฯ

เมื่อข้อมูลถูกโหลดเข้าสู่ IPFS ที่อยู่สำหรับเข้าถึง object ไฟล์ หรือข้อมูลผู้ใช้ในระบบจะถูกสร้างขึ้นโดยผูกเข้ากับตัวระบุ cryptographic hash เฉพาะของมัน (CID) ไม่ใช่กับเซิร์ฟเวอร์

เมื่อคุณอัปโหลดไฟล์ใหม่ CID จะไม่เปลี่ยนแปลง และรหัส hash ใหม่จะถูกกำหนดให้กับเวอร์ชันที่อัปเดตของไฟล์ เพื่อให้ผู้ใช้ที่เข้าถึงไฟล์เวอร์ชันแรกแล้วสามารถเข้าถึงเวอร์ชันถัดไปได้ จะใช้บริการชื่อ InterPlanetary Naming System (IPNS) — ซึ่งเป็นอนาล็อกของ DNS บนอินเทอร์เน็ตแบบดั้งเดิม

จะใช้งาน IPFS ได้อย่างไร?

IPFS ช่วยให้ผู้ใช้เข้าถึงไฟล์ (วิดีโอ เว็บไซต์ บทความ งานวิจัย ฯลฯ) ได้จากทุกที่โดยไม่จำเป็นต้องมีฝั่งกลางที่เป็นศูนย์กลาง ทำให้มันเร็วขึ้น ปลอดภัยขึ้น และเปิดกว้างขึ้น ผู้ใช้สามารถเข้าถึงข้อมูลที่อาจถูกเซ็นเซอร์ได้ เนื่องจากข้อมูลถูกเข้าถึงโดยตรงจากแหล่งต้นทาง นอกจากนี้ยังสามารถเข้าถึงข้อมูลนี้ได้ในภูมิภาคที่ไม่มีอินเทอร์เน็ตที่ดี ซึ่งจะช่วยเสริมศักยภาพให้กับประเทศที่ยากจนหรือมีการคอร์รัปชันมากยิ่งขึ้น

อีกหนึ่งคุณสมบัติที่เป็นประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับนักวิทยาศาสตร์หรือองค์กร คือความสามารถในการติดตามความคืบหน้าของงาน เนื่องจาก IPFS เชื่อมโยงแต่ละเวอร์ชันของไฟล์กับเวอร์ชันล่าสุด จึงทำให้การติดตามเป็นเส้นตรง สุดท้าย ชื่อ InterPlanetary บ่งบอกว่าในอนาคตข้อมูลนี้สามารถส่งระหว่างดาวเคราะห์ได้ ปัจจุบันภายใต้เงื่อนไขที่ดี การส่งคำขอข้อมูลจากดาวอังคารไปยังโลกจะใช้เวลาสี่นาที และส่งกลับอีกสี่นาที บวกกับเวลาประมวลผลอีกไม่กี่มิลลิวินาที อย่างไรก็ตาม หากเนื้อหาเคยถูกดาวน์โหลดไปยังดาวอังคารแล้วครั้งหนึ่ง ไฟล์นั้นก็จะถูกเก็บไว้ที่นั่นอยู่แล้ว และจึงสามารถดาวน์โหลดได้ทันที ในแง่นี้ IPFS จึงเป็นเครือข่ายแห่งอนาคตอย่างแท้จริง

IPFS ยังอยู่ระหว่างการพัฒนาและอาจมีข้อผิดพลาดและช่องโหว่ที่ซ่อนอยู่ อย่างไรก็ตาม คาดว่า IPFS จะสะดวกสำหรับการจัดเก็บข้อมูลสำคัญและการสร้างเว็บไซต์แบบสแตติก

ในทางปฏิบัติ การใช้งานของมันช่วยเพิ่มความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลและ throughput ของเครือข่าย ลดภาระงานของโหนดด้วยการกระจายศูนย์ อนุญาตให้หลีกเลี่ยงการเซ็นเซอร์ และหลีกเลี่ยงการโจมตี DDoS รวมถึงการเกิดลิงก์ "dead" ไม่มีจุดล้มเหลวเพียงจุดเดียวในระบบ และโหนดไม่จำเป็นต้องเชื่อใจกันและกัน นอกจากนี้ ในทางทฤษฎี เนื้อหาใน IPFS สามารถเก็บไว้ได้ตลอดไป

เว็บทรัพยากรแรกที่รองรับ IPFS ในปี 2015 คือบริการโฮสติ้ง Neocities โดยบนพื้นฐานของ IPFS ได้มีการสร้างแพลตฟอร์มวิดีโอแบบกระจายศูนย์ DTube แพลตฟอร์มซื้อขายออนไลน์ OpenBazaar และโซลูชันอื่น ๆ ขึ้นมา

ลิงก์ IPFS ที่เพิ่มเข้าไปในธุรกรรมคริปโตเคอร์เรนซีช่วยให้คุณบันทึกข้อมูลปริมาณมหาศาลที่ได้รับการปกป้องจากการเปลี่ยนแปลงบนบล็อกเชน โดยไม่ทำให้น้ำหนักของข้อมูลเพิ่มขึ้น ตัวอย่างเช่น ในฤดูใบไม้ผลิปีนี้ หลังการจับกุม Julian Assange หนึ่งในนักพัฒนาของ Bitcoin Cash ได้โพสต์ไฟล์บนเว็บไซต์ Wikileaks.cash ใน IPFS และในรูปแบบของลิงก์บนบล็อกเชน BCH ซึ่งเป็นคลังเอกสาร Wikileaks แบบสมบูรณ์ — ประมาณ 30 GB

ตั้งแต่ปี 2014 ทีมพัฒนาของ Protocol Labs ยังได้ทำงานเพื่อสร้างบริการโฮสต์ไฟล์แบบกระจายศูนย์ Filecoin บนพื้นฐานของ IPFS โปรเจกต์กำลังเตรียมเปิดตัวเครือข่ายทดสอบและเครือข่ายหลัก แต่ย้อนกลับไปในปี 2018 Huang Benet ได้ค้นพบว่าผลงานของบริษัทเขาได้สร้างแรงบันดาลใจให้ผู้สร้าง TRON: เอกสารบางหน้าในเอกสารประกอบของ Filecoin และ IPFS ในรูปแบบที่ปรับแก้เล็กน้อยได้ถูกนำเข้าไปใน whitepaper ของโปรเจกต์จีนนี้ และในฤดูใบไม้ผลิปี 2019 TRON ก็ประกาศความตั้งใจที่จะเปิดตัว IPFS เวอร์ชันของตนเองที่สร้างบน BitTorrent — BTFS

จะเริ่มต้นโหนด IFPS ได้อย่างไร

แพ็กเกจซอฟต์แวร์อย่างเป็นทางการจาก Protocol Labs IPFS Desktop มันใช้งานได้สำหรับ Windows, Mac และ Ubuntu และช่วยให้คุณติดตั้งและจัดการเว็บไซต์ของคุณ เพื่อให้คุณสามารถเพิ่มไฟล์ของคุณเข้าสู่เครือข่ายได้

ในขณะเดียวกัน IPFS Companion คือส่วนเสริมสำหรับเว็บเบราว์เซอร์ที่ใช้งานได้กับ Chrome, Edge, Brave, Firefox และ Opera มันช่วยให้คุณโต้ตอบกับ IPFS desktop และโฮสต์ IPFS ที่ติดตั้งไว้ได้โดยตรงจากเบราว์เซอร์ของคุณ นอกจากนี้ยังเพิ่มการรองรับที่อยู่ ipfs:// สำหรับเบราว์เซอร์ที่เดิมทีไม่รองรับ

มุมมองหลัก

IPFS เป็นหนึ่งในแพลตฟอร์มคริปโตเคอร์เรนซีที่ช่วยขยายสเกลของอุตสาหกรรม โดยมอบสถาปัตยกรรมระบบไฟล์แบบ peer-to-peer และแบบกระจายศูนย์ ซึ่งเป็นรากฐานที่จำเป็นต่อการรองรับการเติบโตของแพลตฟอร์มคริปโตเคอร์เรนซี

"เนื้อหาใน IPFS สามารถเคลื่อนผ่านตัวกลางที่ไม่น่าเชื่อถือใด ๆ ได้โดยไม่ลดการควบคุมเหนือข้อมูลและไม่ทำให้ข้อมูลตกอยู่ในความเสี่ยง" Juan Benet กล่าว

ในความเห็นของเขา การผสาน IPFS เข้ากับเทคโนโลยีบล็อกเชนนั้นใกล้เคียงกับสิ่งที่เหมาะสมที่สุด การใช้ IPFS ภายในธุรกรรมบล็อกเชน คุณสามารถวางลิงก์ถาวรที่ไม่เปลี่ยนแปลงได้

การประทับเวลา (timestamps) ช่วยปกป้องข้อมูลโดยไม่จำเป็นต้องเก็บไว้บนเชน ซึ่งเป็นวิธีที่สะดวกสำหรับโซลูชันความปลอดภัยนอกเชนที่ช่วยขยายสเกลของบล็อกเชน

ตามรายงานของ bytwork.com บริการ Web3 จำนวนมากได้ใช้ IPFS ในการประยุกต์ใช้งานที่หลากหลายอยู่แล้ว

• Filecoin คือเครือข่ายพื้นที่จัดเก็บแบบกระจายศูนย์ (SAN) ที่เป็นกรรมสิทธิ์ของ Protocol Labs ซึ่งสร้างบน IPFS สิ่งนี้จูงใจให้ผู้ดูแลโหนดนำไฟล์ไปวางโดยใช้รางวัลเป็นคริปโตเคอร์เรนซี
• Audius คือบริการเพลงแบบกระจายศูนย์ที่ใช้ IPFS เพื่อโฮสต์ไฟล์เสียงของตน
• Pinata คือบริการโฮสต์ NFT ที่ใช้ IPFS เพื่อสำรองคอลเลกชันดิจิทัลสำหรับพาร์ตเนอร์อย่าง Realistic และ Sorare
• OpenBazaar คือแพลตฟอร์มอีคอมเมิร์ซแบบ peer-to-peer ที่บริหารจัดการด้วย IPFS
• Morpheus.Network คือบริการซัพพลายเชนแบบเครือข่ายที่ใช้ IPFS เช่นกัน