IPFS là gì?

IPFS (InterPlanetary File System) là một giao thức siêu phương tiện mã nguồn mở cho phép các peer lưu trữ và phân phối dữ liệu trong một hệ thống tệp phân tán duy nhất.

Tác giả của quyết định — nhà sáng lập và người đứng đầu startup Mỹ Protocol Labs Juan Benet - đã gọi nó là một “web phân tán, vĩnh viễn”, với ý nghĩ rằng trang web được tạo trên IPFS không bao giờ có thể bị bất kỳ ai đóng lại.

“IPFS là một mô hình lưu trữ khối hiệu năng cao với các siêu liên kết có thể định địa chỉ theo nội dung,” ông giải thích trong một whitepaper của dự án.

Hệ thống tệp liên hành tinh là một giao thức siêu phương tiện peer-to-peer (P2P) được thiết kế để làm cho Internet nhanh hơn, an toàn hơn và cởi mở hơn.

Nó được tạo ra để truyền các bộ dữ liệu khoa học có kích thước lên tới 100 GB giữa các node. Benet nhận thấy rằng các phương thức truyền và lưu trữ thông tin trên mạng hiện đại khá chậm, tập trung hóa và có thể dễ dàng bị hack. Dựa trên những quan sát này, Benet quyết định cải thiện hệ thống với IPFS ở các khía cạnh sau:

• Tốc độ: Hiện tại, giao thức truyền siêu văn bản (HTTP) là hình thức phổ biến nhất của giao thức yêu cầu-phản hồi trong mô hình tính toán client-server (Internet). Tuy nhiên, trong khi HTTP chỉ tải dữ liệu từ một máy chủ, P2P IPFS trích xuất các mảnh dữ liệu đồng thời từ nhiều node (người dùng), giúp tiết kiệm băng thông đáng kể.
• Hiệu quả: Cấu trúc IPFS phi tập trung hoạt động tương tự BitTorrent. Các node lưu trữ bản sao dữ liệu (tệp, phim, hình ảnh, v.v.) rồi gửi chúng cho người dùng theo yêu cầu của một hash (mã định vị duy nhất cho tệp), giống như seeding. Khi dữ liệu được nạp lần đầu vào IPFS, chỉ một bản sao được tạo với một hash, nghĩa là cần xử lý ít thông tin hơn và cần ít dung lượng lưu trữ hơn. Ngoài ra, điều này cũng có nghĩa là IPFS không phụ thuộc nhiều vào kết nối Internet như các hệ thống hiện đại, giúp thông tin dễ tiếp cận hơn.
• Bảo mật: IPFS sử dụng hai hệ thống để đảm bảo dữ liệu không bị sửa đổi hoặc can thiệp. Thứ nhất, mọi dữ liệu được nạp vào hệ thống đều là bất biến. Thứ hai, mỗi tệp được gán một dấu vân tay duy nhất — một hash. Người dùng có thể so sánh mã hash mà họ đang tìm với mã hash họ nhận được. Nếu chúng giống nhau, thì thông tin bên trong cũng vậy.
• Phi tập trung: Hệ thống P2P IPFS đảm bảo tính sẵn có của thông tin bất chấp kiểm duyệt. Hiện tại, Internet có mức độ tập trung rất cao, và các công ty riêng lẻ như Amazon Web Services hoặc Google Cloud sở hữu những cụm máy chủ khổng lồ lưu trữ toàn bộ dữ liệu được công bố trên Internet. Chính phủ hoặc một công ty lớn có thể kiểm duyệt hoặc thậm chí xóa thông tin mà chúng ta có thể truy cập, như trường hợp ở một số quốc gia, bao gồm Trung Quốc và Triều Tiên. Bằng cách sử dụng P2P phi tập trung và đáng tin cậy, IPFS đảm bảo dữ liệu luôn sẵn có cho tất cả mọi người.

IPFS Hoạt Động Như Thế Nào?

IPFS được xây dựng trên công nghệ blockchain, điều này có nghĩa là nó phi tập trung và không yêu cầu sự tin cậy, đồng thời dựa vào các node để lưu trữ và trao đổi thông tin qua mạng. Tương tự như các node kiểm tra và lưu trữ thông tin, ví dụ trong crypto, IPFS sử dụng các node của mình để trao đổi và lưu trữ thông tin (tệp, video, v.v.) trên mạng lưới của nó. Điều này được thực hiện theo các cách sau:

• Tìm kiếm thông tin: hiện tại, các máy chủ đang tìm kiếm thông tin dựa trên URL, vốn cho Internet biết thông tin bạn cần nằm ở đâu (ví dụ: một trang web). Điều này có thể gây vấn đề khi máy chủ bị ngắt kết nối hoặc bị hack. IPFS bỏ qua đường đi qua máy chủ này bằng cách sử dụng các mã hash duy nhất để định vị chính nội dung của tệp. Mã hash tham chiếu trực tiếp đến tệp bạn đang tìm, chứ không phải vị trí của tệp.
• Lưu trữ và bảo vệ thông tin: Các tệp được lưu trữ trong các đối tượng dữ liệu IPFS trên blockchain. Mỗi đối tượng dữ liệu chứa tối đa 256 KB dữ liệu nhưng có thể liên kết với các đối tượng dữ liệu IPFS tiếp theo để lưu thêm dữ liệu. Vì vậy, toàn bộ dự án được lưu trong nhiều đối tượng dữ liệu IPFS khác nhau liên kết với nhau thông qua blockchain, khiến việc hack hoặc xóa dự án trở nên khó khăn.
• Theo dõi lịch sử thay đổi dữ liệu: Mặc dù dữ liệu được lưu trong IPFS là bất biến, nó vẫn cho phép bạn quản lý các phiên bản. Điều này có nghĩa là người dùng có thể tải xuống các phiên bản nâng cấp của tệp khi họ làm việc với nó. Mỗi tệp được gán mã hash của nó và được tải lên như một đối tượng commit. Sau đó chúng được liên kết theo cách giống như các đối tượng dữ liệu, cho phép chúng ta theo dõi thứ tự tải lên và do đó thấy được tiến trình của thông tin (ví dụ: các phiên bản của luận án, tiểu thuyết, nghiên cứu, v.v.).

Khi thông tin được nạp vào IPFS, địa chỉ để truy cập đối tượng, tệp hoặc dữ liệu người dùng trong hệ thống được hình thành bằng cách liên kết không phải với máy chủ, mà với mã định danh hash mật mã duy nhất của nó (CID).

Khi bạn tải lại một tệp, CID không thay đổi, và các mã hash mới sẽ được gán cho các phiên bản cập nhật của tệp. Để những người dùng đã truy cập vào phiên bản sớm của tệp vẫn có thể truy cập nó và cả các phiên bản sau, dịch vụ tên InterPlanetary Naming System (IPNS) — một hệ tương tự DNS trên Internet truyền thống được áp dụng.

Làm Thế Nào Để Sử Dụng IPFS?

IPFS cho phép người dùng truy cập các tệp (video, website, bài viết, nghiên cứu, v.v.) ở bất cứ đâu mà không cần một bên trung gian tập trung. Điều này làm cho nó nhanh hơn, an toàn hơn và cởi mở hơn. Người dùng có thể truy cập thông tin vốn có thể bị kiểm duyệt vì dữ liệu được truy cập trực tiếp từ nguồn. Ngoài ra, thông tin này có thể được truy cập ở những khu vực không có kết nối Internet tốt, điều này sẽ tiếp tục trao quyền cho các quốc gia nghèo hơn hoặc tham nhũng hơn.

Một tính năng khác, đặc biệt hữu ích cho các nhà khoa học hoặc doanh nghiệp, là khả năng theo dõi tiến trình công việc, vì IPFS liên kết mỗi phiên bản của tệp với phiên bản trước đó, qua đó duy trì việc theo dõi tuyến tính. Cuối cùng, tên InterPlanetary cho thấy trong tương lai thông tin này có thể được truyền giữa các hành tinh. Hiện tại, trong điều kiện tốt, việc gửi một yêu cầu thông tin từ Sao Hỏa đến Trái Đất sẽ mất bốn phút, và gửi ngược lại mất bốn phút, cộng thêm vài mili giây thời gian xử lý. Tuy nhiên, nếu nội dung đó đã từng được tải xuống Sao Hỏa một lần, thì tệp sẽ đã được lưu trữ ở đó và do đó có thể được tải xuống ngay lập tức. Ở khía cạnh này, IPFS thực sự là mạng lưới của tương lai.

IPFS vẫn đang trong quá trình phát triển và có thể chứa lỗi cũng như các lỗ hổng ẩn. Tuy nhiên, người ta cho rằng IPFS có thể thuận tiện cho việc lưu trữ thông tin quan trọng và tạo các trang tĩnh.

Trong thực tế, việc sử dụng nó làm tăng tốc độ truyền dữ liệu và thông lượng mạng, giảm tải cho các node nhờ tính phân tán, cho phép bạn vượt qua kiểm duyệt, và tránh các cuộc tấn công DDoS cũng như sự xuất hiện của các liên kết “chết”. Hệ thống không có điểm lỗi đơn lẻ, và các node không cần tin tưởng lẫn nhau. Ngoài ra, về mặt lý thuyết, nội dung trong IPFS có thể được lưu trữ vĩnh viễn.

Trang web đầu tiên hỗ trợ IPFS vào năm 2015 là dịch vụ hosting Neocities. Dựa trên IPFS, nền tảng video phi tập trung DTube, nền tảng giao dịch trực tuyến OpenBazaar và các giải pháp khác đã được tạo ra.

Liên kết IPFS được thêm vào giao dịch cryptocurrency cho phép bạn lưu trữ lượng dữ liệu khổng lồ được bảo vệ khỏi thay đổi trên blockchain mà không làm nặng giao dịch. Ví dụ, vào mùa xuân năm nay, sau khi Julian Assange bị bắt, một trong những nhà phát triển Bitcoin Cash đã đăng trên trang Wikileaks.cash trong IPFS và dưới dạng liên kết trên blockchain BCH một kho lưu trữ đầy đủ các tài liệu Wikileaks — khoảng 30 GB.

Kể từ năm 2014, đội ngũ phát triển Protocol Labs cũng đã làm việc để tạo ra dịch vụ lưu trữ tệp phi tập trung Filecoin dựa trên IPFS. Dự án đang chuẩn bị ra mắt testnet và mainnet, nhưng ngay từ năm 2018, Huang Benet đã phát hiện rằng những thành tựu của công ty ông đã truyền cảm hứng cho các nhà sáng tạo của TRON: một số trang trong tài liệu của Filecoin và IPFS, với dạng hơi chỉnh sửa, đã đi vào whitepaper của dự án Trung Quốc này. Và vào mùa xuân năm 2019, TRON công bố ý định ra mắt phiên bản IPFS của mình dựa trên BitTorrent — BTFS.

Cách Khởi Chạy Một Node IFPS

Bộ phần mềm chính thức từ Protocol Labs là IPFS Desktop. Nó có sẵn cho Windows, Mac và Ubuntu, đồng thời cho phép bạn cài đặt và quản lý site của mình để bạn có thể thêm các tệp vào mạng.

Trong khi đó, IPFS Companion là một tiện ích bổ sung trình duyệt web có sẵn cho Chrome, Edge, Brave, Firefox và Opera. Nó cho phép bạn tương tác trực tiếp với một IPFS desktop và một IPFS host đã cài đặt ngay từ trình duyệt của mình. Nó cũng thêm hỗ trợ cho các địa chỉ ipfs:// đối với những trình duyệt ban đầu không hỗ trợ chúng.

Các Quan Điểm Chính

IPFS là một trong những nền tảng cryptocurrency giúp mở rộng quy mô ngành bằng cách cung cấp kiến trúc hệ thống tệp peer-to-peer và phân tán, vốn cần thiết làm nền tảng hỗ trợ sự tăng trưởng của các nền tảng cryptocurrency.

“Nội dung trong IPFS có thể đi qua bất kỳ trung gian không đáng tin cậy nào mà không làm giảm quyền kiểm soát dữ liệu và không đặt nó vào rủi ro,” Juan Benet nói.

Theo ông, việc tích hợp IPFS với công nghệ blockchain gần như là lý tưởng. Khi sử dụng IPFS bên trong một giao dịch blockchain, bạn có thể đặt các liên kết cố định không thay đổi.

Dấu thời gian bảo vệ dữ liệu mà không cần lưu trữ nó trên chuỗi, đây là một phương pháp thuận tiện cho các giải pháp an toàn ngoài chuỗi giúp mở rộng quy mô blockchain.

Theo bytwork.com, nhiều dịch vụ Web3 đã sử dụng IPFS trong phạm vi rộng của nhiều ứng dụng khác nhau.

• Filecoin là mạng khu vực lưu trữ phân tán độc quyền của Protocol Labs (SAN) dựa trên IPFS. Điều này khuyến khích các nhà vận hành node lưu trữ tệp bằng phần thưởng cryptocurrency.
• Audius là một dịch vụ âm nhạc phi tập trung sử dụng IPFS để lưu trữ các tệp âm thanh của mình.
• Pinata là một dịch vụ lưu trữ NFT sử dụng IPFS để sao lưu các bộ sưu tập mật mã cho các đối tác như Realistic và Sorare.
• OpenBazaar là một nền tảng thương mại điện tử peer-to-peer được quản lý bởi IPFS.
• Morpheus.Network là một dịch vụ chuỗi cung ứng mạng cũng sử dụng IPFS.