惑星間ファイルシステム（IPFS）がWebを分散化する方法

最新のミームをダウンロードしていて、ダウンロードが完了するのを辛抱強く待っていたとしましょう。もちろん、ミームは火ですので、友達にリンクを送ってください。彼らはあなたの電話からファイルを取得し、それから彼らの友人と共有し始めます。この時点で、ミームは数十のデバイス上に存在しているため、新しい誰かがリンクを取得すると、実際には他の複数の人々に接続し、それぞれからいくつかのピースを取得して、ダウンロードをほぼ瞬時に行います。

Interplanetary File Systemのおかげで、非常にリアルで驚くほど使いやすいシステムが、より高速で民主的なインターネットへの鍵となる可能性があります。上記のように、基本的な考え方は、ユーザーデバイスが現在集中型サーバーに存在するデータを保存、インデックス作成、および配信することです。それが暗号通貨のように聞こえるなら、あなたは間違っていません。プロジェクトの背後にいる人物、フアンベネットは、IPFSを「ある意味でウェブサイトに対して…ビットコインがお金に対して行ったこと」と説明しています。

惑星間ファイルシステムとは何ですか？

BitTorrentまたはその他のP2P（ピアツーピア）テクノロジーがどのように機能するかを知っている場合は、IPFSが何をしているのかを理解するためのほとんどの方法です。パブリックドメインの音楽を完全に合法的にトレントするのと同じように、ファイル（ほとんどのウェブサイトを構成するHTML、CSS、JavaScriptファイルを含む）とファイルをユーザーデバイス間で送信します。

つまり、サーバーに接続してサイトを表示する代わりに、近くの誰かがページ（またはその一部）を保存しているかどうかを確認し、代わりにそれらに接続します。ページをダウンロードすると、他の人があなたからページ（またはその一部）を取得できるように、デバイスにもしばらくの間ページが保存されます。少し複雑に聞こえますが、実際には、HTTPプロトコルを使用して単一のサーバークライアントパイプラインを介してデータを送信する現在のシステムよりもはるかに効率的であることがわかります。

なぜ素晴らしいのですか？

IPFSには、従来のWebに比べていくつかの大きな利点があります。

• より高速で効率的なコンテンツ配信：地理的に近いソースからファイルをダウンロードして、移動時間と帯域幅を最小限に抑えることができます。

• 分散化：単一のソースがデータやデータへのアクセスを制御することはできません。

• 情報の保存：単一のサーバーにすべてのデータが保存されるわけではないため、サーバーが消えて、たとえばGeoCitiesのすべてのウェブサイトにデータを保存することはできません。
• 接続が不十分なエリアでのより高速で安定した接続：必要なコンテンツがアクセス可能な場所にダウンロードされている限り、実際には長距離の接続を行う必要はありません。これは、散発的または侵害された接続があるエリア。
• 検閲への抵抗：完璧ではありませんが、集中型モデルよりも優れています。

仕組み：短いバージョン

IPFSネットワークは非常にユーザーフレンドリーになっているため、誰でも今すぐ使用できます。何が起こるか：

1. IPFSにファイルを追加すると、ファイルはブロックに分割され、各ブロックはアルゴリズムを介して実行され、一意のIDが割り当てられます。これらのブロックIDを含むファイル全体にもIDが割り当てられます。最初は、ユーザーがファイルを取得できるのはあなたのマシンだけですが、他のノード（マシン）もファイルを取得して配布できます。
2. ネットワークは、データの一部がすでにそこに保存されているコンテンツと同一であることに気付いた場合、コピーを追加する代わりにそれを使用します。録音したアルバムの「デラックスエディション」をホストしているとします。 10曲はすでに録音したアルバムと同じですが、2曲は新しいため、IPFSに追加すると、システムは重複トラックを認識し、既存のIDを使用して、新しいIDのみを追加します。 2つの新しい曲のために。

3. ネットワーク上の各ノードには、いくつかのデータ（おそらく、ノードが配布したいデータと、ノードが最近開いたデータ）と、ネットワーク上のコンテンツの場所を検索するのに役立つインデックスの一部が格納されます。
4. ファイルを開きたい場合は、ネットワークにIDを検索して、ファイルを持っている人に接続するように依頼します。 IPNSと呼ばれるネーミングシステムは、人間が読み取れる名前を、システムが検索する機械が読み取れるIDに変換するのに役立ちます。

さらに簡単な変換：IPFSはすべてのデータに名前を付け、そのデータがいつでも存在する場所のリストを作成し、デバイスがデータを相互に直接送信できるようにします。

仕組み：技術バージョン

IPFSを目立たせる主なものは3つあります。コンテンツアドレッシングはデータにアイデンティティを与え、Merkle-DAGはデータに構造を与え、分散ハッシュテーブルはデータの場所を教えてくれます。

コンテンツのアドレス指定：どこではなく、何を

現在のコンテンツのほとんどには、データの検索先を示すロケーションベースのアドレス（C：/ Users / Username / Documents、192.124.249.3など）があります。コンテンツはほとんどどこにでも保存できるため、分散型システムでは実際には機能しません。そのため、IPFSやBitTorrentなどのシステムは代わりに「コンテンツアドレス指定」を使用します。

コンテンツアドレス指定システムは、一意のIDまたはハッシュを割り当てるアルゴリズムを介してデータを実行することによって機能します。ファイルの同一のコピーはすべて同じIDを持ちます。つまり、IPFSがファイルを検索すると、ネットワークに保存されているすべてのインスタンスを見つけることができます。

Merkle-DAG：すべてにCIDがあり、すべて接続されています

ドイツの政党のように聞こえますが、Merkle-DAG（有向非巡回グラフ）は実際にはデータを整理する方法です。このシステムでは、すべてのデータに独自のコンテンツID（CID）があります。フォルダー、ファイル、ファイル内のデータのブロックなど、すべてです。つまり、ファイルをさまざまな部分に分割し、認証し、再構築することができます。

IPFSのドキュメントでは、すべてがCIDで識別可能なデータのコレクションに分解できるため、これを「カメのシナリオ」と説明しています。フォルダのCIDは、ファイルとフォルダのCIDのコレクションに移動し、そのCIDは、他のコンテンツを表す他のCIDにも、独自のCIDを使用して移動します。ファイルを変更すると、そのハッシュとフォルダのハッシュも変更されます。

データは実際にはここにありません。すべてのデータをどこで見つけるか、そしてデータを入手したらすべての要素をどのように組み合わせるかを示しているだけです。 Merkle-DAGは、基本的に、これらすべてのIDに、コンピューター上のファイルシステムによく似た構造を与えるものです。

分散ハッシュテーブル：IPFSがコンテンツを見つける方法

では、必要なデータを誰が持っているかをどのように見つけるのでしょうか。基本的に、コンテンツIDをそのコンテンツをホストしているコンピューターの場所と照合する大きなデータベースがあり、データベース自体はネットワーク内のすべてのユーザー間で分割されます。 CIDで表されるコンテンツを要求すると、コンピューターはCIDを持っている人のリストが見つかるまで、CIDを検索します。次に、コンピュータはそれらの人々に接続し、必要なものの一部をダウンロードして、それらを組み立てます。これが分散ハッシュテーブルです。基本的に、誰が何を持っているかを示す大きなリストです。

IPFSはかっこいいですが、離陸しますか？

IPFSは2015年に開始され、それ以来急速に進歩しています。ブロックチェーンファイルストレージシステム（Filecoin）やGeoCitiesの代替品（Neocities）など、数十のアプリやサイトが構築されています。分散化と使いやすさの適切な組み合わせを実現できたため、Sociall（分散型ソーシャルネットワーク）やBraveなど、分散化を目指すプロジェクトの頼みの綱になっているのかもしれません。

CloudflareのIPFSゲートウェイは大ヒットし、ネットワークの使用は常に簡単になっています。プログラムをダウンロードしてブラウザ拡張機能をインストールするだけです。もちろん、それが本当に最善の解決策であるかどうかについては議論があります。同じビジョンを持つ唯一のプロジェクトからはほど遠いですが、減速の兆候は見られません。 HTTPに完全に取って代わっていなくても、インターネットの次のバージョンの一部になることは間違いありません。