فایل سیستم بین سیاره‌ای یا IPFS چیست و چه کاربردی در وب ۳ دارد؟

به گزارش پیوست، یکی از تکنولوژی‌های کلیدی وب 3 و سومین انقلاب اینترنت، فایل سیستم بین سیاره‌ای یا سیستم توزیع فایل همتا به همتا و غیر متمرکز (IPFS) است. این سیستم یک شبکه اشتراک‌گذاری فایل به صورت همتا به همتا (Peer-to-Peer) است که هدفش تغییر بنیادی در نحوه اشتراک‌گذاری محتوا و اطلاعات در جهان است.

زمانی که در وب 2 یک وب‌سایت از دسترس خارج می‌شود معمولا دلیلش نقص یکی از خدمات متمرکز مثل میزبانی سرور یا سیستم نام دامنه (DNS) است. گاهی هم این اتفاق به سانسور توسط دولت‌ها مربوط می‌شود، همانطور که گفته می‌شود یکی از اهداف وب 3 رفع این چالش است.

IPFS چیست؟

IPFS که توسط پروتکل لبز (Protocol Labs)، یک آزمایش تحقیق و توسعه برای پروتکل‌های شبکه، ساخته شده برای میزبانی محتوا به شبکه‌ای نامتمرکز از کامپیوتر‌ها متکی است. این شبکه امکان میزبانی صفحه وب، فایل، اپلیکیشن‌ و هرچیزی که با لینک قابل دسترسی است را دارد.

لینک‌های IPFS به جای اینکه شما را به یک مکان در اینترنت هدایت کنند، در واقع شما را به محتوا ارجاع می‌دهند و این محتوا روی تعداد نامحدودی گره یا کامپیوتر در سرتاسر جهان ذخیره می‌شود. تا زمانی که محتوای مورد نظر یا وب‌سایت حداقل در یکی از کامپیوتر‌ها وجود داشته باشد، دسترسی به آن امکان‌پذیر است.

آنچه گفتیم تعریف ساده‌ای از نحوه عملکرد سیستم توزیع فایل همتا به همتا و غیر متمرکز (IPFS) است. اما برای درک بهتر و چرایی وجود این سیستم باید چند تعریف را بهتر بشناسیم.

پروتکل‌های ارتباطی و سیستم‌های توزیعی در IPFS

برای اینکه دو نفر امکان مبادله اطلاعات و ارتباط داشته باشند باید روی یک سری قوانین درمورد چگونگی و زمان انتقال اطلاعات توافق کنند. این قوانین همان پروتکل‌های ارتباطی هستند که در واقع حکم زبان ارتباطی را دارند. مثلا شما برای ارتباط با افراد یک جامعه انسانی هم باید زبان آن جامعه را بلد باشید؛ اگر زبان جایی که در آن هستید را بلد نباشید امکان ارتباط با دیگران را ندارید. کامپیوتر‌ها هم زمانی چنین وضعیتی داشتند؛ آنها تا اوایل دهه 1980 امکان ارتباط با یکدیگر را نداشتند و به شکل دستگاه‌های محاسباتی جداگانه فعالیت می‌کردند تا اینکه در اوایل دهه 80 میلادی پروتکل‌های ارتباطی اختراع شدند.

پروتکل‌های ارتباطی چیست؟

پروتکل‌های ارتباطی در جهان کامپیوتر‌ها به شکل دسته‌هایی (یک مجموعه پروتکل) متشکل از چندین لایه هستند. برای مثال پروتکل اینترنت از چهار لایه تشکیل شده که هرکدام مسئول وظایف خاصی هستند. علاوه بر پروتکل‌های ارتباطی، رابطه مهم دیگری در جهان ارتباط کامپیوتر‌ها، ساختار اتصال میان کامپیوتر‌ها است. این ساختار معماری کاربردی سیستم‌ها یا System architecture نام دارد. چندین معماری در جهان کامپیوتر‌ها وجود دارد اما دو موضوع به بحث ما مربوط است:  شبکه‌های کاربر-سرور (Client-Server) و همتا به همتا (Peer-to-Peer).

اینترنت فعلی مملو از روابط کاربر-سرور است که به پروتکل اینترنت متکی است. در این جهان پروتکل انتقال هایپرتکس (Hypertext Transfer Protocol) یا HTTP در واقع پایه ارتباطات اینترنتی محسوب می‌شود.

در این روش ارتباطی داده‌ها روی سرور‌های متمرکز ذخیره می‌شوند و با آدرس‌های مکان محور قابل دسترسی هستند. با این ترفند توزیع، مدیریت، دسترسی و مقیاس‌پذیری سرور‌ها و کاربران ساده‌تر می‌شود. با این وجود این روش مشکلاتی در زمینه امنیت، حریم خصوصی و بازدهی دارد. هرکسی کنترل سرور را در اختیار دارد، کنترل داده را نیز در اختیار خواهد داشت.

در واقع هر نهاد یا شرکتی که کنترل سرور را در اختیار دارد می‌تواند به داده شما دسترسی پیدا کند و حتی آن را تغییر داده یا حذف کند؛ حالا در این بین علاوه بر شرکت‌ها و نهاد‌ها، هکر‌ها نیز با نفوذ به سرور امکان دسترسی به داده را دارند. در روش آدرس‌دهی مکان محور، داده با مکان ذخیره سازی شناسایی می‌شود و محتوای آن اهمیتی ندارد؛ مثلا اگر شما یک فیلم را در سروری ذخیره و لینکی برای آن تولید کنید، آن لینک تنها به مکان ذخیره داده ارجاع می‌دهد و اگر فیلمی که شما در آنجا ذخیره کردید حذف شود و فیلم دیگری جایگزین آن شود همان لینک قبلی به فیلم جدید ارجاع می‌دهد.

مشکل دیگری که این روش ایجاد می‌کند محدودیت دسترسی است. اگر محتوا و داده‌ای مشابه حتی در نزدیکی شما وجود داشته باشد شما اطلاعی پیدا نمی‌کنید و باید از همان مکان مشخص شده به آن دسترسی پیدا کنید و همانطور که گفتیم احتمال تغییر و حتی حذف داده نیز وجود دارد.

با این حال مدل کاربر-سرور و HTTP به خوبی تا امروز نیاز‌های کاربران را برآورده کرده‌اند. این از آنجایی است که HTTP برای انتقال فایل‌های کم حجم و کوچک مثل متن و تصویر بسیار موثر است. در دو دهه اول وب میانگین حجم یک صفحه وب تنها، از 2 کیلوبایت به 2 مگابایت رسید که حاکی از حجم پایین صفحه‌های وب است.

HTTP برای بارگذاری وب‌سایت‌ها ابزار بسیار خوبی است اما برای انتقال داده‌های عظیم طراحی نشده است. همین موضوع باعث شد سیستم‌های اشتراک گذاری فایلی مثل بیت‌تورنت (یک سیستم برای اشتراک‌گذاری فایل به صورت همتا به همتا) شهرت پیدا کنند.

سیستم توزیع فایل همتا به همتا و غیر متمرکز (IPFS) می‌خواهد با یک سیستم نوین برای اشتراک‌گذاری فایل به صورت فرد به فرد این مشکلات را حل کند. صد‌ها توسعه‌دهنده در سراسر جهان به توسعه IPFS کمک کرده‌اند و درنتیجه این پروژه اهمیت و پیچیدگی بالایی دارد.

IPFS چطور کار می‌کند؟

فایل‌هایی که در IPFS بارگذاری می‌شوند به قطعات کوچک‌تر تقسیم شده و بین چندین کامپیوتر توزیع می‌شود و به هرکدام از این قسمت‌ها یک هش (نشانه‌ای برای تشخیص فایل‌ها) اختصاص می‌یابد که برای ردیابی آن بخش استفاده می‌شود. IPFS به جای استفاده از لینک‌های مکان محور که معمولا در وب استفاده می‌شوند از لینک‌هایی استفاده می‌کند که براساس شناساگر‌های هش هرکدام از بخش‌های محتوا هستند. با این روش خیلی ساده می‌توان گره یا گره‌هایی که فایل یا وبسایت را در اختیار دارند شناسایی کرد؛ سپس محتوای مورد نظر از طریق اتصال همتا به همتا همانند تکنولوژی بیت‌تورنت به کاربر ارسال می‌شود.

با اینکه IPFS براساس بلاک‌چین نیست اما شباهت زیادی با آن دارد: در این سیستم امکان تغییر محتوا وجود ندارد و در این صورت هش یا شناساگر آنهم تغییر می‌کند. با این حال IPFS یک سیستم افزودن نسخه جدید دارد که از طریق آن می‌توانید نسخه جدید یک فایل را بارگذاری کرده و به نسخه قدیمی متصل کنید و در نتیجه تاریخچه فایل‌ها نیز به طور کامل حفظ می‌شود.

چه کسانی از IPFS استفاده می‌کنند؟

در حال حاضر چندین خدمت وب 3 از IPFS در زمینه‌های مختلف استفاده می‌کنند که برخی از معروف‌ترین‌ها عبارتند از:

• فایل‌کوین (Filecoin): شبکه توزیعی ذخیره متعلق به پروتکل لبز که براساس IPFS است. گره‌های این شبکه در ازای میزبانی فایل، رمزارز پاداش می‌گیرند.
• آودیوس (Audius): یک خدمت موسیقی نامتمرکز که از IPFS برای میزبانی موسیقی استفاده می‌کند.
• پیناتا (Pinata): یک خدمت میزبانی توکن‌های غیرمثلی یا NFT که برای پشیبانی از دارایی‌ها از IPFS استفاده می‌کند.
• اوپن‌بازار (OpenBazaar): یک پلتفرم تجارت الکترونیک همتا به همتا که از IPFS استفاده می‌کند.
• شبکه مورفئوس (Network): یک شبکه ارز که از IPFS استفاده می‌کند.

چگونه از IPFS استفاده کنیم؟

برخی مرورگر‌ها از مرور IPFS پشیتبانی می‌کنند و برای استفاده از IPFS در دیگر مرورگر ها نیاز به یک افزونه دارید. مرورگر‌های بریو (Brave) و اپرا (Opera) هردو مستقیما از لینک‌های IPFS پشیتبانی می‌کنند. تنها کافی است لینک را در مرورگر وارد کنید و به سایت یا فایل مورد نظر هدایت می‌شوید. مرورگر بریو این گزینه را در اختیار کاربران قرار می‌دهد که از یک درگاه عمومی یا گره داخلی به محتوای IPFS دسترسی پیدا کنند. استفاده از گره داخلی برای کسانی است که می‌خواهند محتوا را خودشان تایید کنند.

همچنین در دیگر مرورگر‌ها نیز با مراجعه به یکسری درگاه‌های عمومی مثل ipfs.io می‌توانید به محتوای IPFS دسترسی پیدا کنید. این درگاه لینک را دریافت کرده و شما را به محتوای IPFS متصل می‌کند.

در پایان اینکه وب 3 قرار است به آینده اینترنت شکل دهد و شبکه‌هایی مثل IPFS نقش مهمی در این آینده ایفا می‌کنند. جهانی نامتمرکز و بدون سانسور شاید از ایده‌آل‌های دست نیافتنی باشد اما تکنولوژی پیش‌نیاز‌های آن را فراهم کرده است. به‌نظر شما آینده وب چگونه خواهد بود؟ نظرات خود را با ما درمیان بگذارید.