تفريغ نموذج IPFS

يمثل نظام الملفات بين الكواكب (IPFS) نهجًا تحويليًا لكيفية إدراكنا وتفاعلنا مع البيانات على الإنترنت. لكي نقدر حقًا الابتكار وراء IPFS، نحتاج أولاً إلى فهم قيود بنية الويب الحالية لدينا.

الويب المركزي: نظرة عامة موجزة

المصدر: 101بلوكشين

تقليديًا، عندما نصل إلى موقع ويب أو مستند عبر الإنترنت، فإننا نطلب أساسًا من خادم معين (أو مجموعة من الخوادم) أن يعرض لنا هذا المحتوى. وهذا ما يسمى بالعناوين المستندة إلى الموقع. على الرغم من أن هذا النظام قد خدمنا جيدًا لسنوات عديدة، إلا أنه يحتوي على عيوب متأصلة:

• في حالة عدم اتصال الخادم الذي يستضيف المحتوى، يصبح المحتوى غير قابل للوصول.
• تتحكم الكيانات المركزية في المحتوى، مما يجعله عرضة للرقابة أو التغيير.
• يمكن أن يؤدي ارتفاع الطلب على حركة المرور إلى إبطاء الخوادم أو تعطلها، مما يؤدي إلى انقطاع التيار.

IPFS: إعادة التفكير في إمكانية الوصول إلى البيانات

المصدر: https://symphony.is/

يقدم IPFS طريقة جديدة للوصول إلى البيانات: العناوين القائمة على المحتوى. بدلاً من السؤال عن «مكان» تخزين جزء من البيانات، يركز IPFS على «ماهية» هذه البيانات. في IPFS، يتم إعطاء كل ملف وكل كتلة من كتله بصمة فريدة تُعرف باسم معرف المحتوى (CID). لا تقوم إدارة البحث الجنائي هذه بتحديد المحتوى فحسب؛ بل إنها مستمدة من تفاصيل المحتوى، مما يضمن الأصالة.

مزايا هذا النهج متعددة:

• يظل المحتوى متاحًا حتى إذا كانت بعض العقد (أو نقاط تخزين البيانات) غير متصلة بالإنترنت.
• يتم الحفاظ على سلامة البيانات. إذا تغير حتى جزء صغير من الملف، فسوف يتغير CID الخاص به.
• IPFS مقاوم بطبيعته للرقابة. ومع انتشار البيانات عبر الشبكة، لا يمكن لأي كيان واحد التحكم في الوصول أو حظره.

الخوض في ميركل AGs

وراء الكواليس، يستخدم IPFS هيكلًا يُعرف باسم الرسم البياني غير الدوري الموجه من Merkle (DAG). بعبارات بسيطة، إنها طريقة لتنظيم كتل البيانات وربطها. تحتوي كل كتلة على بيانات وترتبط بكتل أخرى من خلال تجزئات التشفير. تشكل هذه الروابط بنية تشبه الويب، مما يضمن سلامة البيانات والاسترجاع الفعال. إذا سبق لك أن رأيت شجرة عائلة، فإن Merkle DAG متشابهة إلى حد ما، ولكن بدلاً من الأقارب، فإنها تربط كتل البيانات.

تبني نموذج نظير إلى نظير

يعتمد نهج IPFS الفريد لتخزين البيانات واسترجاعها على هيكل نظير إلى نظير (P2P). تعد هذه البنية خروجًا عن نماذج الإنترنت التقليدية، وهي مفيدة في معالجة العديد من العيوب المتأصلة في الويب المركزي.

فهم شبكات نظير إلى نظير

على عكس الشبكات التقليدية حيث يوجد تمييز واضح بين الخوادم (مزودي المحتوى) والعملاء (مستهلكي المحتوى)، في شبكة P2P، يمكن لكل مشارك أن يكون كلاهما. هذا يعني:

• البيانات الموزعة: لا يتم تخزين البيانات في موقع مركزي. بدلاً من ذلك، يتم توزيعه بين المشاركين في الشبكة، مما يعزز التكرار وإمكانية الوصول.
• المشاركة الديناميكية: يمكن للعقد الانضمام إلى الشبكة أو الخروج منها حسب الرغبة، دون تعطيل الوظائف العامة للشبكة.
• تبادل البيانات المباشر: تتواصل العقد مباشرة، دون الحاجة إلى وسيط مركزي. يمكن أن يؤدي ذلك إلى نقل البيانات بشكل أسرع، خاصة عندما تكون العقد قريبة جغرافيًا أو لديها اتصالات شبكة قوية.

كيف تعمل IPFS على تحسين P2P

IPFS ليست أول شبكة P2P، ولكنها تجلب الابتكارات التي تجعلها مناسبة بشكل خاص للويب اللامركزي:

• معالجة المحتوى: كما تمت مناقشته، يستخدم IPFS معرفات CID لاسترجاع البيانات، مما يضمن الدقة وسلامة البيانات.
• جداول التجزئة الموزعة (DHTs): يساعد هذا النظام، المتأصل في IPFS، في تحديد موقع البيانات عبر الشبكة الواسعة، مما يضمن استرداد البيانات بكفاءة.
• بروتوكول Bitswap: يضمن بروتوكول تبادل البيانات الخاص بـ IPFS تعاون العقد ومشاركة البيانات بكفاءة. عندما تحتاج العقدة إلى بيانات، فإنها ترسل طلبًا. تستجيب العقد الأخرى، مما يضمن حصول مقدم الطلب على البيانات من المصدر الأكثر كفاءة.

ضمان استمرارية البيانات في عالم لامركزي

في حين أن الطبيعة اللامركزية لـ IPFS تقدم مزايا لا مثيل لها، إلا أنها تشكل أيضًا تحديات فريدة، خاصة فيما يتعلق باستمرارية البيانات.

دور جمع القمامة في IPFS

لضمان الاستخدام الفعال للموارد، قد تقوم عُقد IPFS أحيانًا بتطهير البيانات التي يتم الوصول إليها بشكل غير منتظم. تضمن عملية جمع البيانات المهملة هذه عدم إغراق العقد بالبيانات الخاملة. ومع ذلك، يجب حماية البيانات الأساسية من عمليات التطهير هذه.

أهمية التثبيت في IPFS

التثبيت هو حل IPFS للتحدي الذي يمثله جمع القمامة. من خلال تثبيت جزء من البيانات، يضع المستخدمون علامة عليها على أنها حيوية. وهذا يضمن، بغض النظر عن دورات جمع البيانات المهملة، أن تظل البيانات المثبتة مخزنة ويمكن الوصول إليها على الشبكة.