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IPFS (InterPlanetary File System)
La Revolución de Tecnología de Almacenamiento en La Nube
IPFS (InterPlanetary File System) es un nuevo protocolo distribuido de transmisión hipermedia basado en el direccionamiento de contenidos, cuyo objetivo es hacer la red más rápida, segura y abierta. En otras palabras, IPFS es un sistema de archivos distribuido con el propósito de conectar todos los dispositivos informáticos al mismo sistema de archivos, y de este modo convirtiéndose en un sistema global de almacenamiento unificado. IPFS tiene la gran meta de complementar (o incluso sustituir) el protocolo de transferencia de hipertexto (HTTP), que actualmente domina Internet, y de convertirse en una nueva generación de Internet. Antes de conocer formalmente el IPFS, veamos la historia del desarrollo de los métodos de almacenamiento.
Historia del desarrollo del almacenamiento
Si se observa la historia del desarrollo del almacenamiento, la mayoría de las distintas herramientas de almacenamiento que han surgido siguen este camino evolutivo: adaptarse a las necesidades del mercado, volverse cada vez más convenientes e insensibles.
Con el nacimiento del primer ordenador, apareció el primer dispositivo de almacenamiento del mundo, y los disquetes se convirtieron en el primer medio extraíble para los ordenadores personales. Para poder leer la información, la gente solo tenía que copiar los archivos necesarios en el disquete y luego encontrar un ordenador con unidad de disquete instalada.
Sin embargo, con la aparición y el rápido desarrollo de Internet, unidades flash USB inconvenientes y otros dispositivos gradualmente no son capaces de satisfacer las necesidades, y así llega la revolucionaria era del almacenamiento en la nube: el almacenamiento de datos y contenidos comenzó de forma invisible en la nube. Debido a la facilidad de operación, los servidores en la nube han empezado a ser utilizados por muchas empresas que tienen necesidades de guardar datos, y toda la industria de almacenamiento en la nube se ha desarrollado gradualmente. Tras más de diez años de desarrollo, ha pasado de un mercado pequeño a un enorme.
Sin embargo, el propio almacenamiento en la nube es un producto de alta dependencia de los servicios. Mientras los usuarios utilicen los servicios, es posible que tengan problemas causados por las aplicaciones sociales o los servicios de almacenamiento en línea, lo que provocaría la pérdida de datos. Por lo tanto, dio lugar al surgimiento de almacenamiento distribuido. En este camino de exploración, el más notable es el proyecto de almacenamiento Filecoin desarrollado sobre la base de IPFS (Interplanetary File System). Trata de estimular el funcionamiento a largo plazo de los nodos a través de los tres tipos de beneficios: almacenamiento, recuperación y recompensas en bloque, además, utiliza contratos inteligentes para crear mercados de transacciones en cadena y fuera de cadena, así como realizar la transmisión de datos. La idea consiste en almacenar todo el contenido en máquinas distribuidas por todo el mundo, y proporcionar el servicio de recuperación y descarga cuando los usuarios necesiten.
¿Qué es IPFS？
El sistema de archivos interplanetario (IPFS) es un protocolo y una red entre pares para almacenar y compartir datos en un sistema de archivos distribuido. IPFS utiliza el direccionamiento de contenido para identificar de forma exclusiva cada archivo en un espacio de nombres global que conecta todos los dispositivos informáticos. IPFS fue creado por Juan Benet, quien posteriormente fundó Protocol Labs en mayo de 2014.
Protocol Labs es “un laboratorio de investigación, desarrollo y despliegue de código abierto para la tecnología blockchain” que “crea sistemas de software que abordan desafíos significativos”. Tiene como objetivo “mejorar la existencia humana en varios órdenes de magnitud a través de la tecnología.”
Aplicación y teoría de la tecnología IPFS
Una sutil combinación de protocolo de transferencia HTTP, protocolo de control de versiones Git y protocolo de transferencia BitTorrent
En esencia, IPFS es un protocolo de intercambio y transferencia de archivos, como el Protocolo de Transferencia de Hipertexto HTTP, uno de los protocolos de transferencia más exitosos y principales de la Internet moderna. Sin embargo, a diferencia de HTTP, que sigue el modelo cliente-servidor, IPFS es una red distribuida de nodos que pueden tanto servir como solicitar datos. En comparación con el protocolo HTTP, el IPFS permite el almacenamiento permanente de información sin manipulación ni eliminación, así como la compartición de recursos.
Para cumplir las características mencionadas, la ruta de diseño técnico de IPFS integra una variedad de sistemas distribuidos y tecnologías de almacenamiento existentes, e innova sobre esta base. La red IPFS ha obtenido atributos desde los anteriores sistemas distribuidos peer-to-peer, incluyendo Distributed Hash table, BitTorrent, Git y SFS.
- Tabla Hash Distribuida: La DHT es un sistema distribuido que se utiliza para almacenar y recuperar el “valor hash” o los datos asociados a la clave en la red de nodos pares. Cada hash corresponde a una clave diferente, que proporciona los permisos que se necesitan para acceder al hash. En DHT, toda la información se distribuye uniformemente entre los nodos, y cada nodo tiene la misma oportunidad de ser seleccionado para almacenar el valor hash y el par de claves.
- BitTorrent: BitTorrent es un exitoso protocolo de intercambio de archivos entre pares. En 2018, representaba el 4.16% del tráfico mundial de Internet. IPFS utiliza el protocolo de intercambio de datos de BitTorrent para recompensar los nodos que aportan recursos y castigar los que los filtran.
- Git: El sistema de control de versiones registra los cambios realizados en los archivos durante un periodo de tiempo para que los usuarios puedan acceder a versiones específicas en cualquier momento. Git implementa un sistema de control de versiones distribuido que permite a un grupo de colaboradores distribuidos hacer un seguimiento de los cambios realizados en los archivos por múltiples partes. IPFS ha implementado este sistema de control en su protocolo. En IPFS, los datos almacenados en la red se dividen en múltiples fragmentos que son guardados por los nodos de la red. Con implementar el control de versiones, IPFS se asegura de que los fragmentos estén bien organizados y que los cambios en los archivos se actualicen correctamente.
- Sistema de Archivos Autocertificado: El SFS es un sistema de nomenclatura de archivos distribuido. El IPFS lo utiliza en su Sistema de Nombres Interplanetarios (IPNS). Mediante el IPNS, los usuarios pueden generar direcciones verificables que enlazan con el contenido del IPFS.
Modelo económico —— IPFS y Filecoin
Filecoin es una capa de incentivos que se ejecuta en IPFS. Se trata de una red de almacenamiento distribuido basada en blockchain. Convierte el almacenamiento en la nube en un mercado algorítmico. Los tokens (FIL) desempeñan aquí un papel muy importante: los tokens son un puente intermediario entre los usuarios de recursos de comunicación (almacenamiento y recuperación) (usuarios de IPFS) y los proveedores de recursos (mineros de Filecoin). El protocolo Filecoin tiene dos mercados comerciales: el de la recuperación de datos y el del almacenamiento de datos. Ambas partes presentan sus necesidades y completan la transacción en el mercado.
IPFS y Filecoin se promueven mutuamente y resuelven conjuntamente los problemas de almacenamiento y distribución de datos interconectados. Especialmente para los innumerables proyectos de blockchain, IPFS y Filecoin existirán como infraestructura. Por ello, vemos que cada vez más proyectos de blockchain adoptan IPFS como solución de almacenamiento, ya que proporciona una solución más barata, más segura y rápidamente integrada.
Direccionamiento de contenidos con IPFS
IPFS es ideal para todo tipo de aplicaciones web distribuidas a empezar utilizando el direccionamiento de contenidos. En la mayoría de estos casos:
- Los datos son proporcionados por los propios nodos del usuario. De lo contrario, deben depender de otros pares para almacenar los datos de forma voluntaria/altruista o de un servicio centralizado.
- Hay que confiar en que los servicios centralizados de fijación IPFS hagan su trabajo. El IPFS no lleva incorporada ninguna disposición para verificar si los datos son almacenados y proporcionados correctamente por el servicio de fijación.
- Los contenidos populares son más fácilmente accesibles. Con tantos proveedores, se vuelven naturalmente más rápidos/fáciles de recuperar en IPFS, lo cual es genial cuando hay incentivos externos para sincronizar y almacenar datos en múltiples nodos, y bajo situaciones en las que fuertes contratos sociales aseguran que el contenido permanezca alojado y mantenido a largo plazo.
Persistencia de datos con Filecoin
Filecoin se basa en el direccionamiento de contenidos de IPFS para aumentar persistencia a largo plazo de los datos mediante incentivos cripto económicos. Con Filecoin:
- Los clientes hacen tratos de almacenamiento con los mineros para guardar los datos; la red verifica si los mineros almacenan correctamente los datos; después, se realizan pequeños pagos de forma regular durante la duración del acuerdo de almacenamiento.
- Los mineros que no cumplen el acuerdo de almacenamiento serán penalizados.
- El servicio de recuperación de contenidos puede ser ofrecido directamente por los mineros de almacenamiento, o también por mineros de recuperación especializados. El usuario quien solicita los datos pagará por este servicio.
- Filecoin destaca por almacenar grandes cantidades de datos durante largos periodos de tiempo.
Aplicaciones Ecológicas
Audius es una plataforma de compartición de música y audio diseñada para proporcionar a los artistas un vínculo directo con sus oyentes. Mediante el uso de la tecnología descentralizada, Audius es capaz de garantizar los derechos de los artistas y el control sobre su propia música, y proporcionar una plataforma resistente a la censura para la expresión y distribución de composiciones y obras artísticas. Para crear una plataforma que pertenezca a los usuarios y sea operada por ellos, es esencial contar con una red de almacenamiento en la nube distribuida como base del sistema. Audius utiliza IPFS como componente central de almacenamiento descentralizado para cumplir su misión de dar a todos la libertad de compartir, monetizar y escuchar cualquier audio.
OpenBazaar es una plataforma de comercio electrónico entre pares en la que compradores y vendedores pueden participar de forma anónima y privada sin que los proveedores o cualquier otra autoridad central recojan datos. La plataforma OpenBazaar está desarrollada por OB1.
IPFS sirve de red de almacenamiento de contenidos tanto para OpenBazaar como para Haven. En la red, los vendedores y los compradores pueden dirigir cada uno de los nodos de almacenamiento, eliminando la función de cualquier servidor central. Al utilizar IPFS para crear la red de colaboración, OpenBazaar permite a compradores y vendedores comerciar sin los riesgos de la recopilación centralizada de datos o la amenaza de que la información personal sea pirateada.
Morpheus.Network es una plataforma de software como servicio (SaaS) para la cadena de suministro, utiliza IPFS para el almacenamiento y la recuperación fiables, distribuidos y verificables de la documentación aduanera y del envío internacional. Para el envío de mercancías transfronterizos, es fundamental -tanto desde el punto de vista funcional como legal- disponer de una documentación verificable y accesible de forma constante para cada envío. El uso de IPFS por parte de Morpheus.Network es un ejemplo real a nivel empresarial de cómo IPFS almacena y entrega la documentación que cumple con los estrictos requisitos de las autoridades aduaneras internacionales.
Morpheus.Network utiliza una red privada de nodos de almacenamiento de documentos IPFS, combinada con el registro de eventos en la blockchain Ethereum. Garantiza que los expedidores, las autoridades y los destinatarios puedan recuperar los datos de los envíos de forma sistemática, y asegura de que los documentos utilizados en las transacciones de envío son originales y verificados sin manipulaciones. Dado que todas las mercancías enviadas a través de la plataforma Morpheus.Network pueden asociarse fácilmente con la documentación adecuada, los usuarios pueden mover los envíos transfronterizos con mayor velocidad y menos fricción. Por otro lado, como toda la documentación se almacena mediante IPFS, no hay ningún centro de intercambio de datos que contenga (o haga potencialmente vulnerables) los detalles sensibles de los envíos, incluida la información financiera u otra información personal.
El Valor del IPFS
En comparación con el protocolo HTTP, IPFS realiza un permanente almacenamiento de información y compartimiento de recursos sin manipulación ni eliminación. Con el direccionamiento de contenidos, IPFS no almacena archivos duplicados y ahorra espacio de almacenamiento. Al mismo tiempo, las funciones distribuidas y el almacenamiento encriptado permiten que toda la red evite los puntos únicos de fallo y garantizan mayor privacidad y seguridad.
HTTP es un protocolo frágil, muy centralizado, ineficiente y excesivamente dependiente de la red troncal. Tiene las deficiencias evidentes, como:
- Alta vulnerabilidad a los ataques y alto coste de defensa
- Lenta velocidad de descarga y elevado coste de almacenamiento
- Los riesgos de fuga conllevados por la centralización de datos
- Almacenamiento de datos a gran escala, difícil de transmitir y mantener, y fácil de perder en su interior
En cambio, las ventajas del IPFS se reflejan principalmente en cuatro aspectos:
Velocidad de descarga rápida, ya no depende de la red troncal, servidor centralizado.
Todo el sistema IPFS es un sistema de almacenamiento de archivos distribuido, similar a BitTorrent. Cuando se descargan datos relacionados, se descargan desde múltiples nodos al mismo tiempo, lo cual es mucho más rápido que la descarga HTTP desde un servidor central.
El coste de almacenamiento se reduce.
Dado que IPFS utiliza la tecnología blockchain, Filecoin se utiliza para incentivar a los mineros a compartir sus propios discos duros, e IFPS elimina el almacenamiento redundante de toda la red, el almacenamiento de IPFS será más barato en el futuro.
Seguridad
En la actualidad, los servidores centralizados son difíciles de resistir a los ataques DDoS, y el enorme tráfico puede provocar la caída del servidor en cualquier momento. IPFS es intrínsecamente capaz de resistir tales ataques, porque todo el acceso se distribuirá a diferentes nodos.
Persistencia de los datos
IPFS sirve para el direccionamiento de contenidos y el descubrimiento de datos, y Filecoin sirve para la persistencia a largo plazo. Para conseguirlo, servicios como Powergate hacen copias de seguridad de los datos en la red Filecoin, a la vez que garantizan que el contenido sea detectable en el DHT público de IPFS. Los datos están siempre disponibles y pueden recuperarse rápidamente, al tiempo que se garantiza que se hace una copia de seguridad segura y verificable en la red Filecoin a lo largo del tiempo.
Conclusión
Con el aumento de la capacidad de almacenamiento, los usuarios estarán definitivamente dispuestos a buscar soluciones más económicas y prácticas. IPFS es abierto e inclusivo, tanto el grande o pequeño proveedor de servicios como el centro de datos líder, pueden conectarse a IPFS y reunirse para proporcionar una base sólida para el almacenamiento de información humana. En definitiva, el protocolo IPFS será una forma importante de almacenamiento distribuido en el futuro. Sin embargo, los cambios no se producen de la noche a la mañana. A corto plazo, es poco probable que el almacenamiento descentralizado sustituya por completo a los métodos de almacenamiento existentes. Sin embargo, a largo plazo, el protocolo IPFS y sus nuevas características cuentan con ventajas significativas sobre HTTP, por eso, la tendencia a la integración gradual del protocolo IPFS y el HTTP será inevitable.
Referencia
- IPFS: https://docs.ipfs.io/
- Filecoin: https://docs.filecoin.io/
- Steven Zhang: Mapping out projects using IPFS
- The Revolution of Data Storage
- Este artículo fue organizado y editado por TruBit, por favor indica la fuente para la reimpresión.