Hệ thống tệp liên mạng (IPFS – Interplanetary File System) là một giao thức mang tính cách mạng bắt chước thiết kế chuỗi khối để phân cấp lưu trữ dữ liệu. Juan Benet đã tạo ra nó để làm cho Filecoin mở hơn và nhanh hơn, nhưng theo thời gian, nó đã tìm thấy rất nhiều ứng dụng trong các ngóc ngách khác.
IPFS vẫn đang phát triển như một giao thức khi có nhiều dự án tận dụng công nghệ của nó. Nó đi kèm với một số lợi thế, làm cho nó trở thành một ứng cử viên sáng giá có thể xác định tương lai của web.
1. Phân quyền
Các phương pháp lưu trữ dữ liệu truyền thống dựa trên các máy chủ tập trung rất dễ bị ngừng hoạt động. Đó là một thách thức từ lâu đã cản trở phiên bản Internet hiện tại. IPFS mang lại tính phi tập trung cho lưu trữ dữ liệu vì nó áp dụng mô hình ngang hàng trong đó mỗi nút trong mạng có một bản sao dữ liệu, giống như trên chuỗi khối.
Khi dữ liệu được tải lên, IPFS sẽ chia dữ liệu thành các phần nhỏ, được băm và cung cấp CID (Số nhận dạng nội dung). Những phần này sau đó được lan truyền qua mạng, với mỗi nút tham gia giữ một bản sao được lưu trong bộ nhớ cache tương tự như nút ban đầu. Do đó, mọi dữ liệu được tải lên mạng đều được phân cấp và do đó có thể truy cập được ngay cả khi nút ban đầu ngoại tuyến.
TextTile – một công ty phần mềm tạo ra các công cụ cho các nhà phát triển DApp, tích hợp IPFS trong dịch vụ lưu trữ của mình, trong khi PowerGate cho phép các nhà phát triển lưu trữ dữ liệu theo cách phi tập trung với khả năng sao chép và dự phòng. Chiến lược này giúp họ tạo ra các ứng dụng linh hoạt hơn.
2. Bảo mật nâng cao
Dựa vào Báo cáo chi phí vi phạm dữ liệu năm 2022 của IBM, vi phạm dữ liệu khiến các công ty thiệt hại trung bình 4,35 triệu USD. Số tiền đó đủ để thuê một kỹ sư an ninh mạng với mức lương hàng năm là 160.000 USD trong 27 năm. Các công ty đấu tranh để giữ an toàn cho dữ liệu của họ, không biết đến các khả năng vốn có của IPFS để tăng cường bảo mật dữ liệu của họ.
IPFS sử dụng hàm băm mật mã để xác định tệp, đảm bảo tính toàn vẹn của nội dung và truyền dữ liệu an toàn. Phương pháp này loại bỏ rủi ro thay đổi dữ liệu vì thay đổi nhỏ nhất trong nội dung sẽ tạo ra một hàm băm khác. Mặc dù nó không cung cấp mã hóa nguyên bản, nhưng các nhà phát triển có thể triển khai các lớp mã hóa bổ sung để ngăn các bên trái phép đọc dữ liệu.
pinata, một dịch vụ lưu trữ dữ liệu được xây dựng trên IPFS, tận dụng tính năng bảo mật chính của nó, giải quyết nội dung bằng cách sử dụng hàm băm mật mã, để cho phép các nhà phát triển và doanh nghiệp tải lên, lưu trữ và quản lý dữ liệu. Ngoài ra, dữ liệu được mã hóa ở phía máy khách trước khi được tải lên nền tảng, đảm bảo chỉ những bên được ủy quyền mới có quyền truy cập.
3. Hiệu suất cao và khả năng mở rộng
Internet vẫn hoạt động, nhưng không phải lúc nào cũng hoạt động tốt nhất. Người dùng Internet, đặc biệt là những người dùng nặng như game thủ, thường phải đối mặt với độ trễ tùy thuộc vào vị trí và gói internet của họ. Mặt khác, các nhà cung cấp dịch vụ lưu trữ dữ liệu có thể gặp khó khăn khi lưu lượng truy cập tăng đột biến mà máy chủ của họ không thể xử lý, khiến họ gặp sự cố.
Đầu tiên, kiến trúc ngang hàng của IPFS cho phép tìm nạp nội dung song song từ nhiều nút cùng một lúc. Càng nhiều nút tham gia vào mạng, nó càng có thể xử lý nhiều băng thông hơn. Thứ hai, thiết kế nhận biết vị trí địa lý của nó cho phép tìm nạp nội dung từ các nút gần nhất. Cuối cùng, địa chỉ nội dung và bộ nhớ đệm làm giảm nhu cầu truy xuất dữ liệu từ nguồn nhiều lần. Tất cả những yếu tố này cải thiện hiệu suất và khả năng mở rộng.
DTube được xây dựng để trở thành giải pháp thay thế chống kiểm duyệt cho các nền tảng video tập trung truyền thống như YouTube. IPFS hình thành hệ thống lưu trữ nội dung của nó. Khi một video được yêu cầu, IPFS sẽ truy xuất dữ liệu video từ nhiều nút đồng thời, giúp phát lại video nhanh hơn và hiệu quả hơn. Ngoài ra, miễn là các nút mới tiếp tục tham gia mạng, nó có khả năng mở rộng vô hạn.
4. Kiên trì và Thường trực
Trong cơ sở hạ tầng web hiện tại, luôn có nguy cơ bị xóa nội dung khỏi máy chủ ban đầu do thiếu thanh toán cho dịch vụ lưu trữ, vi phạm dữ liệu hoặc lỗi hệ thống dẫn đến mất dữ liệu. Khi nó xảy ra, nó dẫn đến các liên kết bị hỏng và mất quyền truy cập.
IPFS giải quyết vấn đề này thông qua mô hình địa chỉ nội dung của nó. Các tệp được xác định và truy xuất dựa trên hàm băm chứ không phải vị trí của chúng, đảm bảo tính bền vững. Ngay cả khi nhà cung cấp ban đầu ngoại tuyến, tệp vẫn có thể được truy cập từ các nút khác chứa bản sao. Tính năng này hỗ trợ tính lâu dài của nội dung kỹ thuật số, bảo tồn nó cho các thế hệ tương lai.
Arweave, một mạng lưu trữ dữ liệu, tích hợp IPFS trong kiến trúc của nó để tạo ra một giải pháp dữ liệu lâu dài và phi tập trung. Người dùng muốn lưu trữ dữ liệu trên Arweave phải trả phí “tài trợ vĩnh viễn” một lần được phân phối cho tất cả các nút lưu trữ và sao chép dữ liệu. Dữ liệu vẫn còn trong mạng vô thời hạn.
5. Kiểm soát nội dung được cải thiện
Internet được điều hành bởi một số công ty lớn sở hữu hầu hết cơ sở hạ tầng lưu trữ dữ liệu trên thế giới. Điều đó có nghĩa là quyền kiểm soát phân phối dữ liệu nằm trong tay của một số ít. Chúng tôi chỉ có thể làm được rất nhiều nếu dữ liệu của chúng tôi bị xóa khỏi các nền tảng này.
Tuy nhiên, nếu tận dụng IPFS để lưu trữ dữ liệu, chúng tôi sẽ có nhiều quyền kiểm soát hơn đối với việc phân phối dữ liệu. Bất cứ khi nào dữ liệu được nhà cung cấp tải lên IPFS, dữ liệu đó sẽ được tìm nạp bởi những người khác lưu trữ bản sao dữ liệu trên các nút của họ. Tương tự, khi bạn tải xuống nội dung từ IPFS, bạn sẽ trở thành một nút lưu trữ bổ sung trong mạng. Hệ thống này dân chủ hóa việc phân phối nội dung cho phép người dùng chia sẻ thông tin trực tiếp và duy trì quyền kiểm soát dữ liệu của họ.
Ví dụ, Steem, một nền tảng truyền thông xã hội phi tập trung, sử dụng IPFS để lưu trữ nội dung đa phương tiện mà người dùng tải lên. Cách tiếp cận này đảm bảo rằng nội dung vẫn được kiểm soát bởi người dùng giữ khóa riêng cho tài khoản của họ. Chỉ họ mới có thể sửa đổi hoặc xóa dữ liệu.
6. Lưu trữ dữ liệu dễ dàng hơn
Sau nhiều năm hoạt động, các công ty tích lũy được một lượng lớn dữ liệu mà họ không còn sử dụng nữa. Việc xóa dữ liệu này có thể không phải là một tùy chọn đối với họ, vì vậy họ sử dụng thiết bị lưu trữ vật lý hoặc nền tảng lưu trữ đám mây trả phí để lưu trữ dữ liệu đó. Cả hai chiến lược đều có nhược điểm, rủi ro hư hỏng hoặc mất mát đối với các thiết bị vật lý và các dịch vụ tập trung, tốn kém cho lưu trữ đám mây.
Với IPFS, việc lưu trữ trở nên dễ dàng và hiệu quả hơn rất nhiều. Hệ thống sử dụng tính năng chống trùng lặp, chỉ lưu trữ các phần dữ liệu giống hệt nhau một lần, kết hợp với tính năng kiểm soát phiên bản, làm cho IPFS trở nên lý tưởng cho việc lưu trữ dữ liệu. Nó đảm bảo rằng ngay cả các phiên bản lịch sử của tệp cũng được bảo toàn trong khi giảm nhu cầu lưu trữ.
Các đường lùi liên hành tinh là một ví dụ tuyệt vời về cách thức hoạt động của nó. Nó tương tự như Lưu trữ Internet Wayback Machine nhưng sử dụng IPFS để lưu trữ web. Nó lưu trữ ảnh chụp nhanh của các trang web trên mạng, gán cho mỗi trang một CID duy nhất và phân phối nó trên nhiều nút để đảm bảo khả năng phục hồi. Mọi người sẽ truy cập các phiên bản lịch sử của web mà không cần dựa vào các máy chủ tập trung.
7. Duyệt web ngoại tuyến
Duyệt ngoại tuyến không phải là một khái niệm mới. Các nhà phát triển trang web và ứng dụng di động hiểu tầm quan trọng của việc nâng cao trải nghiệm người dùng. Nó liên quan đến việc tải xuống dữ liệu từ internet khi được kết nối và lưu dữ liệu đó để truy cập ngoại tuyến.
IPFS đưa trình duyệt ngoại tuyến lên cấp độ tiếp theo. Nó cho phép người dùng lưu trữ và truy xuất nội dung trực tiếp từ bộ đệm cục bộ của các nút lân cận cho phép duyệt mà không cần kết nối internet liên tục. Cách tiếp cận này rất phù hợp cho các ứng dụng ưu tiên khả năng truy cập trong môi trường có kết nối không liên tục.
Để thực hiện sứ mệnh cung cấp nội dung giáo dục ở những khu vực không có internet băng thông rộng, EdChain sử dụng một hệ thống nguồn mở được cung cấp bởi IPFS và công nghệ chuỗi khối. Thông qua đó, học sinh có thể tương tác với giáo viên khi kết nối internet và truy cập tài liệu học tập khi bị ngắt kết nối.
Tương lai của Internet là phi tập trung
Không còn nghi ngờ gì nữa, công nghệ chuỗi khối sẽ đóng một vai trò quan trọng trong Web3 vì nó có thể phân cấp bất kỳ tài sản kỹ thuật số nào. Công nghệ IPFS hoạt động tương tự bằng cách phân cấp tài nguyên lưu trữ. Đáng chú ý, nó mang lại nhiều lợi ích sẽ cách mạng hóa cách chúng ta tương tác với dữ liệu trực tuyến. Nó thúc đẩy một mạng internet an toàn, linh hoạt, có thể truy cập và lấy người dùng làm trung tâm. Và vì những lý do đó, nó sẽ định hình tương lai của Internet như chúng ta biết.