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27 maio 2018

Sistema de arquivos interplanetário (IPFS) - explicação simples


Que tal um novo modelo de internet? É isso a proposta do IPFS (sigla em inglês para "sistema de arquivos interplanetário"). O canal Savjee no Youtube, fez um excelente vídeo simplificado explicando, confira abaixo - legendas disponíveis. Se preferir confira a transcrição do vídeo logo abaixo.
Hoje, a internet é uma ferramenta importante em nossa vida cotidiana. Usamos para consumir mídia, para comunicar com amigos e colegas, para aprender, para lidar com nossas finanças e muito mais ...

Mas a web como a conhecemos tem um problema: a informação é centralizada.

Tudo é armazenado em grandes fazendas de servidores e são geralmente controlados por uma única empresa. Quero dizer, você já se perguntou o que aconteceria se sites como o YouTube ou a Wikipédia fossem desligados? Como você assistiria vídeos de gatos ou passaria horas lendo uma página da Wikipédia após a outra? Essa centralização traz outro problema com isso, a censura. Por causa do conteúdo ser hospedado em apenas alguns servidores é fácil para governos bloquearem o acesso.

Em 2017, a Turquia ordenou que provedores de internet bloqueassem o acesso à Wikipédia porque a administração a chamou de "uma ameaça à segurança nacional". Então você pegou a ideia: centralização da web não é uma coisa boa. Mas então por que continuamos usando esse modelo?

Bem, isso é porque temos altas expectativas quando se trata da web. Queremos que páginas, imagens e vídeos sejam carregados instantaneamente e nós os queremos em alta qualidade. A centralização de servidores permite que as empresas tenham controle completo sobre o quão rápido ela pode fornecer todo esse conteúdo.

Outra razão pela qual usamos esse modelo é que simplesmente não existe uma alternativa boa e rápida. Mas isso pode estar prestes a mudar! Conheça o IPFS, o sistema de arquivos interplanetário. Esse é um nome chique e eles têm ambiciosos objetivos também.

Eles querem tornar a web completamente distribuída executando-o em uma rede P2P que funciona da mesma forma que o BitTorrent funciona. Vamos dar uma olhada em como o IPFS pode realizar essas metas, mas primeiro você tem que entender como acessamos o conteúdo na web agora.

Digamos que você queira baixar uma foto da Internet. Quando você faz isso, você diz exatamente ao computador onde encontrar a foto. Neste caso, a localização da foto é o endereço IP ou o nome do domínio. Isso é chamado de endereçamento baseado em localização.

Você diz ao computador onde obter as informações mas se esse local não for acessível, em outras palavras, o servidor está inoperante, você fica sem a foto.

No entanto, há uma grande chance de que alguém mais baixou essa foto antes e ainda tem uma cópia dela e ainda o seu computador não será capaz de pegar uma cópia dessa pessoa ...

Para corrigir isso, o IPFS passa de endereçamento “baseado em localização” para endereçamento "baseado em conteúdo". Em vez de dizer /onde/ encontrar um recurso, você apenas diz o que você quer.

Mas como isso funciona?

Bem, cada arquivo tem um hash exclusivo, que pode ser comparado a uma impressão digital. Quando você quiser baixar um determinado arquivo, você pergunta à rede: “quem tem o arquivo com este hash?” e alguém na rede IPFS irá fornecer a você. Agora você pode pensar: espere um minuto, como eu sei que essa pessoa não adulterou o arquivo?

Bem, porque você usou um hash para solicitar o arquivo, você pode verificar o que recebeu.

Você solicita o arquivo com um certo hash, então, quando você recebe o arquivo, você verifica se o hash combina com o que você recebeu. Segurança embutida!

Outro recurso interessante de usar hashes para endereçar conteúdo é 'deduplicação'. Quando várias pessoas publicam o mesmo arquivo no IPFS, ele será criado apenas uma vez e isso torna a rede muito eficiente. Bom isso já basta para entender.

Vamos dar uma olhada em como o IPFS armazena arquivos e os torna acessíveis para os outros. Os arquivos são armazenados dentro de objetos IPFS e estes objetos podem armazenar até 256kb de dados e pode conter links para outros objetos IPFS.

Um simples arquivo de texto “Hello World”, que é muito pequeno, pode ser armazenado em um único IPFS objeto. Mas e quanto aos arquivos maiores que 256kb? Como uma imagem ou vídeo, por exemplo.

Bem, esses são divididos em vários IPFS objetos que são todos de 256kb de tamanho e depois o sistema criará um objeto IPFS vazio que liga a todas as outras peças do arquivo.

A arquitetura de dados do IPFS é muito simples e ainda pode ser muito poderoso. Essa arquitetura nos permite realmente usar-la como um sistema de arquivos.

O IPFS usa o endereçamento baseado em conteúdo, uma vez que algo é adicionado, ele não pode ser alterado mais. É um armazenamento de dados imutável muito parecido com uma blockchain. Mas então, como você muda as coisas?

Bem, o IPFS suporta o controle de versão de seus arquivos. Digamos que você esteja trabalhando em um importante documento que você deseja compartilhar com todos pelo IPFS. Quando você faz isso, o IPFS cria um novo “Commit objeto” para você. Este objeto é realmente básico: apenas diz ao IPFS qual commit veio antes e liga ao objeto IPFS do seu arquivo.

Agora vamos imaginar que depois de um tempo você deseja atualizar este arquivo. Bem, você acabou de adicionar seu arquivo atualizado na rede IPFS e o software criará um novo objeto commit para o seu arquivo. Este objeto commit agora se liga ao commit anterior. Esse processo pode ser repetido indefinidamente. IPFS irá certificar-se de que o seu arquivo, mais toda a história é acessível para os outros nós na rede. Muito útil!

Isso tudo parece ótimo, mas não está livre de limitações ou desvantagens. (Nada é perfeito).

O maior problema que o IPFS enfrenta é manter arquivos disponíveis. Cada nó da rede mantém um cache dos arquivos que ele baixou e ajuda a compartilhá-los se outras pessoas precisarem deles.

Mas se um arquivo específico é hospedado por - digamos esses 4 nós - e esses nós ficam offline então esse arquivo fica indisponível e ninguém pode pegar uma cópia dele. Igual a um Torrent sem seeders.

Existem duas soluções possíveis para este problema.

Incentivando as pessoas a armazenar arquivos e disponibilizá-los ou podemos proativamente distribuir arquivos e certifique-se de que há sempre um certo número de cópias disponíveis na rede. É exatamente isso que a Filecoin pretende fazer.

Filecoin é criado pelo mesmo grupo de pessoas que criaram o IPFS. É basicamente um blockchain construído sobre o IPFS que quer criar um descentralizado mercado de armazenamento. Se você tem algum espaço livre, você pode alugar para os outros e ganhar dinheiro com isso no processo.

Filecoin cria um forte incentivo para os nós manter os arquivos on-line pelo maior tempo possível porque senão eles não serão recompensados. O sistema também garante que os arquivos sejam replicado em muitos nós para que eles não possam se tornar indisponível.

Esse é um resumo rápido do Filecoin e como ele pretende ser construído sob o IPFS para resolver alguns de seus problemas. Uma última coisa que vamos dar uma olhada é como o IPFS pode ser usado. Como mencionei antes, em 2017 o governo turco decidiu bloquear o acesso à Wikipédia. As pessoas por trás do IPFS responderam tomando a Wikipédia turca e colocando uma cópia no IPFS.

Porque o IPFS é distribuído e existem sem servidores centrais, o governo não pode bloqueá-lo.

Outra boa aplicação é o DTube, que é basicamente, um site como o YouTube, mas inteiramente distribuído e hospedado no IPFS. Qualquer pessoa pode publicar vídeos e qualquer um pode ajudar para apoiar a rede. Muito inteligente!

Até agora você deve estar se perguntando: por que o IPFS é chamado de sistema de arquivos interplanetário? É possível acessá-lo de vários planetas?

Bem, vamos supor que temos uma base em Marte. Comunicando-se de Marte para a Terra é bastante difícil. Dependendo da posição dos dois planetas, um sinal pode demorar entre 4 e 24 minutos para viajar entre eles.

Vamos dar o melhor cenário: você está em Marte, você abre seu notebook e pede uma cópia da página da Wikipédia do planeta Terra, porque você esqueceu como é lá. O pedido para a Wikipédia viaja 4 minutos para a terra e quando chega lá, é enviado pela internet, para os servidores da Wikipédia que respondem em apenas alguns milissegundos.

Essa resposta, no entanto, ainda tem que viajar 4 minutos de volta a Marte. Então, em um bom dia, visitando uma única página da web levará 8 minutos. Em um dia ruim, 48 minutos ...

Com o IPFS, é possível armazenar grandes partes da internet em cache em Marte. Então, se alguém já solicitou uma página que você quer baixar, pode vir direto de um nó em Marte, fazendo com que a carregue a página tão rápido quanto na terra.

Então, sim, o IPFS poderia ser usado para distribuir partes da internet em múltiplos planetas.

Então, para resumir: IPFS é um projeto muito ambicioso que poderia levar a uma verdadeira descentralização da internet e agora você sabe como funciona.

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