IPFS erklärt: Eine dezentrale Methode zur Datenspeicherung und -freigabe
Stellen Sie sich eine Bibliothek vor, in der Sie ein Buch nicht anhand seines spezifischen Regalstandorts suchen (der sich ändern könnte), sondern anhand seines einzigartigen Fingerabdrucks (wie einer ISBN). Jede Kopie mit genau diesem Fingerabdruck gilt als dasselbe Buch, unabhängig davon, wo es gespeichert ist. Das ist die Kernidee hinter dem InterPlanetary File System (IPFS), einer faszinierenden Technologie, die darauf abzielt, die Art und Weise, wie wir Informationen online speichern und darauf zugreifen, neu zu gestalten und sich vom heutigen anfälligen, standortbasierten System zu lösen.
Wer kontrolliert oder verwaltet das IPFS-Netzwerk?
Im Gegensatz zu einem traditionellen Dienst im Besitz eines Unternehmens wird IPFS nicht von einer einzelnen Entität besessen oder kontrolliert. Es handelt sich um ein Open-Source-Protokoll, was bedeutet, dass sein zugrunde liegender Code öffentlich verfügbar ist, sodass jeder ihn überprüfen, verwenden oder verbessern kann. Denken Sie daran wie an die Regeln für E-Mail (SMTP) oder das Web selbst (HTTP) – grundlegende Protokolle statt proprietärer Produkte.
Die Entwicklung und Wartung von IPFS wird von einer globalen Gemeinschaft von Entwicklern und Organisationen geleitet, wobei Protocol Labs ein wichtiger Mitwirkender ist. Das Netzwerk selbst funktioniert jedoch dezentral. Es basiert auf der kollektiven Beteiligung von Benutzern, die die IPFS-Software ausführen, was es zu einer gemeinschaftsgetragenen Anstrengung macht. Kein einzelner CEO oder Vorstand kann seinen Betrieb vorschreiben oder es vollständig abschalten.
Was ist ein „IPFS Node“ und wie nimmt er teil?
Ein IPFS Node (Knoten) ist im Wesentlichen ein Computer, auf dem das IPFS-Softwareprogramm läuft und der mit dem IPFS-Netzwerk verbunden ist. Diese Nodes bilden das Rückgrat des Systems. Wenn Sie einen Node betreiben, wird Ihr Computer zu einem Teilnehmer in diesem verteilten Netzwerk.
Nodes erfüllen mehrere entscheidende Aufgaben. Sie speichern Daten (Dateien oder Teile von Dateien), helfen bei der Suche nach Daten, die von anderen Benutzern angefordert werden, indem sie Informationen darüber austauschen, wo Inhalte gefunden werden können, und verbinden sich direkt mit anderen Nodes (Peers genannt), um diese Daten auszutauschen. Jeder mit einer Internetverbindung und einem Computer kann sich entscheiden, einen IPFS-Node zu betreiben und Ressourcen wie Speicherplatz und Bandbreite beizusteuern, um das Netzwerk zu stärken.
Wie stellt IPFS sicher, dass Daten nicht manipuliert wurden?
IPFS verwendet eine clevere Technik namens kryptografisches Hashing, um die Datenintegrität zu gewährleisten. Wenn eine Datei oder ein Datensatz zu IPFS hinzugefügt wird, generiert das System dafür einen eindeutigen digitalen Fingerabdruck, bekannt als Content Identifier (CID). Dieser CID wird direkt aus dem Inhalt selbst abgeleitet.
Das Besondere daran ist: Wenn sich auch nur ein einziges Bit der Daten ändert, ist der resultierende CID völlig anders. Wenn Sie Daten mithilfe ihres CIDs anfordern, ruft Ihr IPFS-Node die Datenblöcke von Peers ab und berechnet den CID basierend auf dem empfangenen Inhalt neu. Stimmt der berechnete CID mit dem angeforderten CID überein, können Sie sicher sein, dass die Daten genau das sind, was Sie angefordert haben, und während der Übertragung nicht verändert oder beschädigt wurden. Dies macht IPFS von Natur aus manipulationssicher.
Was bedeutet es, Inhalte auf IPFS zu „pinnen“?
Das bloße Hinzufügen von Daten zum IPFS-Netzwerk garantiert nicht, dass sie für immer dort bleiben. Nodes müssen ihren Speicherplatz verwalten und können Daten, auf die nicht häufig zugegriffen wird oder die nicht explizit zum Aufbewahren markiert sind, automatisch entfernen – ein Prozess namens Garbage Collection (Speicherbereinigung).
Um sicherzustellen, dass Daten dauerhaft erhalten bleiben, müssen Sie sie „pinnen“ (anheften). Pinning ist so, als würden Sie Ihrem IPFS-Node (oder dem Node einer anderen Person) mitteilen, dass ein bestimmter Inhalt (identifiziert durch seinen CID) wichtig ist und dauerhaft sicher und verfügbar gehalten werden sollte. Es ähnelt dem Setzen eines Lesezeichens für eine Webseite, aber entscheidend ist, dass Pinning sicherstellt, dass der Inhalt selbst auf dem Node erhalten bleibt, nicht nur der Link. Daten, die von keinem Node im Netzwerk gepinnt werden, können schließlich verschwinden.
Für Benutzer, die garantierte Persistenz wünschen, ohne ihren eigenen Node rund um die Uhr betreiben zu müssen, gibt es Pinning-Dienste. Dies sind Drittanbieter, die, oft gegen eine Gebühr, bestimmte Inhalte auf ihren zuverlässigen IPFS-Nodes pinnen und so deren fortlaufende Verfügbarkeit im Netzwerk sicherstellen.
Important
Zu IPFS hinzugefügte Daten bleiben nur dann garantiert erhalten, wenn sie aktiv von mindestens einem Node im Netzwerk gepinnt werden. Nicht gepinnte Inhalte können im Laufe der Zeit durch die Garbage Collection entfernt werden.
Wie kann ich heute auf Inhalte zugreifen, die auf IPFS gespeichert sind?
Der Zugriff auf IPFS-Inhalte wird immer einfacher. Eine gängige Methode ist die Verwendung von öffentlichen IPFS-Gateways. Dies sind Webserver, die von Einzelpersonen oder Organisationen betrieben werden und als Brücke zwischen dem traditionellen Web (HTTP) und dem IPFS-Netzwerk fungieren. Sie können oft auf IPFS-Inhalte zugreifen, indem Sie eine Gateway-URL gefolgt von /ipfs/ und dem CID des Inhalts in Ihren normalen Webbrowser eingeben.
Alternativ haben einige Webbrowser wie Brave native IPFS-Unterstützung integriert. Sie können auch Browser-Erweiterungen installieren, die es Ihrem Browser ermöglichen, direkt mit dem IPFS-Netzwerk zu interagieren. Der direkte Zugriff auf IPFS über einen lokalen Node oder einen integrierten Browser bietet die vollen Vorteile der Dezentralisierung und Verifizierung, während die Verwendung eines Gateways vom Gateway-Betreiber abhängt und erneut einen zentralen Punkt für potenzielle Ausfälle oder Zensur einführt.
Tip
Die Verwendung öffentlicher Gateways ist für den gelegentlichen Zugriff praktisch, aber der Betrieb eines eigenen Nodes oder die Verwendung eines Browsers mit nativer IPFS-Integration bietet eine direktere und wirklich dezentrale Erfahrung.
Sind Daten auf IPFS automatisch privat oder anonym?
Es ist entscheidend zu verstehen, dass IPFS nicht von Natur aus privat oder anonym ist. Seine Hauptziele sind Content Addressing (Daten anhand ihres Inhalts finden, nicht ihres Speicherorts) und die Gewährleistung der Datenintegrität (Nachweis, dass Inhalte nicht manipuliert wurden).
Standardmäßig kann potenziell jeder auf Daten zugreifen, die dem öffentlichen IPFS-Netzwerk hinzugefügt wurden, sofern er deren CID kennt. Das Netzwerk selbst verschlüsselt Ihre Daten nicht automatisch. Wenn Sie Privatsphäre benötigen, müssen Sie Ihre Dateien verschlüsseln, bevor Sie sie zu IPFS hinzufügen. Stellen Sie sich IPFS wie ein öffentliches Schwarzes Brett vor – Sie würden dort keine sensiblen Informationen veröffentlichen, ohne sie vorher in eine verschlossene Kiste zu legen.
Darüber hinaus beinhaltet die Teilnahme am IPFS-Netzwerk die Verbindung zu anderen Peers, und wie bei den meisten Peer-to-Peer-Systemen (wie BitTorrent) könnte Ihre IP-Adresse für andere Nodes sichtbar sein, mit denen Sie interagieren. IPFS verschleiert Ihre Netzwerkidentität nicht automatisch.
Warning
Gehen Sie nicht davon aus, dass im öffentlichen IPFS-Netzwerk gespeicherte Daten privat sind. Verschlüsseln Sie sensible Informationen immer, bevor Sie sie zu IPFS hinzufügen. Ihre Netzwerkaktivität (wie die IP-Adresse) kann ebenfalls für andere Peers sichtbar sein.
Wie unterscheidet sich IPFS von BitTorrent?
Obwohl sowohl IPFS als auch BitTorrent Peer-to-Peer (P2P)-Protokolle sind, die es Benutzern ermöglichen, Dateien direkt auszutauschen, ohne sich ausschließlich auf zentrale Server zu verlassen, haben sie unterschiedliche grundlegende Ziele und Designs.
BitTorrent ist stark darauf optimiert, große Dateien effizient zwischen einer Gruppe von Peers (einem „Schwarm“) zu übertragen, die an derselben spezifischen Datei interessiert sind. Es eignet sich hervorragend zur schnellen Verteilung beliebter Downloads.
IPFS hingegen zielt darauf ab, eine viel breitere, grundlegende Schicht für ein neues, dezentrales Web zu sein. Sein Fokus auf Content Addressing (CIDs) und die Verknüpfung von Datenstrukturen ist darauf ausgelegt, nicht nur große Dateien, sondern alle Arten von Webinhalten – Webseiten, Bilder, Datensätze – zu verarbeiten und ein dauerhaftes, verifizierbares Web zu schaffen. Obwohl beide P2P-Sharing beinhalten, stellt sich IPFS vor, das zugrunde liegende HTTP-Protokoll für den allgemeinen Webzugriff zu ersetzen, ein weitaus ehrgeizigeres Ziel als BitTorrents Fokus auf Dateiverteilung.
Was sind einige häufige Missverständnisse über IPFS?
Bezüglich IPFS gibt es oft einige Missverständnisse. Ein häufiges Missverständnis ist, dass das Speichern von Daten auf IPFS diese automatisch dauerhaft macht. Wie bereits erwähnt, erfordert Dauerhaftigkeit aktives Pinning; ohne dieses können Daten durch die Garbage Collection entfernt werden.
Eine andere Vorstellung ist, dass IPFS Webseiten grundsätzlich schneller lädt. Obwohl der Zugriff auf Inhalte von nahegelegenen Peers schneller sein kann als das Abrufen von einem entfernten Server, hängt die Geschwindigkeit stark von der Beliebtheit des Inhalts sowie dem Standort und der Verfügbarkeit der Peers ab, die die Daten hosten. Es ist kein garantierter Geschwindigkeitszuwachs in allen Szenarien.
Es ist auch wichtig klarzustellen, dass IPFS keine Blockchain ist. Obwohl es oft zusammen mit Blockchain-Technologien verwendet wird (z. B. zum Speichern von NFT-Metadaten oder Daten, auf die Smart Contracts verweisen), ist IPFS selbst ein eigenständiges P2P-Speicherprotokoll, das sich auf Content Addressing und Datenverteilung konzentriert, nicht auf Transaktionsreihenfolge oder Konsens wie eine Blockchain.
Schließlich ist die Annahme falsch, dass IPFS Anonymität für Benutzer oder Datenhosts bietet. Wie bereits erwähnt, verbirgt IPFS weder Benutzer-IP-Adressen noch verschlüsselt es Daten standardmäßig; Datenschutz erfordert separate, bewusste Maßnahmen.
IPFS stellt einen mächtigen Wandel hin zu einer widerstandsfähigeren, überprüfbaren und dezentralen Art der Datenhandhabung im Internet dar. Obwohl es sich von Kryptowährungen selbst unterscheidet, führen seine Prinzipien der Dezentralisierung und kryptografischen Verifizierung oft dazu, dass es im breiteren Web3-Ökosystem eingesetzt wird. Das Verständnis seiner Fähigkeiten und, was wichtig ist, seiner Grenzen ist entscheidend, um seine potenzielle Rolle in der Zukunft des Internets zu würdigen.