Was ist IPFS (InterPlanetary File System) und wie wird es zum Speichern von NFT-Metadaten verwendet?

IPFS und seine Rolle in der dezentralen Speicherung verstehen

1. Das InterPlanetary File System (IPFS) ist ein Peer-to-Peer-Hypermedia-Protokoll, das das Web schneller, sicherer und offener machen soll. Es fungiert als verteiltes Dateisystem, das das Speichern und Abrufen von Dateien basierend auf ihrem Inhalt und nicht auf der Grundlage ihres Speicherorts ermöglicht. Jede auf IPFS hochgeladene Datei erhält einen eindeutigen kryptografischen Hash, der als permanente Adresse fungiert. Dadurch entfällt die Abhängigkeit von zentralisierten Servern und die Anfälligkeit für Zensur oder Ausfallzeiten wird verringert.

2. Im Gegensatz zu herkömmlichen HTTP-basierten Systemen, bei denen der Datenzugriff über Serverstandorte erfolgt, verwendet IPFS die Inhaltsadressierung. Wenn ein Benutzer eine Datei anfordert, findet das Netzwerk den nächstgelegenen Knoten, der diesen Inhalt hostet, und stellt ihn effizient bereit. Dieses Modell verbessert die Ladezeiten und die Redundanz im gesamten Netzwerk erheblich. Da mehrere Knoten denselben Inhalt hosten können, bleibt die Verfügbarkeit hoch, selbst wenn einzelne Knoten offline gehen.

3. Dateien auf IPFS sind unveränderlich. Das heißt, sobald eine Datei mit einem bestimmten Hash hinzugefügt wird, generiert jede Änderung am Inhalt einen neuen Hash. Diese Funktion gewährleistet Authentizität und Integrität und eignet sich daher ideal für Anwendungen, die manipulationssichere Aufzeichnungen erfordern. In Blockchain-Ökosystemen passt diese Unveränderlichkeit perfekt zu den Prinzipien der Transparenz und Vertrauenslosigkeit.

4. Um an IPFS teilzunehmen, betreiben Benutzer Knoten, die Dateien speichern und freigeben. Diese Knoten bilden ein globales Netzwerk, in dem Daten über verschiedene geografische Regionen hinweg repliziert werden. Es gibt auch öffentliche Gateways, die es Standardbrowsern ermöglichen, auf IPFS-gehostete Inhalte zuzugreifen, ohne dass spezielle Software installiert werden muss. Während öffentliche Gateways Komfort bieten, erhöht der Betrieb privater Knoten die Sicherheit und Kontrolle über die Datenpersistenz.

Warum NFT-Metadaten dezentrale Lösungen benötigen

1. Nicht fungible Token (NFTs) repräsentieren das Eigentum an digitalen Vermögenswerten wie Kunstwerken, Musik oder virtuellen Immobilien. Allerdings speichern die meisten Blockchains nur minimale Informationen über ein NFT – typischerweise nur Eigentumsdetails und einen Verweis auf externe Metadaten. Zu diesen Metadaten gehören häufig Attribute wie Name, Beschreibung, Bild-URL und Eigenschaften, die die Eigenschaften des Tokens definieren.

2. Die Speicherung von Metadaten auf zentralen Servern birgt erhebliche Risiken. Wenn der Hosting-Dienst herunterfährt oder Inhalte entfernt, wird der Link unterbrochen, was zu „Link Rot“ führt. Infolgedessen kann der NFT seine visuelle Darstellung oder beschreibende Details verlieren, was seinen Wert und Nutzen untergräbt. Zentralisierung widerspricht dem dezentralen Ethos der Blockchain-Technologie.

3. IPFS mindert diese Risiken, indem es eine zensurresistente und dauerhafte Möglichkeit zum Hosten von NFT-Metadaten bietet. Anstatt sich auf fragile URLs zu verlassen, die an die Unternehmensinfrastruktur gebunden sind, laden Ersteller Metadaten auf IPFS hoch und betten den resultierenden Inhalts-Hash in den Smart Contract ein. Dadurch wird sichergestellt, dass die Datei unbegrenzt zugänglich bleibt, solange mindestens ein Knoten die Datei hostet.

4. Viele NFT-Marktplätze und Minting-Plattformen integrieren IPFS mittlerweile nativ. Wenn Künstler NFTs prägen, verpackt die Plattform die Metadaten und zugehörigen Medien automatisch in das JSON-Format und lädt sie auf IPFS hoch. Die zurückgegebene CID (Content Identifier) ​​wird Teil des On-Chain-Datensatzes des Tokens und erstellt so eine dauerhafte, überprüfbare Referenz.

Wie IPFS in Blockchain-basierte NFTs integriert wird

1. Während der NFT-Erstellung generieren Entwickler eine JSON-Datei mit allen relevanten Metadaten, einschließlich Links zu Bildern, Animationen oder 3D-Modellen – die alle auch auf IPFS gehostet werden. Sobald dieser JSON hochgeladen ist, erhält er eine eindeutige CID. Diese CID wird dann in den Smart Contract des NFT eingebettet, typischerweise innerhalb der tokenURI-Funktion, die von externen Anwendungen abgefragt wird, um den Vermögenswert anzuzeigen.

2. Wenn eine Wallet oder ein Marktplatz ein NFT lädt, liest es den TokenURI aus der Blockchain, löst die IPFS-CID mithilfe eines Gateways (wie dweb.link oder ipfs.io) auf und ruft die Metadaten ab. Der Prozess läuft nahtlos im Hintergrund ab, sodass Benutzer umfangreiche Inhalte anzeigen können, ohne die zugrunde liegenden Mechanismen zu kennen.

3. Durch die Verankerung von Metadaten auf IPFS und deren Referenzierung über unveränderliche Hashes erreichen NFTs echte Dezentralisierung und Beständigkeit. Selbst wenn der ursprüngliche Ersteller verschwindet oder das Projekt nicht mehr unterstützt, bleiben die Daten bestehen, solange Knoten sie weiterhin anheften. Diese Widerstandsfähigkeit stärkt das Vertrauen in den digitalen Besitz und unterstützt die langfristige Einbringlichkeit.

4. Einige erweiterte Implementierungen verwenden Filecoin in Verbindung mit IPFS für garantierten Speicher. Filecoin bietet wirtschaftliche Anreize für Knoten, bestimmte Daten über einen längeren Zeitraum zu speichern, und fügt so eine weitere Ebene der Zuverlässigkeit hinzu. Projekte, die eine Haltbarkeit auf Archivniveau erfordern, können dezentrale Speichermärkte nutzen, um sicherzustellen, dass ihre NFTs über Jahrzehnte intakt bleiben.

Häufig gestellte Fragen

Was passiert, wenn niemand die Metadaten meines NFT auf IPFS hostet? Wenn alle Knoten, die ein bestimmtes Metadatenstück angeheftet haben, es nicht mehr hosten, ist der Inhalt vorübergehend nicht mehr zugänglich, bis ihn jemand erneut anheftet. Permanente Verfügbarkeit erfordert aktive Pinning-Dienste oder die Integration in incentivierte Speichernetzwerke wie Filecoin.

Können IPFS-gehostete Metadaten aktualisiert werden? Aufgrund der Unveränderlichkeit des Inhalts sind direkte Aktualisierungen nicht möglich. Um Metadaten zu ändern, muss eine neue Version auf IPFS hochgeladen werden, wodurch eine neue CID generiert wird. Die Aktualisierung des tokenURI in der Kette würde dann auf die überarbeiteten Metadaten verweisen, obwohl dieser Ansatz je nach Vertragsdesign unterschiedlich ist.

Ist die Nutzung von IPFS für NFT-Projekte völlig kostenlos? Das Hochladen kleiner Dateien auf öffentliche IPFS-Gateways ist im Allgemeinen kostenlos, sich jedoch ausschließlich darauf zu verlassen, birgt Verfügbarkeitsrisiken. Für Anwendungen auf Produktionsebene nutzen Teams häufig dedizierte Pinning-Dienste wie Pinata, Infura oder nft.storage, von denen einige kostenlose Stufen mit Einschränkungen anbieten.

Wie überprüfe ich, ob sich die Metadaten meines NFT wirklich auf IPFS befinden? Sie können den Smart Contract des Tokens überprüfen und den Token-URI extrahieren. Wenn es mit „ipfs://“ gefolgt von einer CID beginnt, werden die Metadaten auf IPFS gespeichert. Sie können es dann über ein öffentliches Gateway wie https://ipfs.io/ipfs/[CID] auflösen, um den Roh-JSON anzuzeigen und seinen Inhalt zu bestätigen.