1つの記事でIPFSプロトコルを理解してください！ IPFがHTTPに取って代わるのはなぜですか？

一般にIPFSとして知られている惑星間ファイルシステムは、ファイルを保存および共有するためのより効率的で分散型、安全な方法を作成するように設計されたプロトコルおよびネットワークです。デジタルの世界が進化するにつれて、従来のHTTP（HyperText Transfer Protocol）は、IPFが対処することを目指している制限を示しています。この記事では、IPFの複雑さを掘り下げ、HTTPに取って代わる理由を探り、この革新的な技術を包括的に理解することを提供します。

IPFとは何ですか？それはどのように機能しますか？

IPFSは、すべてのコンピューティングデバイスを同じファイルシステムに接続するピアツーピア（P2P）分散ファイルシステムです。ファイルが特定のサーバーに保存されている従来の集中システムとは異なり、 IPFはコンテンツアドレス可能なアプローチを使用します。各ファイルとそのすべてのブロックには、暗号化ハッシュと呼ばれる一意の指紋が与えられます。ファイルを取得する場合は、このハッシュを使用して、ネットワークのノードからコンテンツを見つけてダウンロードします。

IPFSの背後にあるコアアイデアは、ネットワークに接続されている任意のデバイスでアクセスできる単一のグローバルネームスペースを作成することです。この目標を達成するために、分散ハッシュテーブル（DHT） 、 BitTorrent 、 Gitなどのいくつかのテクノロジーを組み合わせています。ファイルがIPFに追加されると、それはより小さなチャンクに分割され、各チャンクはハッシュされます。これらのハッシュは、ファイルの構造とコンテンツを表すマークルダグ（指示された非環式グラフ）を構築するために使用されます。

HTTPよりもIPFの利点

IPFがHTTPの潜在的な代替品と見なされる主な理由の1つは、その分散型の性質です。 HTTPを使用すると、ファイルは集中サーバーでホストされており、単一の障害ポイントに対して脆弱になります。サーバーがダウンすると、コンテンツがアクセスできなくなります。対照的に、 IPFはノードのネットワーク全体にファイルを配布し、一部のノードが失敗してもコンテンツを使用できるようにします。

IPFは、パフォーマンスと効率の向上も提供します。 P2Pネットワーキングとキャッシュを活用することにより、 IPFは遅延と帯域幅の使用を減らすことができます。ユーザーがファイルをリクエストするとき、 IPFは最初にファイルがローカルで使用可能であるか、近くのノードで使用可能であるかどうかを確認してから、遠くのサーバーからフェッチします。このアプローチは、コンテンツの配信を大幅に高速化できます。

もう1つの重要な利点は、データの整合性です。 IPFでは、暗号化のハッシュを使用することにより、データの整合性が確保されます。ファイルがIPFに追加されると、そのハッシュは一定のままであるため、ハッシュを変更せずにファイルを変更することは不可能になります。この機能は、科学研究や法的文書など、高レベルのデータの完全性を必要とするアプリケーションにとって特に有益です。

IPFがHTTPの制限にどのように対処するか

HTTPには、 IPFが克服することを目指しているいくつかの制限があります。最も注目すべきものの1つは、スケーラビリティです。インターネットが成長するにつれて、帯域幅とストレージの需要は指数関数的に増加します。 HTTPはこの需要に対応するのに苦労し、負荷時間が遅く、コストが高くなります。一方、 IPFは、複数のノードに負荷を分散することにより、より効率的にスケーリングできます。

HTTPのもう1つの制限は複製です。複数のユーザーが同じファイルをダウンロードすると、各ユーザーはサーバーからファイル全体をダウンロードし、冗長データ転送につながる必要があります。 IPFは、ユーザーがファイルを互いに直接共有できるようにすることでこの問題を解決し、同じソースから複数のダウンロードの必要性を減らします。

HTTPは、バージョン制御により課題にも直面しています。ファイルが更新されると、明示的に保存されない限り、古いバージョンはしばしば失われます。 IPFSはGITと同様のバージョンシステムを使用して、ユーザーがファイルのさまざまなバージョンにアクセスし、時間の経過とともに変更を追跡できるようにします。

IPFの実用的なアプリケーション

IPFSには、さまざまな業界で幅広い実用的なアプリケーションがあります。 Web開発分野では、 IPFを使用して分散型Webサイトをホストできます。これらのウェブサイトは、単一のサーバーに依存していないため、検閲やダウンタイムに対してより回復力があります。開発者は、 IPFSコンパニオンやPinataなどのツールを使用して、分散型アプリケーションを簡単に展開および管理できます。

ブロックチェーンおよび暗号通貨セクターでは、 IPFは大量のデータを保存および共有するために使用されます。たとえば、 NFT（不可能なトークン）プロジェクトは、 IPFを使用してメタデータと画像を保存することが多く、ブロックチェーンの負荷を減らし、トランザクション効率を改善します。

IPFは科学コミュニティでも価値があります。研究者は、 IPFを使用して、分散型の方法で大きなデータセットと研究論文を共有し、データが時間の経過とともにアクセス可能で検証可能なままであることを保証できます。このアプローチは、科学研究におけるコラボレーションと再現性を高めることができます。

IPFSの使用方法：ステップバイステップガイド

IPFSの使用を開始するには、デバイスにIPFSソフトウェアをインストールする必要があります。 IPFをセットアップおよび使用する方法に関する詳細なガイドを次に示します。

• IPFSのダウンロードとインストール：公式のIPFS Webサイトにアクセスして、オペレーティングシステムに適したバージョンをダウンロードしてください。提供されているインストール手順に従ってください。
• IPFSの初期化：端末またはコマンドプロンプトを開き、コマンドipfs initを実行してIPFSノードを初期化します。このコマンドは、ノードの一意のアイデンティティを生成します。
• IPFSデーモンを起動：コマンドipfs daemonを実行して、 IPFSデーモンを起動します。このプロセスはバックグラウンドで実行され、ノードがIPFSネットワークに接続できるようにします。
• IPFSにファイルを追加：コマンドipfs add使用するipfs add IPFSにファイルを追加します。コマンドはハッシュを返し、後でファイルを取得するために使用できます。
• IPFSからファイルを取得する：ファイルを取得するには、コマンドipfs getを使用しますipfs get 。このコマンドは、指定されたハッシュに関連付けられたファイルをダウンロードします。
• ファイルを他の人と共有する：ファイルのハッシュを他の人と共有します。 ipfs getコマンドを使用して、ネットワーク上の任意のノードからファイルをダウンロードできます。

IPFを使用したセキュリティとプライバシーの考慮事項

IPFは多くの利点を提供しますが、セキュリティとプライバシーへの影響を考慮することが不可欠です。 IPFSはパブリックネットワークであるため、誰でも公然と共有されるファイルにアクセスできます。機密情報を保護するために、ユーザーはIPFに追加する前にファイルを暗号化できます。さらに、 IPFSはプライベートネットワークをサポートしています。プライベートネットワークは、信頼できるグループ内でファイルを安全に共有するために使用できます。

IPFは、アクセス制御を管理するためのメカニズムも提供します。ユーザーはファイルをピン留めして、ノードで利用可能なままにしておくことができ、 IPFSクラスターなどのツールを使用してノードのグループを管理し、データの可用性を制御できます。

よくある質問

Q1：IPFは既存のWebブラウザで使用できますか？

はい、 IPFはIPFSコンパニオンなどの拡張機能を介して既存のWebブラウザで使用できます。この拡張機能を使用すると、 IPFSノードをローカルで実行する必要なく、ブラウザからIPFSコンテンツに直接アクセスできます。

Q2：IPFはファイルの更新とバージョン化をどのように処理しますか？

IPFSは、 GITと同様のバージョンシステムを使用します。ファイルが更新されると、新しいハッシュが生成され、更新されたファイルが新しいバージョンとしてIPFSに追加されます。ユーザーは、対応するハッシュを使用して、ファイルの異なるバージョンにアクセスできます。

Q3：IPFは他の分散型ストレージソリューションと互換性がありますか？

はい、 IPFは他の分散型ストレージソリューションと統合できます。たとえば、 Filecoinは、 IPFを基礎となるプロトコルとして使用する分散型ストレージネットワークです。この統合により、ユーザーはIPFでファイルを保存および取得し、暗号通貨報酬システムを介してストレージプロバイダーを奨励することができます。

Q4：IPFはどのようにしてデータの持続性を保証しますか？

IPFは、ピンニングと呼ばれるメカニズムを介してデータの持続性を保証します。ユーザーがファイルをピンすると、ノードに保存されたままで、ネットワークで使用できます。さらに、 IPFSクラスターを使用して、複数のノードが同じデータを保存し、可用性と持続性を向上させることができます。