Межпланетный консенсус и погодный майнинг: как выглядит IPFS сегодня

В мае 2014 года программист Хуан Бенет основал компанию Protocol Labs. Уже в январе следующего года проект при поддержке стартап-инкубатора Y Combinator представил IPFS. Вспоминая свой путь длиною почти в десятилетие, Бенет поделился: 

«Начав с небольшой суммой от Y Combinator, около $120 000, я затем примерно полгода, а может быть, и восемь месяцев работал над IPFS, имея меньше, чем $0. Я был абсолютно и полностью разорен». 

К 2016 году IPFS стал одним из самых используемых протоколов, а команда Protocol Labs продолжает выпускать многочисленные продукты. О самых актуальных из них для читателей ForkLog рассказывает Сергей Голубенко.

В чем суть?

IPFS — файловая система, представляющая собой протокол и сеть для децентрализованного хранения и обмена данными. По замыслу разработчиков, он будет устойчивее и эффективнее, чем традиционные хранилища.

Основная идея здесь — децентрализация. В отличие от традиционных систем, где файлы хранятся на центральных серверах, IPFS использует распределенную сеть узлов, каждый из которых может хранить и передавать части файлов, как это происходит, например, в BitTorrent. 

Важную роль здесь играют Content Identifiers (CID) — уникальные идентификаторы, которые содержатся в каждом файле IPFS . CID создается на основе хеша содержимого файла, что обеспечивает уникальность и оригинальность данных. 

Участники IPFS взаимодействуют друг с другом, образуя динамическую сеть, где узлы могут служить хранилищем и передавать файлы другим узлам. Система использует алгоритмы маршрутизации, позволяющие эффективно находить и получать файлы в сети, основываясь на их CID.

Согласно блогу Protocol Labs, с момента запуска IPFS использовался для организации и распределения многих эксабайт данных по всему миру, имея 250 000 P2P-узлов и более 2,5 млн ежедневных пользователей. 

Чаще остальных к протоколу обращаются «технологи, архивариусы, активисты, художники, ученые». IPFS решает разнообразные проблемы — от сохранения исторических документов до обеспечения связи в условиях цензуры или слабого сигнала соединения. 

К примеру, после блокировки властями Турции «Википедии» в 2017 году активисты перенесли ее в IPFS, и  жители страны снова получили неограниченный доступ к информации.

Filecoin и не только

Один из самых популярных IPFS-проектов — децентрализованное решение для хранения данных Filecoin. Завоевать аудиторию ему помогла система монетизации, а также возможность для комьюнити участвовать в майнинге токена FIL и разработке протокола.

Предвидя возможные претензии, Protocol Labs в 2017 году создает SAFT — форму договора между инвесторами и командой проекта, дающую вкладчикам право на будущие токены, которые будут выпущены при достижении определенного этапа разработки. 

Этот инструмент был создан для обеспечения юридической прозрачности и соблюдения законов о ценных бумагах. Это не уберегло Filecoin от претензий со стороны SEC, однако помогло привлечь достаточно инвесторов.

Все планы проекта звучали революционно, многообещающе и, возможно, утопично. Но спустя почти десятилетие им действительно есть чем удивить. В последних выступлениях на LabWeek23 в Стамбуле команда Filecoin представила план развития:

• построить самое большое в мире децентрализованное хранилище данных;
• дать пользователям возможность всегда иметь быстрый доступ к информации и обеспечить ее безопасное хранение;
• объединить течение вычислительных процессов с самой информацией, сделать доступными приложения с огромными объемами данных (web-scale apps).

Следующий проект на который компания делает большую ставку — Libp2p. Он вырос из проекта IPFS, чтобы стать сетевым P2P-слоем для Web3. 

У него есть модульные компоненты для обнаружения узлов, их маршрутизации, транспортировки, обхода NAT. На сегодняшний день более 20 его имплементаций обеспечивают работу IPFS, Filecoin, Ethereum, Polygon, Optimism, Polkadot и других L1- и L2-сетей.

Еще один перспективный проект — Bacalhau, платформа для публичных, прозрачных и, по желанию, верифицируемых распределенных вычислений, которая помогает решать параллельные задачи обработки данных. Эта архитектура известна как Compute over Data (CoD) — концепция, при которой вычисления производятся непосредственно на месте хранения, устраняя необходимость передачи данных на централизованные серверы или в облако. 

В декабре 2022 года команда Bacalhau выпустила релиз Beta v1. К концу 2023 года инженеры проекта обещают полностью распределенную систему обработки данных,  работающую на любом устройстве.

Климат и космос

WeatherXM — проект, созданный для изучения погодных условий на планете и сбора данных в одну децентрализованную сеть под управлением комьюнити. Сейчас насчитывается более 70 стран, на территории которых установлены погодные станции, передающие данные в круглосуточном режиме. Каждому владельцу такой станции начисляются токены WXM в обмен на обеспечение данными о погоде и климате. Получается своеобразный «погодный майнинг». 

Protocol Labs также сотрудничает с Cryptosat, который создает небольшие спутники, обеспечивающие Web3 криптографической инфраструктурой. При помощи таких аппаратов создаются эффективные средства связи и достигается необходимый уровень конфиденциальности и доверия. 

«После запуска физического доступа к спутникам нет, что предотвращает изощренные атаки по сторонним каналам, и программное обеспечение, работающее на спутнике, генерирует цифровые подписи прямо в космосе, обеспечивая быструю безопасную проверку», — пишут представители Cryptosat.

На данный момент компания успешно вывела на орбиту три спутника: Crypto1, Crypto2 и Crypto3. Компания планирует сотрудничать с Protocol Labs, добавляя к оборудованию своих спутников узлы IPFS. В Cryptosat убеждены, что в ближайшие 5–10 лет все основные блокчейны в какой-то мере будут использовать космическую инфраструктуру. 

Межпланетный консенсус

Весной 2023 года Protocol Labs предоставил информацию о новом инструменте — IPC (InterPlanetary Consensus, межпланетный консенсус). Как утверждают в компании, с IPC децентрализованные приложения уже могут достичь планетарного масштаба благодаря рекурсивно масштабируемым подсетям, транзакциям за время менее секунды, надежным нагрузкам на вычисления и высокопроизводительным WebAssembly, созданным с учетом требований разработчиков. Он также позволяет внедрять вычисления в саму сеть Filecoin.

Резюмируя вышесказанное, можно сделать вывод, что компания, во-первых, собрала вокруг себя огромное комьюнити энтузиастов, инженеров и рядовых пользователей. Во-вторых, через сотрудничество в космической сфере проект привлек многомиллионные инвестиции. 

Станет ли IPFS «следующим HTTP», покажет время, но уже можно сказать, что его шансы велики. Во всяком случае Filecoin, который 5 лет назад казался очередным L1 с возможностью майнинга на домашних HDD, сейчас предстает в совершенно ином облике: TVL монеты сейчас выше $140 млн и после запуска FVM в основной сети он только растет.

Несмотря на все эти успехи, сам протокол остается уязвимым для критики, поскольку почти через 10 лет после запуска он по-прежнему остается на стадии альфа-версии. Аналитики также указывают на то, что IPFS имеет проблемы с безопасностью и используется злоумышленникам, в частности, для фишинговых атак. Также среди причин, мешающих по-настоящему массовому внедрению протокола, называют негибкость глобальной интернет-инфраструктуры.