IPFS

IPFS einfach erklärt – Ein dezentrales Dateisystem für öffentliche Netzwerke

IPFS steht für InterPlanetary File System. IPFS ist ein dezentrales, also verteiltes inhaltsadressierbares Dateisystem und Hypermedia-Protokoll, welches keinen zentralen Server nutzt, es besitzt folglich keinen Single Point of Failure. Das Ergebnis ist ein dezentrales Netzwerk, welches mit Einsatz einer Peer-to-peer-Methode, Dateien speichert und für alle IPFS-User und über Gateways auch Nicht-IPFS-Usern zur Verfügung stellt. Im Gegensatz zum häufig genutzten Hypertext Transfer Protocol (http), welches Webserver zum Übertragen der Daten nutzen und zentralisiert gesteuert wird, setzt IPFS seinen Fokus auf Dezentralität. IPFS funktioniert wunderbar, sofern User wissen, wie IPFS aufgebaut ist, installiert und angewendet werden kann.

IPFS kann wie erwähnt von allen genutzt werden. Für Laien ist es vielleicht nicht so einfach, dennoch ist die Nutzung und Unterstützung von IPFS durchaus für jeden möglich, der sich ein bisschen damit auseinandersetzen mag. Insbesondere wenn du in einem Land lebst, indem der freie Informationsaustausch eingeschränkt ist, egal ob durch eine instabile Internetverbindung oder Einschränkungen seitens der Regierung. In diesem Sinne ist diese Einleitung in das Thema vielleicht dein erster Schritt hin zum Gebrauch von IPFS.

Wofür brauch man IPFS?

IPFS wird verwendet, um Dateien speichern und abrufen zu können, ohne einen zentralen Speicherort (Server/Host) zu nutzen. Hypermedia-Dateien können Fotos, Videos, Texte, Grafiken und mehr sein. Diese Dateien sind für alle IPFS-User einsehbar, sofern der Hash-Wert einer hochgeladenen Datei bekannt ist, zum Hash-Wert später mehr. Mittlerweile gibt es auch Gateways, welche es ermöglichen, über das etablierte http Protokoll, also z. B. von einer HTTP-Webseite aus auf die Dateien im IPFS-Netzwerk zuzugreifen, ohne das die Webseiten-Besucher aktive IPFS-Clients benötigen.

IPFS wird des Weiteren verwendet, um Daten unabhängiger, sicherer, länger und trotzdem offen im Netzwerk zu speichern. So kann es beispielsweise für Forschung, Meinungsfreiheit und Archivierung sehr wertvoll sein (Keine Duplikate, kein vergessen der Daten, Sicherheit auf Zugriff, Schutz vor Datenverlust). Nun zu den Hash-Werten.

Hash-Werte bei IPFS

Hashwerte sind kryptografische Werte, welche im Fall von IPFS beim Upload einer Datei generiert werden. Die Hashwerte ermöglichen das Identifizieren einer Datei oder mehreren Dateien in einem Ordner und jeglicher Veränderung besagter Dateien. So kann man auch selbst herausfinden, bei welchem Node (anderer aktiver IPFS-User) die Datei in Form von Kopien vorliegen oder wie oft die Datei im Netzwerk gespeichert ist. Dabei ist zu beachten, dass es kein „Hauptbuch“ wie bei der Blockchain von Bitcoin gibt. Demnach kannst du nicht hingehen und eine einzige Liste mit allen Daten einsehen, welche in dem IPFS-Netzwerk gespeichert sind.

Lädt ein IPFS-User eine Datei in das Netzwerk hoch, wird dabei ein Hashwert generiert, sofern es die erste Datei, also mit einem noch unbekannten Hash-Wert, ist, wird diese Datei über den IPFS-Client vom Hochladenden im Netzwerk bereitgestellt. Ist die exakt selbe Datei bereits im Netzwerk vorhanden, wird die neu hochgeladene Datei den gleichen Hashwert erhalten, wie die bereits vorhandene und als Replikation behandelt. Somit kann von einer Datei kein Duplikat entstehen. Wird die Datei allerdings etwas abgeändert und neu in das IPFS-Netzwerk hochgeladen, wird dabei ein neuer Hashwert generiert, wobei die ältere Datei dennoch im Netzwerk verbleiben kann. Aber wie kommt denn nun die eine Datei von Person A zu Person B so ganz dezentral?

Die Peer-To-Peer-Methode bei IPFS

Peer-to-peer bedeutet schlicht runter gebrochen nicht mehr und nicht weniger, als das etwas von einer Person auf dem direktesten Weg zu einer anderen Person gelangt. In unserem Fall sind es Dateien von einem Rechner (A) zum nächsten Rechner(B). Damit du es noch besser verstehen kannst, haben wir dir hier Bilder vorbereitet, die es dir anschaulich machen und dir im Idealfall bewusst machen, welchen unterschied zentrale, dezentral verteilte Netzwerke ausmachen können.

Central Network
Central network broken

Das erste Bild zeigt dir, dass alle umliegenden Rechner (Netzwerkmitglieder) mit einer zentralen Stelle verbunden sind. Das bedeutet, dass die Dateien, welche bei der zentralen Stelle gespeichert sind, unter schlechten Umständen vernichtet (Bild 2) werden können und du als Netzwerkmitglied des zentralen Netzwerkes deinen Anschluss zu diesem verlierst, wenn die zentrale Stelle ausfällt. Nun werfen wir einen Blick auf den Aufbau eines dezentralen Netzwerks.

Decentralised network

Bei Bild 3 siehst du, dass die Verteilung der einzelnen Netzwerkteilnehmer anders aufgebaut ist als bei den ersten Bildern. Ein Rechner ist bei Bild 3 stets mit anderen Rechnern verbunden, sofern der Rechner online ist. Sobald das Netzwerkmitglied A eine Datei hochlädt, dauert es bis zu 24 Stunden, ehe die Datei im Netzwerk verteilt ist. Um die Datei bei einem Netzwerkmitglied anzupinnen, werden auch Pinning Services genutzt, eine davon ist Pinanta, dessen Service wir für die untenstehende Anleitung verwendet haben.

Fällt Netzwerkmitglied A nach einer gewissen Zeit aus dem Netzwerk aus, so bleiben die Daten dennoch im IPFS-Netzwerk vorhanden und abrufbar. Nehmen wir mal an, dass die Reproduktionen der hochgeladenen Datei bei Netzwerkmitglied B und C liegen, so erhält Netzwerkmitglied A, bei Abruf der Datei, die Datei manipulationsfrei auf dem schnellsten Weg von Netzwerkmitglied C und nicht B.

Des Weiteren kannst du hier gut erkennen, dass, wenn Netzwerkmitglied B ausfällt, die umliegenden Netzwerkmitglieder nicht aus dem Netzwerk ausgeschlossen werden, da die Verbindungen zu anderen funktionierenden Netzwerkmitgliedern weiterhin bestehen.

IPFS/HTTP Gateway – Bild-Anleitung: Datei in das IPFS Netzwerk hochladen

Wir haben eine Grafik von PayPodo ausgewählt, welches wir im Anschluss im IPFS-Netzwerk gespeichert haben und wir rufen diese Grafik über das IPFS-Gateway von Cloudflare auf. Hier zeigen wir dir genau, wie das geht und wie auch du es mit deinen Dateien umsetzen kannst.

Schritt 1

Registriere dich bei Pinata und logge dich ein. Du kannst für die ersten Schritte die Option „Free Plan“ verwenden. Ein Update ist auch zu einem späteren Zeitpunkt möglich, wenn gewünscht.

Schritt 1

Schritt 2

Nach dem Einloggen klickst du auf „+ Upload“.

Schritt 2

Schritt 3

Klicke auf „File“.

Schritt 3

Schritt 4

Klicke auf „select a file“.

Schritt 4

Schritt 5

Wähle eine Datei auf uns klicke auf „öffnen“.

Schritt 5

Schritt 6

Klicke auf „upload“.

Schritt 6

Schritt 7

Fertig! Es wurde ein Hashwert für die hochgeladene Datei erstellt. Die sogenannte CID.

Schritt 7

Und um auf deine Datei zuzugreifen, kannst du beispielsweise folgende Gateways nutzen:

  • https://gateway.pinata.cloud/ipfs/
  • https://cloudflare-ipfs.com/ipfs/
  • https://ipfs.io/ipfs/

Nach dem letzten / folgt unmittelbar deine CID. Wenn du das in deine URL-Leiste eingegeben hast, hast du direkten Zugriff auf deine Datei. Damit du auch sehen kannst, dass es auch wirklich von http-Webseiten aus funktioniert, zeigen wir dir unten das im IPFS-Netzwerk hochgeladene Bild an. Alternativ kannst du auch den ausgeschriebenen Link unter dem Bild manuell in deine URL-Adressleiste einfügen.

https://cloudflare-ipfs.com/ipfs/QmebRRB8t7kkmnyi8KVMm3vDK22mGUoUeAfM5PtcDVUHUR

Zusammenfassung

Für das Bestehen von einem IPFS-Netzwerk benötigt es aktive User. Je mehr Menschen aktiv das IPFS-Netzwerk nutzen, desto mehr gewinnt es an Größe und Bekanntheit. Auch das Löschen von Dateien in dem Netzwerk ist möglich, dennoch ist es eher nichts für geheime und oder private Dateien. Letzteres ist kein Nachteil des Netzwerkes, sondern wenn man so will, der Nachteil von Öffentlichkeit. Gleichwohl ist es möglich, verschlüsselte bzw. Passwort geschützte Archiv-Dateien (.zip, .rar usw.) hochzuladen, um den Zugriff einzuschränken. Wir hoffen dir eine einfache, verständliche Einleitung zu IPFS gegeben zu haben. Auf der Webseite von IPFS findest du noch viel mehr Informationen über das Netzwerk und wie du es bei dir installieren kannst. Viel Spaß.

Inhaltsangabe

MasterCard
VISA
SEPA
SWIFT
PCI Security Standards Council
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