Ezerous
3 years ago
17 changed files with 150 additions and 41 deletions
|
After Width: | Height: | Size: 44 KiB |
|
After Width: | Height: | Size: 22 KiB |
|
After Width: | Height: | Size: 120 KiB |
Binary file not shown.
Binary file not shown.
Binary file not shown.
Binary file not shown.
@ -1,15 +1,92 @@ |
|||
% examples... for more check out this: |
|||
% https://www.overleaf.com/learn/latex/bibliography_management_with_bibtex |
|||
% See also: https://www.overleaf.com/learn/latex/bibliography_management_with_bibtex |
|||
|
|||
% proposed label naming convention: "chapter.subchapter-descriptive_name" |
|||
% for example: "2.2.2-why-gpg-is-awesome" |
|||
@online{2.3-merkle-tree, |
|||
author = {Wikipedia}, |
|||
title = {Merkle tree}, |
|||
url = {https://en.wikipedia.org/wiki/Merkle_tree} |
|||
} |
|||
|
|||
@online{2.3-merkle-proofs-explained, |
|||
author = {Belavadi Prahalad}, |
|||
title = {Merkle proofs Explained.}, |
|||
date = {2018-01-07}, |
|||
url = {https://medium.com/crypto-0-nite/merkle-proofs-explained-6dd429623dc5} |
|||
} |
|||
|
|||
@inproceedings{2.4-p2p-networking, |
|||
author={Schollmeier, R.}, |
|||
booktitle={Proceedings First International Conference on Peer-to-Peer Computing}, |
|||
title={A Definition of Peer-to-Peer Networking for the Classification of Peer-to-Peer Architectures and Applications}, |
|||
year={2001}, |
|||
pages={101-102}, |
|||
doi={10.1109/P2P.2001.990434} |
|||
} |
|||
|
|||
@article{2.5-bitcoin, |
|||
author = {Nakamoto, Satoshi}, |
|||
year = {2009}, |
|||
month = {03}, |
|||
title = {Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System}, |
|||
journal = {Cryptography Mailing list at https://metzdowd.com} |
|||
} |
|||
|
|||
@misc{2.5-blockchain, |
|||
author = {Wikipedia}, |
|||
title = {Blockchain}, |
|||
url = {https://en.wikipedia.org/wiki/Blockchain} |
|||
} |
|||
|
|||
@online{2.6-ethereum-whitepaper, |
|||
author = {Vitalik Buterin}, |
|||
title = {Ethereum Whitepaper}, |
|||
date = {2013}, |
|||
urldate = {2021-06-28}, |
|||
url = {https://ethereum.org/en/whitepaper} |
|||
} |
|||
|
|||
@article{2.6-ethereum-smart-contracts, |
|||
author = {Savelyev, Alexander}, |
|||
year = {2017}, |
|||
month = {04}, |
|||
pages = {1-19}, |
|||
title = {Contract law 2.0: ‘Smart’ contracts as the beginning of the end of classic contract law}, |
|||
volume = {26}, |
|||
journal = {Information \& Communications Technology Law}, |
|||
doi = {10.1080/13600834.2017.1301036} |
|||
} |
|||
|
|||
@book{2.6-ethereum-mastering, |
|||
author = {Andreas M Antonopoulos, Gavin Wood}, |
|||
title = {Mastering Ethereum: Building Smart Contracts and DApps}, |
|||
date = {2018}, |
|||
publisher = {O'Reilly Media}, |
|||
isbn = {1491971940 }, |
|||
OPTurl = {https://cypherpunks-core.github.io/ethereumbook/}, |
|||
} |
|||
|
|||
@misc{2.7-ipfs, |
|||
title = {IPFS}, |
|||
url = {https://ipfs.io/} |
|||
} |
|||
|
|||
@misc{2.7-ipfs-docs, |
|||
title = {IPFS documentation}, |
|||
url = {https://docs.ipfs.io/} |
|||
} |
|||
|
|||
@misc{2.7-merkle-dags-proto-school, |
|||
author = {ProtoSchool}, |
|||
title = {Merkle DAGs: Structuring Data for the Distributed Web}, |
|||
url = {https://proto.school/merkle-dags/} |
|||
} |
|||
|
|||
@misc{orbitdb, |
|||
@misc{2.8-orbitdb, |
|||
title = {OrbitDB}, |
|||
url = {https://orbitdb.org} |
|||
} |
|||
|
|||
@misc{orbitdb-guide, |
|||
@misc{2.8-orbitdb-guide, |
|||
title = {Getting Started with OrbitDB}, |
|||
url = {https://github.com/orbitdb/orbit-db/blob/main/GUIDE.md} |
|||
} |
|||
|
|||
|
|||
@ -1,18 +1,15 @@ |
|||
\section{Blockchain} |
|||
|
|||
Το blockchain αποτελεί μία διανεμημένη δημόσια σειρά δεδομένων, που διατηρεί έναν αμετάβλητο ως προς το ιστορικό του κατάλογο (immutable ledger) ψηφιακών συναλλαγών (digital transactions) ενός αγαθού (asset), π.χ. ενός νομίσματος (token). Περιγράφηκε για πρώτη φορά το 2008 από ένα άτομο (ή μία ομάδα ανθρώπων) γνωστό ως Satoshi Nakamoto, αποτελώντας τη βάση του κρυπτονομίσματος (cryptocurrency) Bitcoin. |
|||
%TODO: add [https://bitcoin.org/bitcoin.pdf] |
|||
Το blockchain αποτελεί μία διανεμημένη δημόσια σειρά δεδομένων, που διατηρεί έναν αμετάβλητο ως προς το ιστορικό του κατάλογο (immutable ledger) ψηφιακών συναλλαγών (digital transactions) ενός αγαθού (asset), π.χ. ενός νομίσματος (token). Περιγράφηκε για πρώτη φορά το 2008 από ένα άτομο (ή μία ομάδα ανθρώπων) γνωστό ως Satoshi Nakamoto, αποτελώντας τη βάση του κρυπτονομίσματος (cryptocurrency) Bitcoin.\cite{2.5-bitcoin} |
|||
|
|||
Δομικό στοιχείο του blockchain είναι το μπλοκ (block), το οποίο περιέχει μία ομάδα έγκυρων συναλλαγών που έχουν κατακερματιστεί και κωδικοποιηθεί σε ένα δένδρο Merkle, το hash του προηγούμενου μπλοκ και μερικά ακόμα μεταδεδομένα (π.χ. nonce, timestamp). Έτσι, κάθε νέο μπλοκ "δείχνει" στο προηγούμενό του μέσω του hash, επιβεβαιώνοντας την ακεραιότητά του, με τα διαδεχόμενα μπλοκ να σχηματίζουν τελικά μία αλυσίδα, μέχρι το αρχικό μπλοκ, το οποίο είναι γνωστό ως το μπλοκ γένεσης (genesis block).\cite{2.5-blockchain} |
|||
|
|||
Δομικό στοιχείο του blockchain είναι το μπλοκ (block), το οποίο περιέχει μία ομάδα έγκυρων συναλλαγών που έχουν κατακερματιστεί και κωδικοποιηθεί σε ένα δένδρο Merkle, το hash του προηγούμενου μπλοκ και μερικά ακόμα μεταδεδομένα (π.χ. nonce, timestamp). Έτσι, κάθε νέο μπλοκ "δείχνει" στο προηγούμενό του μέσω του hash, επιβεβαιώνοντας την ακεραιότητά του, με τα διαδεχόμενα μπλοκ να σχηματίζουν τελικά μία αλυσίδα, μέχρι το αρχικό μπλοκ, το οποίο είναι γνωστό ως το μπλοκ γένεσης (genesis block).[] |
|||
%TODO: add [https://en.wikipedia.org/wiki/Blockchain] |
|||
%TODO: add image like https://cdn.hackernoon.com/hn-images/1*qYKsqQ6aV-DgFD0REfcnig.png or https://ethereum.org/static/6f7d50fd4fab9f8abb94b5e610ade7e4/bf8c1/ethereum-blocks.png --- add that this is simplified |
|||
|
|||
Ως προς την κυριότητα επί αυτού, το blockchain συνήθως* δεν ελέγχεται από κάποια κεντρική οντότητα, αλλά διατηρείται από ένα δημόσιο P2P δίκτυο. Οι κόμβοι (nodes) του δικτύου συμμορφώνονται συλλογικά με ένα πρωτόκολλο συναίνεσης (consensus) για την επικοινωνία και την επικύρωση νέων μπλοκ. Για παράδειγμα, στο Bitcoin, το consensus επιτυγχάνεται μέσω ενός Proof of Work (PoW) αλγορίθμου, όπου οι κόμβοι (miners) ανταγωνίζονται ο ένας τον άλλον για το ποιος θα λύσει πρώτος ένα σύνθετο αλγοριθμικό πρόβλημα που συσχετίζεται με το εκάστοτε block. Αυτός που θα τα καταφέρει επιβραβεύεται για την επεξεργαστική ισχύ που δαπάνησε με ένα ποσό από bitcoin. Εκείνα είναι εν μέρει νέα νομίσματα που κόβονται ή "εξορύσσονται" εκείνη τη στιγμή (όπως ορίζεται από το πρωτόκολλο), αλλά και όσα τέλη (fees) κατέβαλαν οι κόμβοι για να πραγματοποιήσουν τις συναλλαγές του μπλοκ. Αξίζει να σημειωθεί πως δεν είναι αναγκαίο να διαθέτει κανείς ολόκληρο το blockchain (το οποίο είναι ογκώδες) - δηλαδή έναν πλήρη κόμβο - για να επικοινωνήσει με το δίκτυο, αλλά αρκεί ένας light node που απλά αναμεταδίδει την συναλλαγή που επιθυμεί να πραγματοποιήσει ο χρήστης. |
|||
Ως προς την κυριότητα επί αυτού, το blockchain συνήθως\footnote{Υπάρχουν και κάποιες υλοποιήσεις ιδιωτικών blockchain που, όμως, δε θα μας απασχολήσουν.} δεν ελέγχεται από κάποια κεντρική οντότητα, αλλά διατηρείται από ένα δημόσιο P2P δίκτυο. Οι κόμβοι (nodes) του δικτύου συμμορφώνονται συλλογικά με ένα πρωτόκολλο συναίνεσης (consensus) για την επικοινωνία και την επικύρωση νέων μπλοκ. Για παράδειγμα, στο Bitcoin, το consensus επιτυγχάνεται μέσω ενός Proof of Work (PoW) αλγορίθμου, όπου οι κόμβοι (miners) ανταγωνίζονται ο ένας τον άλλον για το ποιος θα λύσει πρώτος ένα σύνθετο αλγοριθμικό πρόβλημα που συσχετίζεται με το εκάστοτε block. Αυτός που θα τα καταφέρει επιβραβεύεται για την επεξεργαστική ισχύ που δαπάνησε με ένα ποσό από bitcoin. Εκείνα είναι εν μέρει νέα νομίσματα που κόβονται ή "εξορύσσονται" εκείνη τη στιγμή (όπως ορίζεται από το πρωτόκολλο), αλλά και όσα τέλη (fees) κατέβαλαν οι κόμβοι για να πραγματοποιήσουν τις συναλλαγές του μπλοκ. Αξίζει να σημειωθεί πως δεν είναι αναγκαίο να διαθέτει κανείς ολόκληρο το blockchain (το οποίο είναι ογκώδες) - δηλαδή έναν πλήρη κόμβο - για να επικοινωνήσει με το δίκτυο, αλλά αρκεί ένας light node που απλά αναμεταδίδει την συναλλαγή που επιθυμεί να πραγματοποιήσει ο χρήστης. |
|||
|
|||
Η διευθυνσιοδότηση σε ένα blockchain επιτυγχάνεται αξιοποιώντας την κρυπτογραφία δημόσιου κλειδιού. Το πρωτόκολλο του εκάστοτε blockchain ορίζει έναν αλγόριθμο για την παραγωγή ζευγών κλειδιών (π.χ. ECDSA στο Bitcoin). Το δημόσιο από αυτά ορίζει τη διεύθυνση, ενώ το ιδιωτικό παραμένει μυστικό, υπό την κατοχή του χρήστη. Με αυτό τον τρόπο προκύπτει ένα πρακτικά ανεξάντλητο πλήθος πιθανών έγκυρων δημόσιων διευθύνσεων (π.χ. $2^{160}$ για το Bitcoin), στις οποίες οι χρήστες μπορούν να στέλνουν και να λαμβάνουν ποσά του εκάστοτε κρυπτονομίσματος. Για την αποστολή ενός ποσού, δηλώνουν το fee που επιθυμούν να καταβάλουν και υπογράφουν την επιθυμητή συναλλαγή με το ιδιωτικό τους κλειδί. Η συναλλαγή αναμεταδίδεται στο δίκτυο και παραμένει στο transaction pool μέχρις ότου να γίνει αποδεκτή και να συμπεριληφθεί στο επόμενο block. |
|||
|
|||
*Υπάρχουν και κάποιες υλοποιήσεις ιδιωτικών blockchain που, όμως, δε θα μας απασχολήσουν. |
|||
|
|||
Από τεχνική σκοπιά, το blockchain μπορεί να θεωρηθεί ως μία μηχανή καταστάσεων βασισμένη σε συναλλαγές (transaction-based state machine). Δηλαδή, ξεκινάει από μία αρχική κατάσταση (genesis state), η οποία τροποποιείται σταδιακά με κάθε block, και περιλαμβάνει ανά πάσα στιγμή τις διευθύνσεις με τα ποσά των νομισμάτων που τις αντιστοιχούν. |
|||
|
|||
%TODO: add image like ethereum-evm-illustrated page 9 or https://ethereum.org/static/0aeff9bcdfb1f5fd002610b4a5cff197/460fa/ethereum-state-transition.png |
|||
@ -1,21 +1,38 @@ |
|||
\section{Ethereum} |
|||
|
|||
Το Ethereum είναι ένα δημόσιο blockchain ανοιχτού κώδικα με εγγενές κρυπτονόμισμα το Ether (ETH). Παρέχει μία προγραμματιστική πλατφόρμα με ενσωματωμένη μία Turing-complete γλώσσα προγραμματισμού, που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία αποκεντρωμένων εφαρμογών (Decentralized Applications ή DApps) μέσω της χρήσης "έξυπνων συμβολαίων" (smart contracts). |
|||
\begin{figure}[H] |
|||
\centering |
|||
\includegraphics[width=2cm]{ethereum-logo.png} |
|||
\caption{Ethereum logo} |
|||
\end{figure} |
|||
|
|||
%TODO: add [https://ethereum.org/en/whitepaper/] |
|||
%TODO: add Ethereum logo image |
|||
Το Ethereum είναι ένα δημόσιο blockchain ανοιχτού κώδικα με εγγενές κρυπτονόμισμα το Ether (ETH). Παρέχει μία προγραμματιστική πλατφόρμα με ενσωματωμένη μία Turing-complete γλώσσα προγραμματισμού, που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία αποκεντρωμένων εφαρμογών (Decentralized Applications ή DApps) μέσω της χρήσης "έξυπνων συμβολαίων" (smart contracts).\cite{2.6-ethereum-whitepaper} |
|||
|
|||
\subsection{Smart Contracts \& DApps} |
|||
Με απλά λόγια, τα smart contracts αποτελούν αυτόνομα κομμάτια κώδικα τα οποία είναι αποθηκευμένα στο blockchain και ενεργοποιούνται μέσω συναλλαγών. Μπορούν να διαβάζουν και να γράφουν δεδομένα επί του blockchain, κληρονομώντας ιδιότητες όπως τη διαφάνεια (transparency), την εγκυρότητα (validability) και την αμεταβλητότητα (immutability). |
|||
|
|||
Ένα παράδειγμα της καθημερινότητας που μπορεί να παρομοιασθεί λειτουργικά με smart contract είναι ο αυτόματος πωλητής %TODO: add [https://publications.hse.ru/mirror/pubs/share/folder/8uijw5g6qm/direct/199179205.pdf] |
|||
. Ένας αυτόματος πωλητής ορίζεται ως ένα αυτόνομο μηχάνημα που διανέμει αγαθά ή παρέχει υπηρεσίες όταν εισάγονται σε αυτόν κέρματα ή κάποια ηλεκτρονική πληρωμή. Οι αυτόματοι πωλητές είναι προγραμματισμένοι να εκτελούν συγκεκριμένους κανόνες που θα μπορούσαν να οριστούν σε ένα συμβόλαιο. |
|||
Ένα παράδειγμα της καθημερινότητας που μπορεί να παρομοιασθεί λειτουργικά με smart contract είναι ο αυτόματος πωλητής\cite{2.6-ethereum-smart-contracts}. Ένας αυτόματος πωλητής ορίζεται ως ένα αυτόνομο μηχάνημα που διανέμει αγαθά ή παρέχει υπηρεσίες όταν εισάγονται σε αυτόν κέρματα ή κάποια ηλεκτρονική πληρωμή. Οι αυτόματοι πωλητές είναι προγραμματισμένοι να εκτελούν συγκεκριμένους κανόνες που θα μπορούσαν να οριστούν σε ένα συμβόλαιο. |
|||
|
|||
Με όμοιο τρόπο σε ένα smart contract μπορούν να κωδικοποιηθούν αυθαίρετες συναρτήσεις μετάβασης, επιτρέποντας τη δημιουργία ποικίλων αποκεντρωμένων εφαρμογών. Οι εφαρμογές αυτές μπορούν να χωριστούν σε τρεις κατηγορίες: |
|||
Με όμοιο τρόπο, σε ένα smart contract μπορούν να κωδικοποιηθούν αυθαίρετες συναρτήσεις μετάβασης, επιτρέποντας τη δημιουργία ποικίλων αποκεντρωμένων εφαρμογών. Οι εφαρμογές αυτές μπορούν να χωριστούν σε τρεις κατηγορίες: |
|||
\begin{itemize} |
|||
\item Οικονομικές εφαρμογές, οι οποίες παρέχοντας στους χρήστες ισχυρότερους τρόπους διαχείρισης και σύναψης συμβάσεων χρησιμοποιώντας τα χρήματά τους. Αυτό περιλαμβάνει υπο-νομίσματα, χρηματοοικονομικά παράγωγα, συμβάσεις αντιστάθμισης κινδύνου, πορτοφόλια αποταμίευσης, διαθήκες, και, τελικά, ακόμη και ορισμένες κατηγορίες συμβάσεων εργασίας πλήρους κλίμακας. |
|||
\item Οικονομικές εφαρμογές, οι οποίες παρέχουν στους χρήστες ισχυρότερους τρόπους διαχείρισης και σύναψης συμβάσεων χρησιμοποιώντας τα χρήματά τους. Αυτό περιλαμβάνει υπο-νομίσματα, χρηματοοικονομικά παράγωγα, συμβάσεις αντιστάθμισης κινδύνου, πορτοφόλια αποταμίευσης, διαθήκες, και, τελικά, ακόμη και ορισμένες κατηγορίες συμβάσεων εργασίας πλήρους κλίμακας. |
|||
|
|||
\item Ημι-οικονομικές εφαρμογές, όπου εμπλέκονται χρήματα, αλλά η λειτουργία τους εμπεριέχει παράλληλα και μία αξιοσημείωτη μη νομισματική πλευρά. Ένα τέτοιο παράδειγμα είναι οι αυτόματες πληρωμές για λύσεις σε υπολογιστικά προβλήματα (βλ. Gitcoin). |
|||
|
|||
\item Μη οικονομικές εφαρμογές, όπως η αποκεντρωμένη αποθήκευση δεδομένων, συστήματα ταυτότητας (identity) και φήμης (reputation), διαδικτυακές ψηφοφορίες και αποκεντρωμένη διακυβέρνηση. Οι τελευταίες εισάγουν και την έννοια των Αποκεντρωμένων Αυτόνομων Οργανώσεων (Decentralized Autonomous Organizations ή DAOs), οντοτήτων που ενεργούν αυτόνομα, χωρίς την ανάγκη διαμεσολάβησης κάποιας συγκεντρωτικής (centralized) αρχής. |
|||
\item Μη οικονομικές εφαρμογές, όπως η αποκεντρωμένη αποθήκευση δεδομένων, συστήματα ταυτότητας (identity) και φήμης (reputation), διαδικτυακές ψηφοφορίες και αποκεντρωμένη διακυβέρνηση. Οι τελευταίες εισάγουν και την έννοια των Αποκεντρωμένων Αυτόνομων Οργανώσεων (Decentralized Autonomous Organizations ή DAOs), οντοτήτων που ενεργούν αυτόνομα, χωρίς την ανάγκη διαμεσολάβησης κάποιας συγκεντρωτικής (centralized) αρχής.\cite{2.6-ethereum-whitepaper} |
|||
\end{itemize} |
|||
%TODO: add [https://ethereum.org/en/whitepaper/] |
|||
|
|||
\subsection{EVM} |
|||
Τα smart contracts εκτελούνται από την εικονική μηχανή του Ethereum (Ethereum Virtual Machine ή EVM). Η EVM αποτελεί μία quasi\footnote{"quasi" επειδή όλες οι διαδικασίες εκτέλεσης περιορίζονται σε έναν πεπερασμένο αριθμό υπολογιστικών βημάτων από την ποσότητα gas που είναι διαθέσιμη για οποιαδήποτε εκτέλεση ενός smart contract.}–Turing-complete μηχανή καταστάσεων αρχιτεκτονικής βασισμένης σε στοίβα (stack-based architecture). Σε υψηλό επίπεδο, η EVM μπορεί να θεωρηθεί ως ένας παγκόσμιος αποκεντρωμένος υπολογιστής που περιέχει εκατομμύρια εκτελέσιμα αντικείμενα, το καθένα με τη δική του μόνιμη αποθήκη δεδομένων. |
|||
|
|||
Η EVM αποθηκεύει όλες τις τιμές της μνήμης σε μια στοίβα και λειτουργεί με μέγεθος λέξης 256 bit, κυρίως για τη διευκόλυνση των εγγενών λειτουργιών κατακερματισμού και ελλειπτικής καμπύλης. Διαθέτει ένα σύνολο διευθυνσιοδοτήσιμων στοιχείων δεδομένων: |
|||
|
|||
\begin{itemize} |
|||
\item Έναν αμετάβλητο κώδικα προγράμματος σε εικονική μνήμη ROM, φορτωμένο με τον bytecode του smart contract προς εκτέλεση. |
|||
\item Μία πτητική (volatile) μνήμη, με κάθε θέση ρητά αρχικοποιημένη στο μηδέν. |
|||
\item Ένας χώρος μόνιμης αποθήκευσης, που είναι μέρος του Ethereum state, επίσης αρχικά μηδενισμένος. |
|||
\end{itemize} |
|||
|
|||
Υπάρχει, επίσης, ένα σύνολο μεταβλητών περιβάλλοντος και δεδομένων, που είναι διαθέσιμα κατά την εκτέλεση.\cite{2.6-ethereum-mastering} |
|||
|
|||
% TODO: Add account types, addressing, token types, fees,... |
|||
|
|||
@ -1,18 +1,28 @@ |
|||
\section{IPFS} |
|||
|
|||
Το IPFS (InterPlanetary File System) είναι \textit{ένα P2P πρωτόκολλο υπερμέσων, σχεδιασμένο για να διατηρήσει και να αυξήσει τη γνώση της ανθρωπότητας κάνοντας το διαδίκτυο αναβαθμίσιμο, ανθεκτικό και πιο ανοιχτό}. %TODO: add [https://ipfs.io/] |
|||
Πρακτικά πρόκειται για ένα κατανεμημένο σύστημα για αποθήκευση και πρόσβαση σε αρχεία, ιστότοπους, εφαρμογές και δεδομένα. Το περιεχόμενο είναι προσβάσιμο μέσω ενός δικτύου ομότιμων κόμβων που βρίσκονται οπουδήποτε στον κόσμο, οι οποίοι ενδέχεται να μεταφέρουν πληροφορία, να την αποθηκεύσουν ή και τα δύο. %TODO: add [https://docs.ipfs.io/] |
|||
%TODO: add IPFS logo image |
|||
\begin{figure}[H] |
|||
\centering |
|||
\includegraphics[width=2cm]{ipfs-logo.png} |
|||
\caption{IPFS logo} |
|||
\end{figure} |
|||
|
|||
Το IPFS (InterPlanetary File System) είναι \textit{ένα P2P πρωτόκολλο υπερμέσων, σχεδιασμένο για να διατηρήσει και να αυξήσει τη γνώση της ανθρωπότητας κάνοντας το διαδίκτυο αναβαθμίσιμο, ανθεκτικό και πιο ανοιχτό}.\cite{2.7-ipfs} |
|||
Πρακτικά πρόκειται για ένα κατανεμημένο σύστημα για αποθήκευση και πρόσβαση σε αρχεία, ιστότοπους, εφαρμογές και δεδομένα. Το περιεχόμενο είναι προσβάσιμο μέσω ενός δικτύου ομότιμων κόμβων που βρίσκονται οπουδήποτε στον κόσμο, οι οποίοι ενδέχεται να να αποθηκεύουν πληροφορία, να τη μεταφέρουν (relay nodes) ή και τα δύο.\cite{2.7-ipfs-docs} |
|||
|
|||
Ο τρόπος λειτουργίας του IPFS βασίζεται στα εξής: |
|||
|
|||
\begin{itemize} |
|||
\item \textbf{Μοναδική ταυτοποίηση μέσω διευθυνσιοδότησης περιεχομένου (content addressing)}. Το περιεχόμενο δεν προσδιορίζεται από την τοποθεσία του (π.χ. https://...), αλλά από το τι περιλαμβάνει. Κάθε κομμάτι περιεχομένου έχει ένα μοναδικό αναγνωριστικό περιεχομένου (Content ID ή CID), το οποίο είναι το hash του. |
|||
\item \textbf{Μοναδική ταυτοποίηση μέσω διευθυνσιοδότησης περιεχομένου (content addressing)}. Το περιεχόμενο δεν προσδιορίζεται από την τοποθεσία του (π.χ. https://...), αλλά από το τι περιλαμβάνει. Κάθε κομμάτι περιεχομένου έχει ένα μοναδικό αναγνωριστικό (Content ID ή CID), το οποίο είναι το hash του σε μορφή multihash (\url{https://multiformats.io/multihash/}). |
|||
\item \textbf{Σύνδεση περιεχομένου μέσω κατευθυνόμενων άκυκλων γράφων (Directed Acyclic Graphs ή DAGs)}. Το IPFS αξιοποιεί DAGs (και συγκεκριμένα Merkle DAGs), μίας δομής δεδομένων της οποίας κάθε κόμβος έχει ως μοναδικό αναγνωριστικό το hash του περιεχομένου του (το CID). |
|||
%TODO: add https://proto.school/tutorial-assets/T0008L04-complete-dag.svg |
|||
\item \textbf{Ανακάλυψη περιεχομένου μέσω κατανεμημένων πινάκων κατακερματισμού (Distributed hash tables ή DHTs)}. Ο DHT είναι ένα κατανεμημένο σύστημα για την αντιστοίχιση κλειδιών σε τιμές. Στο IPFS αποτελεί το θεμελιώδες συστατικό του συστήματος δρομολόγησης περιεχομένου και λειτουργεί ως διασταύρωση μεταξύ καταλόγου και συστήματος πλοήγησης. Πρακτικά πρόκειται για ένα πίνακα που αποθηκεύει ποιος έχει ποια δεδομένα και, μέσω του οποίου, ο χρήστης βρίσκει τον peer που έχει αποθηκευμένο το επιθυμητό περιεχόμενο. |
|||
\begin{figure}[H] |
|||
\centering |
|||
\includegraphics[width=15cm]{merkle-dag.png} |
|||
\caption{Merkle DAG\cite{2.7-merkle-dags-proto-school}} |
|||
\end{figure} |
|||
Στο παραπάνω Merkle DAG τα baf...i αποτελούν τα CID των αρχείων και των φακέλων. Το δένδρο δημιουργείται από κάτω προς τα πάνω, υπολογίζοντας κάθε φορά τα κατάλληλα hashes/CIDs. Σε περίπτωση που το περιεχόμενο ενός κόμβου αλλάξει, τότε αλλάζει τόσο το CID του, όσο και τα CIDs όλων των προγόνων του. |
|||
\item \textbf{Ανακάλυψη περιεχομένου μέσω κατανεμημένων πινάκων κατακερματισμού (Distributed Hash Tables ή DHTs)}. Ο DHT είναι ένα κατανεμημένο σύστημα για την αντιστοίχιση κλειδιών σε τιμές. Στο IPFS αποτελεί το θεμελιώδες συστατικό του συστήματος δρομολόγησης περιεχομένου και λειτουργεί ως διασταύρωση μεταξύ καταλόγου και συστήματος πλοήγησης. Πρακτικά πρόκειται για ένα πίνακα που αποθηκεύει ποιος έχει ποια δεδομένα και, μέσω του οποίου, ο χρήστης βρίσκει τον peer που έχει αποθηκευμένο το επιθυμητό περιεχόμενο. |
|||
\end{itemize} |
|||
|
|||
Ο αποκεντρωτικός χαρακτήρας του IPFS δίνει τη δυνατότητα να παρέχεται το περιεχόμενο από πολλούς κόμβους, οι οποίοι βρίσκονται σε διαφορετικές τοποθεσίες και δεν υπάγονται σε κάποια συγκεκριμένη κεντρική αρχή. Με αυτόν τον τρόπο, τα δεδομένα είναι πιο ανθεκτικά τόσο από άποψη διαθεσιμότητας (αν ένας κόμβος αποσυνδεθεί, θα υπάρχει κάποιος άλλος), όσο και από άποψη αντοχής στη λογοκρισία. Μπορεί, επίσης, να ανακτώνται γρηγορότερα, εφόσον τα διαθέτουν κάποιοι κοντινοί peers, πράγμα ιδιαίτερα πολύτιμο εάν για κοινότητες που είναι καλά δικτυωμένες τοπικά αλλά δεν έχουν καλή σύνδεση με το ευρύτερο διαδίκτυο. |
|||
Κάτι που θα πρέπει να σημειωθεί είναι πως, σαν προεπιλογή, οι IPFS κόμβοι αντιμετωπίζουν τα αποθηκευμένα δεδομένα ως προσωρινή μνήμη (cache), πράγμα που σημαίνει ότι δεν υπάρχει καμία εγγύηση ότι εκείνα θα συνεχίσουν να παραμένουν αποθηκευμένα σε αυτούς. Για την αποφυγή της διαγραφής τους από τον garbage collector, τα δεδομένα θα πρέπει να σημανθούν ως σημαντικά, μέσω του "καρφιτσώματος" (pinning). Έτσι, για την ομαλή λειτουργία π.χ. μίας DApp που βασίζεται στο IPFS, θα πρέπει το περιεχόμενό της να είναι pinned από αρκετούς peers και/ή να γίνεται χρήση κάποιου pinning service, ώστε να εξασφαλίζεται διαθεσιμότητά του. |
|||
|
|||
%TODO: add stuff about lack of fees, pinning etc |
|||
Βασικό πλεονέκτημα του IPFS είναι ότι ο αποκεντρωτικός του χαρακτήρας δίνει τη δυνατότητα να παρέχεται το περιεχόμενο από πολλούς κόμβους, οι οποίοι βρίσκονται σε διαφορετικές τοποθεσίες και δεν υπάγονται σε κάποια συγκεκριμένη κεντρική αρχή. Με αυτόν τον τρόπο, τα δεδομένα είναι πιο ανθεκτικά τόσο από άποψη διαθεσιμότητας (αν ένας κόμβος αποσυνδεθεί, θα υπάρχει κάποιος άλλος), όσο και από άποψη αντοχής στη λογοκρισία. Μπορεί, επίσης, να ανακτώνται γρηγορότερα, εφόσον τα διαθέτουν κάποιοι κοντινοί peers, πράγμα ιδιαίτερα πολύτιμο εάν για κοινότητες που είναι καλά δικτυωμένες τοπικά αλλά δεν έχουν καλή σύνδεση με το ευρύτερο διαδίκτυο. |
|||
Binary file not shown.
Loading…
Reference in new issue