[論文レビュー] Towards Decentralised Cloud Storage with IPFS: Opportunities, Challenges, and Future Directions

Trinh Viet Doan, Yiannis Psaras+2 more|arXiv (Cornell University)|Feb 13, 2022

Caching and Content Delivery被引用数 24

ひとこと要約

この論文はIPFSを調査し、その設計、構成要素、特性を詳述し、次に分散型クラウドストレージの機会、課題、今後の方向性について論じる。

ABSTRACT

The InterPlanetary File System (IPFS) is a novel decentralised storage architecture, which attempts to provide decentralised cloud storage by building on founding principles of P2P networking and content addressing. IPFS is used by more than 230k peers per week and serves tens of millions of requests per day, which makes it an interesting large-scale operational network to study. While it is used as a building block in several projects and studies, its inner workings, properties, and implications have only been marginally explored in research. Thus, we provide an overview of the IPFS design and its core features, along with the opportunities that it opens as well as the challenges that it faces because of its properties. Overall, IPFS presents an interesting set of characteristics and offers lessons which can help building decentralised systems of the future.

研究の動機と目的

• IPFSの設計と主要機能の概要を提示する。
• IPFSによって実現される社会技術的機会を特定する。
• IPFSの特性（例：持続性、プライバシー、インセンティブ）に起因する課題を強調する。
• 分散型ストレージシステムの今後の方向性と研究課題について論じる。

提案手法

• IPFSのアーキテクチャとプロトコルスタック（IPLD、libp2p、DHT、Bitswap）を説明する。
• 整合性とデータ重複排除のためのCIDとMerkle DAG構造を用いたコンテンツアドレッシングを説明する。
• 可変名付けとDNS連携オプションのためのIPNSについて論じる。
• 可用性への影響を持つストレージ、キャッシュ、ピニングの意味論を分析する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 IPFSの主要な設計原則と構成要素は何か？
• RQ2 IPFSの分散化・コンテンツアドレッシング設計から生じる機会と課題は何か？
• RQ3 IPFSの特性は持続性、プライバシー、検閲耐性、インセンティブにどう影響するか？
• RQ4 IPFSとFilecoinによる分散型ストレージの今後の方向性と未解決の研究課題は何か？

主な発見

• IPFSは分散型P2Pネットワークにおいて、コンテンツベースのアドレッシング、重複排除、整合性チェック、検閲耐性を実現する。
• コンテンツはベストエフォートで保存され、ピン留めされているか他者から要求されない限り、可用性は保証されない。
• IPNSとDNS連携を通じて動的コンテンツをサポートするが、変更時にコンテンツ識別子が変化するため、可変性のための追加メカニズムが必要。
• パブリックゲートウェイはIPFSコンテンツへのHTTP(S)アクセスを提供するが、中央集権化とフリーライダー問題を生む可能性がある。
• Filecoinはストレージ可用性と複製を解決するための暗号経済的インセンティブを導入し、検証可能なストレージ取引でIPFSを拡張する。
• 本論文は、P2Pストレージと従来のクラウドの比較、可用性の向上、匿名性の達成、参加者のインセンティブ化に関する未解決の問いを特定している。