InterPlanetary File System

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1. 개요

InterPlanetary File System (IPFS)는 분산 파일 저장 및 공유를 위한 P2P 네트워크 프로토콜로, 콘텐츠 주소 지정을 통해 파일을 식별한다. 비트토렌트와 유사하게 콘텐츠를 호스팅하고 수신할 수 있으며, 분산 시스템을 기반으로 구축되어 파일 저장 및 공유의 탄력성을 제공한다. IPFS는 콘텐츠 주소 지정, P2P 아키텍처, 버전 관리, 분산 애플리케이션과의 상호 운용성, HTTP 게이트웨이 등의 기능을 제공하며, 블록체인 및 Web3 생태계를 위한 저장 계층으로 활용된다. IPFS는 2014년 후안 베넷에 의해 만들어졌으며, 파일코인, 클라우드플레어, 안나의 아카이브 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 검열 저항성을 위해 카탈루냐 독립 투표 관련 웹사이트 미러링, 터키 위키백과 차단 시 위키백과 미러 생성 등에 사용되기도 했다.

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InterPlanetary File System - [IT 관련 정보]에 관한 문서
개요
로고
개발자	Protocol Labs
발표일	2015년 2월
저장소	GitHub 저장소
사용 언어	프로토콜 구현 Go (참조 구현) JavaScript C (obsolete) Python 클라이언트 라이브러리 Go Java JavaScript Python Scala Haskell Swift Common Lisp Rust Ruby PHP C# Erlang
운영체제	Linux FreeBSD OpenBSD macOS Windows
종류	프로토콜 분산 파일 시스템 콘텐츠 전송 네트워크
라이선스	MIT 라이선스 아파치 라이선스 2.0
웹사이트	공식 웹사이트

2. 디자인

인터플래니터리 파일 시스템(IPFS)은 분산 파일 저장 및 공유를 위한 프로토콜이자 P2P(Peer-to-Peer) 네트워크이다. IPFS는 콘텐츠 주소 지정을 사용하여 IPFS 호스트를 상호 연결하는 글로벌 네임스페이스에서 파일을 고유하게 식별하며, 이를 통해 효율적이고 안정적인 데이터 배포를 가능하게 하는 하이퍼미디어 시스템을 만든다.^[5]

IPFS는 사용자가 비트토렌트와 유사한 방식으로 콘텐츠를 호스팅하고 수신할 수 있도록 설계되었다. 중앙 집중식 서버와 달리 사용자 운영 분산 시스템을 기반으로 구축되어 파일 저장 및 공유의 탄력적인 시스템을 제공한다.

IPFS는 FUSE나 HTTP를 통해 접근할 수 있으며, 로컬 파일을 IPFS 파일 시스템에 추가하여 전 세계에서 이용할 수 있도록 한다. IPFS는 PKI 기반의 글로벌 네임스페이스인 IPNS라는 네임 서비스를 제공하여 신뢰 체인을 구축하고, DNS, .onion, .bit 등 다른 네임 서비스와도 호환된다.^[39]

IPFS의 중요한 특징은 한 번 업로드된 파일은 삭제가 보장되지 않는다는 점이다. IPFS는 접근 제어를 지원하지 않으며, CRUD(생성, 읽기, 업데이트, 삭제) 기능도 제공하지 않는다. 모든 파일은 항상 공개되며, 제3자에 의해 핀 고정(캐시 유지)될 수 있다. IPNS 주소를 통해 IPFS 주소(CID)를 역참조할 수 있지만, 파일 삭제 불가 특성을 활용하여 영구적으로 데이터를 저장하는 서비스도 존재한다.^[40]^[41]

2. 1. 콘텐츠 주소 지정

IPFS에서 각 파일은 콘텐츠의 해시 값을 ID로 하는 CID를 지정하여 가져오는 content-addressable storage^영어 (CAS)의 일종이다.^[36] IPFS로 콘텐츠를 가져올 경우, 해당 콘텐츠의 CID를 네트워크에 요청하고, 그 CID의 파츠(분산화된 콘텐츠의 데이터)를 가진 가장 가까운 피어로부터 가져온다.

각 파일은 콘텐츠 해시를 기반으로 고유하게 식별되어 데이터 무결성을 보장하고 효율적인 검색을 용이하게 한다.^[10] 파일은 각 해시로 식별되어 캐싱하기 쉬워진다.

2. 2. P2P 아키텍처

IPFS는 중앙 집중식 서버 없이 사용자-운영자 간의 분산 시스템을 기반으로 구축되어 파일 저장 및 공유의 탄력적인 시스템을 만든다.^[10] 네트워크의 모든 사용자는 콘텐츠 주소로 파일을 제공할 수 있으며, 네트워크의 다른 피어는 분산 해시 테이블 (DHT)을 사용하여 해당 콘텐츠를 가진 모든 노드에서 해당 콘텐츠를 찾고 요청할 수 있다. 비트토렌트와 대조적으로 IPFS는 단일 글로벌 네트워크를 만드는 것을 목표로 한다. 즉, 두 사용자가 동일한 해시를 가진 데이터 블록을 게시하는 경우 한 사용자로부터 콘텐츠를 다운로드하는 피어는 두 번째 사용자로부터 콘텐츠를 다운로드하는 사용자와 데이터를 교환한다.^[10]

IPFS는 콘텐츠 및 P2P 네트워크 분산에 Kademlia 알고리즘을 기본으로 하고 있으며,^[37] 분산 해시 테이블과 인센티브 블록 교환, 자기 증명 네임스페이스를 조합하고 있다. 따라서, 단일 장애 지점이 없고, 서로 신뢰할 필요도 없다.^[38]

2. 3. 버전 관리

IPFS는 파일 버전 관리를 지원하여 사용자가 시간 경과에 따른 변경 사항을 추적할 수 있도록 한다.^[5]

2. 4. 분산 애플리케이션과의 상호 운용성

IPFS는 분산 애플리케이션(dApp)과 원활하게 통합되어 블록체인 및 Web3 생태계를 위한 강력한 저장 계층을 제공한다.^[13] IPFS는 웹 호스팅의 대안을 제공하는 것 외에도 분산 애플리케이션, 과학 데이터 공유 및 콘텐츠 보관에 널리 사용되어 새로운 분산 인터넷의 기반 계층 역할을 한다.^[14]^[15]

2. 5. HTTP 게이트웨이

IPFS는 HTTP 게이트웨이를 통해 접근할 수 있으며, 이는 정적 웹 페이지 전송에 사용되는 프로토콜을 대체하는 것을 목표로 한다.^[11] 사용자는 IPFS 클라이언트를 장치에 설치하는 대신 공용 게이트웨이를 사용할 수 있으며, 이러한 게이트웨이 목록은 IPFS GitHub 페이지에서 확인할 수 있다.^[12]

3. 역사

IPFS는 후안 베넷(Juan Benet)이 처음 제안한 프로토콜^[42]^[43]^[44]이며, 그가 설립한 Protocol Labs가 오픈 소스 커뮤니티의 협력을 얻어 개발하고 있다.^[45]

3. 1. 초기 개발 및 성장

IPFS는 2014년 5월 Protocol Labs를 설립한 후안 베넷이 만들었다.^[4]^[16] 2015년 2월 알파 버전이 출시되었고, 같은 해 10월 TechCrunch는 이를 "입소문을 타고 빠르게 퍼져나가고 있다"고 묘사했다.^[1] 네트워크 서비스 제공업체 Cloudflare는 2018년에 IPFS를 사용하기 시작했으며 2022년에 자체 게이트웨이를 시스템에 출시했다.

2021년 1월 19일, Brave는 버전 1.19부터^[46]^[47] IPFS를 기본적으로 지원한다고 발표했다.^[48]^[49] 이를 통해 Brave는 IPFS를 통합한 최초의 브라우저가 되었다.^[50]^[51]^[52]

3. 2. 주요 파트너십 및 채택

클라우드플레어는 2018년에 IPFS를 사용하기 시작했으며 2022년에 자체 게이트웨이를 시스템에 출시했다.^[1]

2020년 3월, 오페라 브라우저는 IPFS에서 콘텐츠를 호스팅하여 Unstoppable Domains 제공업체의 중앙 집중식 리소스에 대한 접근을 제공했다.^[42]^[43]^[44]

2021년 1월 19일, Brave는 버전 1.19부터^[46]^[47] IPFS를 기본적으로 지원한다고 발표했다.^[48]^[49] 이를 통해 Brave는 IPFS를 통합한 최초의 브라우저가 되었다.^[50]^[51]^[52]

4. 응용 분야

IPFS는 검열 저항성과 데이터 보존에 강점을 보이며 다양한 분야에서 활용되고 있다.

파일코인(Filecoin)은 IPFS 기반 협동형 스토리지 클라우드 시스템이다.
클라우드플레어(Cloudflare)는 IPFS 접근 단순화, 속도 향상, 보안 강화를 위해 분산 웹 게이트웨이를 운영한다.
안나의 아카이브(Anna's Archive)와 리브러리 제네시스(Library Genesis) 같은 그림자 도서관(Shadow library)은 IPFS를 통해 책을 제공하여 온라인 도서관의 복원력을 높인다.
인터넷 아카이브(Internet Archive)는 프로토콜 랩스(Protocol Labs)와 협력하여 IPFS를 활용한 탈중앙화 웹(Decentralized web) 구축 방안을 모색하고, 웨이백 머신(Wayback Machine) 데이터 보존에 IPFS를 활용하는 방안을 검토했다.
브레이브와 안드로이드용 오페라는 IPFS를 기본 지원하여 사용자가 IPFS 네트워크 데이터에 쉽게 접근할 수 있도록 한다.

4. 1. 파일코인(Filecoin)

파일코인(Filecoin)은 IPFS 기반의 협동형 스토리지 클라우드이자 Protocol Labs에서 제작한 시스템이다.^[17] IPFS에 한 번 업로드된 파일은 삭제될 보장이 없다는 성질을 역이용하여, 영구적으로 데이터를 저장하는 서비스도 존재한다.^[40]^[41]

4. 2. 클라우드플레어(Cloudflare)

클라우드플레어(Cloudflare)는 로컬 노드 없이 IPFS에 대한 접근을 단순화하고, 속도를 높이며, 보안을 강화하기 위해 분산 웹 게이트웨이를 운영한다.^[18]

4. 3. 그림자 도서관

그림자 도서관(Shadow library)인 안나의 아카이브(Anna's Archive)와 리브러리 제네시스(Library Genesis)는 IPFS를 통해 책을 제공하며,^[19]^[20]^[21] 이는 가장 큰 온라인 도서관의 복원력을 높이는 데 기여한다.

4. 4. 인터넷 아카이브(Internet Archive)

인터넷 아카이브(Internet Archive)와 프로토콜 랩스(Protocol Labs)는 2018년에 탈중앙화 웹(Decentralized web) 서밋을 개최하여 IPFS 및 기타 기술을 완전한 탈중앙화 인터넷에 적용하는 방안을 모색했다.^[22] 2022년, 아카이브는 웨이백 머신(Wayback Machine) 데이터를 IPFS에 올리는 방안을 검토했다.^[23]^[24]

4. 5. 웹 브라우저 통합

브레이브는 2021년 1월 19일 버전 1.19부터 IPFS를 기본적으로 지원한다고 발표했다.^[48]^[49] 이를 통해 브레이브는 IPFS를 통합한 최초의 브라우저가 되었다.^[50]^[51]^[52] 브레이브는 또한 자체 탈중앙화 상품 매장을 호스팅하기 위해 Origin Protocol과 IPFS를 사용했다.^[25]

안드로이드용 오페라도 IPFS를 기본적으로 지원하여 모바일 사용자가 IPFS 네트워크의 데이터에 접근할 수 있도록 한다.^[28]

5. 검열 저항성

IPFS는 중앙 집중식 통제가 어렵기 때문에 검열에 강한 특성을 가지며, 정보의 자유로운 흐름을 지원한다. 카탈루냐 독립 주민투표와 터키에서 위키백과 차단사례에서 IPFS가 검열 우회 수단으로 활용되었다.

웹 호스팅 서비스 네오시티즈(Neocities) 설립자 카일 드레이크는 IPFS가 HTTP 및 기타 여러 프로토콜과 솔루션의 후계가 될 것이라고 확신하며, "HTTP 분산 콘텐츠에는 근본적인 결함이 있으며, 성능 튜닝의 의미도 없고, 깨진 CA SSL이 강제되지만, 이 또한 수정될 것이다."라고 언급했다.^[53]

5. 1. 카탈루냐 독립 투표

카탈루냐 독립 주민투표는 스페인 헌법재판소에 의해 불법으로 간주되었으며, 관련 웹사이트 다수가 차단되었다. 이후, 카탈루냐 해적당은 차단을 피하기 위해 IPFS에 해당 웹사이트를 미러링했다.^[29]^[30]

5. 2. 터키 위키백과 차단

터키에서 위키백과가 차단되었을 때, IPFS는 위키백과의 미러를 생성하여 차단에도 불구하고 보관된 정적 위키백과 콘텐츠에 접근할 수 있게 했다.^[31] 이 미러는 현재 영어, 우크라이나어, 러시아어, 아랍어, 중국어 등 더 많은 언어로 확장되었다. 미러 모음은 IPFS 게이트웨이에서 해당 CID를 사용하여 볼 수 있다.

5. 3. 피싱 공격

클라우드플레어의 IPFS 게이트웨이를 통해 2018년 7월부터 피싱 공격이 배포되었다. 피싱 사기 HTML 파일은 IPFS에 저장되어 클라우드플레어 게이트웨이를 통해 표시되며, 이 연결은 클라우드플레어 TLS 인증서를 통해 안전하게 표시된다.^[32]

5. 4. IPStorm 봇넷

IPStorm(IPStorm) 봇넷은 2019년 6월에 처음 탐지되었는데, IPFS를 사용하여 IPFS 네트워크의 합법적인 데이터 흐름 속에 명령 및 제어를 숨기는 방식으로 작동한다.^[33] 보안 연구원들은 이전에 IPFS를 봇넷 명령 및 제어 시스템으로 사용하는 이론적 가능성을 파악했다.^[34]^[35]

참조

_[1] 웹사이트 Why The Internet Needs IPFS Before It's Too Late https://techcrunch.c[...] 2019-07-16
_[2] 웹사이트 agorise / c-ipfs https://git.agorise.[...]
_[3] 논문 IPFS - Content Addressed, Versioned, P2P File System 2014-07-14
_[4] 간행물 The Inventors of the Internet Are Trying to Build a Truly Permanent Web https://www.wired.co[...] 2017-03-07
_[5] 간행물 Blockchain Empowers Social Resistance and Terrorism Through Decentralized Autonomous Organizations 2020
_[6] Youtube Stanford Seminar - "IPFS and the Permanent Web"- Juan Benet of Protocol Labs https://www.youtube.[...]
_[7] Youtube IPFS: Interplanetary file storage! https://www.youtube.[...]
_[8] 논문 IPFS - Content Addressed, Versioned, P2P File System 2014
_[9] 웹사이트 IPFS powers the distributed web https://ipfs.tech 2024-05-09
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_[12] 웹사이트 Public Gateway Checker {{!}} IPFS https://ipfs.github.[...] 2020-08-29
_[13] 논문 IPFS - Content Addressed, Versioned, P2P File System 2014
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_[15] 웹사이트 What is IPFS? https://www.cloudfla[...] 2024-05-09
_[16] 웹사이트 About https://protocol.ai/[...] 2021-04-28
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_[21] 뉴스 Web3 tech helps banned books on piracy site Library Genesis slip through the Great Firewall's cracks, but for how long? https://www.scmp.com[...] 2023-01-08
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