IPFS (InterPlanetary File System)

• NFTs: Das Bild zum NFT liegt meist im IPFS, damit es nicht verschwindet, wenn die Firma pleite geht.
• Zensur-Umggehung: Wikipedia in der Türkei gesperrt? Über IPFS ist es unmöglich zu sperren, weil es keinen zentralen Server gibt, den man abschalten kann.
• Brave Browser: Hat IPFS eingebaut. Tippe ipfs:// statt http://.

1. Content Addressing (CID)

Jede Datei bekommt einen einzigartigen Fingerabdruck (Hash/CID). Wenn ich auch nur ein Pixel ändere, ändert sich der Hash komplett. Das garantiert Integrität. Ich kriege genau das Bild, das ich wollte, keinen Virus. Deduplizierung: Wenn 1000 Leute das gleiche Meme hochladen, wird es nur 1x gespeichert.

2. Pinning

IPFS ist kein magischer Cloud-Speicher. Wenn niemand die Datei "pinnt" (speichert), wird sie vom Garbage Collector gelöscht (wie Cache). Dienste wie Pinata oder Blockchains wie Filecoin bezahlen Leute dafür, deine Dateien zu "pinnen" (Hosting).

1. DHTs (Kademlia) und Routing im P2P-Netz

Wenn du einen Content Identifier (CID) in IPFS sucht, fragst du das Netzwerk. IPFS nutzt eine extrem massiv gescalte Distributed Hash Table (DHT), basierend auf S/Kademlia (ähnlich wie im BitTorrent-Befehlssatz). Dein Node fragt 20 benachbarte P2P-Knoten: "Kennst du die IP von Node X?". Er nutzt eine XOR-Metrik, um den Netzwerkgraph logarithmisch einzugrenzen. Die P2P-Knoten halten das Register: "Hash QmXYZ wird gerade gehosted von Peer ID 1A2B9". Dein Routing wandert durchs Netz in $\mathcal{O}(\log n)$ Hops, bis du eine physische IP + Port Kombi (z. B. libp2p TCP/Quic Transport) zurückgespielt bekommst und die direkte Transfer-Session im Multiaddr-Format aushandelst.

2. Merkle-DAGs und UnixFS Chunking

Wie speichert IPFS eine 4 GB Videodatei? Befehl ipfs add video.mp4. Das System zerschreddert das File in hunderten dezentralen Blöcken à 256 KB. Jeder Block kriegt einen Hash. IPFS baut darüber einen mathematischen Baum (Merkle Directed Acyclic Graph), und der finale CID, den du im Browser siehst, ist faktisch nur der Root-Hash des Baumes (UnixFS Protocol). Vorteil: Wenn du das Video nur zur Hälfte abspielst, schaufelt das Netzwerk nie die 4GB heran, sondern holt in Bitswap Protokoll nur die untersten DAG-Nodes des benötigten Byte-Ranges (Streaming Range-Requests). Änders du im Video 1 Frame, ändert sich nur exakt dieser 256KB Chunk und der Root-Hash; alle anderen 3.9 GB bleiben als Deduplicated Memory unangetastet im Web3 Repo, was radikal Versionierungs-Stau (ähnlich Git) eliminiert.

3. Mutability via IPNS

Ein Problem bei Content-Addressing: Der Link ändert ab der Sekunde, bei dem ein Komma im Blog-Beitrag ausgetauscht wurde. Wie verlinkt man das also in Twitter permanent? Das InterPlanetary Name System (IPNS) löst es durch asymmetrische Verschlüsselung der Cryptography. Du baust einen "privaten Schlüsel" deines Nodes. Dein IPNS-Link lautet fortan ipns/k51q... (Dein Public Key!). Wenn du ein Edit machst, generiert der Content-Baum zwaar den neuen CID QmNEW, aber dein Client signiert kryptografisch ein Record ("Public Key k51q linkt jetzt auf QmNEW!"), und publiziert das unterschriebene Mapping zurück in die DHT. Die Follower müssen den IPNS-Eintrag pollen und validieren, und verweisen somit dynamisch "permanent" auf deinen Mutable State in einem fundamental unveränderlichen Objekt-Universum.