O que é o armazenamento IPFS e como funciona?

O que é o armazenamento IPFS?

O armazenamento IPFS é um protocolo descentralizado para armazenar e partilhar ficheiros através de uma rede peer-to-peer. Em vez de solicitar dados a partir de um servidor específico ou de um disco rígido, como acontece nas tecnologias web tradicionais, no IPFS o conteúdo é distribuído por vários nós na rede. Cada nó, ou computador, armazena uma pequena parte do ficheiro. Nenhuma entidade pode aceder individualmente ao ficheiro completo. Isto torna o IPFS particularmente atrativo para desenvolvimentos em Web3. Muitos projetos NFT e outros projetos de cryptocurrency utilizam a tecnologia IPFS. Não existe um single point of failure. Se um dos nós falhar ou desaparecer, os seus dados continuam seguros.

A principal diferença está na forma como os dados são endereçados. No IPFS não se solicita uma localização, mas sim o próprio conteúdo. Os ficheiros recebem um hash criptográfico único, também designado por content identifier. Este hash baseia-se no conteúdo do ficheiro, o que significa que qualquer alteração resulta imediatamente num novo identificador. Isto está totalmente alinhado com a forma como a blockchain e a crypto lidam com dados.

Pontos principais

• O IPFS é um protocolo de armazenamento descentralizado que funciona através de uma rede peer-to-peer.
• Os ficheiros são identificados com base no seu conteúdo através de um hash criptográfico.
• O IPFS evita um single point of failure ao distribuir dados por vários nós.
• NFTs e projetos Web3 utilizam frequentemente o IPFS como camada de armazenamento externa.
• Sem IPFS, NFTs e aplicações Web3 enfrentam o risco de falhas centralizadas.

Como funciona o IPFS?

Quando um ficheiro é adicionado ao IPFS, é primeiro dividido em partes mais pequenas. Cada parte recebe o seu próprio hash e, em conjunto, formam uma espécie de estrutura em árvore. Estes hashes são partilhados na rede para que outros nós saibam onde os dados estão disponíveis. Quando alguém solicita o ficheiro, o IPFS procura automaticamente o nó mais próximo ou mais rápido que possua o conteúdo solicitado.

Como o hash está diretamente ligado ao conteúdo, o utilizador pode sempre verificar se os dados recebidos correspondem exatamente ao ficheiro original. Isto torna o IPFS não só eficiente, mas também seguro e fiável. Não é necessária uma entidade central que determine quem tem acesso aos dados ou se estes permanecem disponíveis.

IPFS e crypto: porque estão ligados?

No universo da crypto e da blockchain, a integridade dos dados desempenha um papel fundamental. As blockchains são excelentes para registar transações, mas menos adequadas para armazenar ficheiros de grande dimensão, como imagens, vídeos ou documentos. Por isso, o IPFS é frequentemente utilizado como camada de armazenamento externa.

Um exemplo conhecido são os NFTs. Os metadados e as imagens dos NFTs são frequentemente armazenados através do IPFS, enquanto a blockchain contém apenas uma referência ao hash do IPFS. Desta forma, os dados mantêm-se descentralizados e não podem ser facilmente alterados ou removidos. O IPFS também é utilizado em DeFi, em DAOs e em aplicações Web3 para front-ends, documentação e ficheiros de governance.

O que acontece se não utilizar IPFS?

Se os metadados dos NFTs, imagens ou front-ends Web3 estiverem simplesmente alojados num servidor central através de HTTP, aplicam-se os riscos clássicos da internet. Os dados podem desaparecer por várias razões. Por exemplo:

• o servidor pode ficar offline
• o serviço de alojamento pode ser encerrado
• o domínio pode expirar
• o proprietário pode decidir eliminar os ficheiros

Se isso acontecer, os seus NFTs continuam tecnicamente a existir na blockchain, mas a imagem ou os metadados desaparecem. Ou seja, fica com um NFT “quebrado” ou apenas um placeholder vazio. Por essa razão, é extremamente importante e comum que os NFTs sejam armazenados de forma descentralizada.

Como pode o IPFS ser utilizado?

Na prática, o IPFS é utilizado de diversas formas. Os programadores utilizam-no para alojar websites descentralizados que não dependem de um único servidor ou fornecedor de alojamento. Projetos crypto armazenam whitepapers, interfaces de smart contracts e conteúdo NFT no IPFS para aumentar a sua durabilidade e fiabilidade.

Além disso, particulares podem utilizar o IPFS para partilhar ficheiros ou armazenar dados sem recorrer a plataformas centralizadas. Em combinação com redes adicionais como a Filecoin, o IPFS pode até funcionar como solução económica de armazenamento, em que os utilizadores são recompensados por disponibilizarem espaço de armazenamento nos seus próprios computadores.

Vantagens do IPFS

• Armazenamento descentralizado
  Os ficheiros não são armazenados num servidor central, mas distribuídos por vários nós. Isto torna o IPFS mais resistente à censura, a falhas e a ataques direcionados, estando alinhado com os princípios fundamentais da crypto e da blockchain.
• Elevada integridade de dados
  Os ficheiros são identificados com base no seu conteúdo através de hashes criptográficos. Assim, é praticamente impossível alterar dados sem que tal seja imediatamente detetado.
• Melhor verificação de conteúdo
  Como o hash está diretamente ligado ao conteúdo, qualquer pessoa pode verificar se os dados correspondem exatamente ao ficheiro original.
• Distribuição eficiente de dados
  O IPFS obtém automaticamente ficheiros a partir do nó mais rápido ou mais próximo da rede, o que pode proporcionar um acesso mais rápido do que servidores centrais tradicionais.

Desvantagens do IPFS

• Ausência de garantia automática de armazenamento permanente
  Os ficheiros permanecem disponíveis apenas enquanto existirem nós que os alojem. Sem soluções adicionais como serviços de pinning ou redes complementares de armazenamento, os dados podem teoricamente desaparecer.
• Dependência de serviços adicionais
  Para armazenamento de longo prazo e fiável, são frequentemente necessários serviços adicionais, o que pode implicar maior complexidade e custos para os projetos.
• Barreiras técnicas para iniciantes
  A configuração e gestão de nós, gateways e serviços de pinning exigem conhecimentos técnicos, tornando o IPFS menos acessível para utilizadores não técnicos.
• Ainda não totalmente preparado para adoção em massa
  Em comparação com as tecnologias web tradicionais, o IPFS ainda se encontra em desenvolvimento no que diz respeito à usabilidade, ferramentas e infraestrutura.

Tradicional vs novo: HTTP vs IPFS

A web tradicional baseia-se maioritariamente em HTTP, onde o utilizador se liga a um servidor específico através de um URL. Se esse servidor ficar offline ou o conteúdo for removido, os dados deixam de estar acessíveis. O IPFS funciona de forma fundamentalmente diferente ao utilizar content-based addressing em vez de location-based addressing.

Enquanto o HTTP é centralizado e dependente de servidor, o IPFS é descentralizado e orientado para a rede. Isto torna o IPFS mais robusto e mais adequado para aplicações crypto e Web3. Ao mesmo tempo, o HTTP é atualmente mais rápido, mais simples e mais amplamente suportado, continuando assim a dominar a internet tradicional.

Detalhes técnicos do IPFS

Para quem pretende compreender mais profundamente como o IPFS funciona internamente, é útil analisar os princípios técnicos nos quais o protocolo se baseia. Estes garantem que os dados dentro do IPFS são armazenados e distribuídos de forma eficiente, verificável e descentralizada.

O IPFS utiliza estruturas de dados denominadas MerkleDAG, abreviatura de Merkle Directed Acyclic Graph. Os dados são divididos em partes mais pequenas que estão criptograficamente ligadas entre si. Cada parte recebe um hash único baseado no seu conteúdo. Isto permite ao IPFS localizar rapidamente e de forma fiável partes específicas de um ficheiro sem necessidade de recarregar o ficheiro completo. Esta abordagem é também utilizada na tecnologia blockchain e está, por isso, bem alinhada com aplicações crypto.

Outro princípio fundamental do IPFS é o content addressing. Enquanto a web tradicional utiliza endereços baseados na localização, como URLs que apontam para um servidor específico, o IPFS identifica dados com base no seu conteúdo. Cada bloco de dados recebe um hash derivado diretamente do seu conteúdo. Quando um utilizador solicita esse hash, o IPFS procura automaticamente na rede nós que possuam exatamente esse conteúdo. A localização física dos dados não é relevante.

O IPFS funciona ainda com distribuição descentralizada de dados. Os dados adicionados à rede podem ser armazenados e partilhados por vários nós quando estes solicitam o conteúdo ou escolhem mantê-lo ativamente. Isto aumenta a disponibilidade e a resiliência da rede, uma vez que os ficheiros não dependem de um servidor central. Para garantir disponibilidade a longo prazo, são frequentemente utilizadas soluções adicionais como serviços de pinning ou redes especializadas de armazenamento.

Por fim, o IPFS pode ser combinado com encriptação. Os utilizadores podem optar por encriptar os dados antes de os adicionar à rede IPFS. O IPFS armazena e distribui esses dados encriptados sem ter acesso ao seu conteúdo, o que significa que apenas as partes com as chaves corretas podem aceder aos mesmos. Isto é particularmente relevante para aplicações em que a privacidade e a segurança dos dados desempenham um papel crucial, como no caso de dados crypto sensíveis ou empresariais.

Considerações finais

O armazenamento IPFS desempenha um papel cada vez mais importante no universo crypto e constitui um elemento essencial da internet descentralizada. Ao identificar ficheiros com base no seu conteúdo e distribuí-los através de uma rede peer-to-peer, o IPFS oferece uma solução para problemas relacionados com centralização, manipulação de dados e disponibilidade. A sua força torna-se especialmente evidente quando combinado com blockchain, NFTs e aplicações Web3.

Embora o sistema ainda enfrente desafios ao nível da usabilidade e do armazenamento permanente, a sua crescente adoção demonstra que o IPFS é um complemento sério às tecnologias web existentes. Para investidores crypto e programadores interessados no futuro da descentralização, o IPFS é um conceito que deve definitivamente ser compreendido.