IPFS（アイピーエフエス）

概要

IPFS(アイピーエフエス、InterPlanetary File System)は、Protocol Labs(2014 年 5 月に Juan Benet がスタンフォード大学卒業後に米シリコンバレーで創業)が開発したオープンソースの分散型コンテンツアドレッシング P2P(ピアツーピア)ファイルシステムです。「インタープラネタリ(惑星間)」という名称は「将来は太陽系全体で動作するファイルシステム」というビジョンを表現しており、従来の中央サーバ依存の HTTP/HTTPS Web に代わる「分散 Web(Decentralized Web、dWeb)」「Web 3.0」インフラとして開発されました。

最大の特徴はコンテンツアドレッシング(Content Addressing)です。ファイルをその内容のハッシュ値(SHA-256 ベースの CID = Content Identifier、Base58 エンコードされた多バイト文字列)で識別する仕組みで、HTTP の URL(ホスト名 + パス)とは根本的に異なるアプローチです。これにより、ファイルがどのサーバ + どこに保存されているかではなく「どの内容か」だけで特定でき、世界中のピアから自動的に取得 + 検証可能になります。CID が同じファイルは中身が同じことが暗号学的に保証されるため、ファイル偽装 / 改ざんが不可能で、検閲耐性 + データ整合性が極めて高い特徴があります。

技術的には、IPFS は BitTorrent + Git + DHT(Distributed Hash Table、分散ハッシュテーブル)+ Merkle DAG(有向非巡回グラフ)の概念を統合した革新的な設計です。具体的には、(1)ファイルを 256KB チャンクに分割 + Merkle DAG 構造で連結・(2)各チャンクの SHA-256 ハッシュを計算 + Merkle DAG ハッシュとして CID 生成・(3)libp2p ネットワーク + Kademlia DHT でピア間ルーティング・(4)Bitswap プロトコルでチャンクをピア間転送・(5)受信側で再構成 + ハッシュ検証、というフローです。

利用方法は、(1)ファイルを IPFS ノードにアップロード → CID が発行される、(2)CID を友人や Web サイトで共有、(3)受信者が CID を IPFS ゲートウェイ(ipfs.io / cloudflare-ipfs.com / dweb.link 等)経由でブラウザでアクセス、または直接 IPFS ノードからアクセス、(4)複数のピアが CID のコピーを保持していれば、いずれか 1 つのピアが応答すればファイル取得可能、という分散冗長性を持ちます。

主な採用は、Web 3.0 / NFT ストレージ(OpenSea / Foundation / Rarible 等の NFT メタデータ + 画像保存)・分散 Web(Brave Browser 標準対応、Mozilla Firefox 拡張)・検閲耐性 Web(政府検閲下のジャーナリズム)・科学データ共有(LIGO 重力波データ、CERN 物理データ)・ソフトウェア配布(Linux ディストリビューション、IPFS Distributions)・Web Archive(2010 年代以降の Web ページ永続保存)などです。

関連プロジェクトとして、Filecoin(IPFS のインセンティブ層、ストレージマイニング暗号通貨、2017 年 ICO で $257 million 調達)・IPLD(Inter Planetary Linked Data、IPFS データ構造)・libp2p(IPFS のネットワーキング層、独立 OSS プロジェクト)・Ceramic Network / Mastodon Federation などの dWeb プロジェクトが IPFS を基盤として活用しています。

2024-2026 年現在も Protocol Labs + コミュニティで活発に開発が継続されており、IPFS Cluster / Garage(IPFS ベースのオブジェクトストレージ)/ NFT.Storage / Web3.Storage(無料 IPFS ピンサービス)などの周辺サービスが拡充されています。

主な特徴・仕組み

• 開発: Protocol Labs(2014 年 Juan Benet 創業)、サンフランシスコ拠点。
• 系統: IPFS Go 実装(go-ipfs / Kubo)+ Rust 実装(rust-ipfs)+ JavaScript 実装(js-ipfs)。
• ライセンス: MIT + Apache 2.0、オープンソース。
• 識別: CID(Content Identifier)= SHA-256 ハッシュベース、Base58 エンコード。
• データ構造: Merkle DAG(有向非巡回グラフ)、IPLD(InterPlanetary Linked Data)。
• ネットワーキング: libp2p(独立 OSS)、Kademlia DHT、Bitswap プロトコル。
• ファイルチャンク: 256KB 単位で分割 + Merkle DAG で連結。
• 主要ゲートウェイ: ipfs.io / cloudflare-ipfs.com / dweb.link(無料 HTTPS 経由 IPFS アクセス)。
• 関連プロジェクト: Filecoin / IPLD / libp2p / NFT.Storage / Web3.Storage。
• 主な採用: NFT(OpenSea / Foundation)・Brave Browser・科学データ・分散 Web。

IPFS / 競合分散ストレージ比較