Histórico

P2P (Peer-2-Peer) ou ponto-a-ponto causou uma mudança de paradigma em relação ao modelo cliente - servidor, possibilitando uma distribuição de conteúdo mais rápida e barata, que possui alta resistência a acidentes e desastres, pois é possível ter o conteúdo em computadores e redes distribuídos pelo globo. Quanto mais usuários mais confiável, pois isto permiti que as implementações sobrevivam aos problemas citados, que afetam a infraestrutura por onde os dados circulam no mundo real, já que devido a capilaridade da sua rede outros caminhos podem ser utilizados para transmitir e receber arquivos. O movimento P2P data do início da internet e deu origem a diversos protocolos.

Devido a suas características o protocolo P2P é amplamente utilizado para pirataria, mas não se pode desconsiderar tudo de útil que se pode fazer com ele. Este protocolo é auto escalável, é anônimo, resistente a censura e suas implementações são robustas. Pode-se utilizar o P2P até para resistir a opressão disseminando informação, o que se faz com a ferramenta depende de quem a usa.

Aqui conheceremos de forma resumida dez aplicações do protocolo P2P que foram de maior importância histórica. Há diversas iniciativas que foram criadas ao longo do tempo, que se mencionadas tornariam este artigo muito extenso. Como o foco é elucidar a evolução dos usos do Peer-to-Peer, focaremos apenas em algumas de maior relevância, para propósitos narrativos. Um fato interessante sobre essas ferramentas é que a maioria de seus criadores ainda estão entre nós.

ARPANET

Em 1969 surgiu a ARPANET que originalmente conectou o Stanford Research Institute, a Santa Barbara e a Universidade de Utah não em um formato cliente / servidor, mas tratando-os como pares de computação iguais. Alguns dos primeiros aplicativos populares da Internet, como o FTP e o Telnet, seguiam arquiteturas do tipo cliente / servidor, mas como os hosts podiam atuar como servidores para outros hosts, padrões de uso simétricos surgiram.

Figura 2: Mapa da ARPANET em março de 1972.

Usenet

Em 1979, a Usenet foi desenvolvida por estudantes de pós-graduação americanos, com base no protocolo Unix-to-Unix-copy (UUCP). Por meio dele, uma máquina Unix poderia discar automaticamente para outra, trocar um arquivo e desconectar, no que lembrava um sistema de quadro de avisos (BBS), o que é precursor dos fóruns e feeds que temos hoje. Usenet, sem dúvida, deu origem a termos como FAQ e spam.

Figura 3: Estrutura da Usenet.

Napster

Durante os anos 80 e 90, o modelo cliente / servidor floresceu, numa época em que a capacidade de processamento dos computadores disponíveis para o consumidor ainda era pequeno, embora estivesse aumentando. A maioria das transferências de arquivos ocorreu por telefone fixo, com FTP e USENET ganhando uso ao longo do período, e o IRC sendo inventado em 88. No final dos anos 90, novas tecnologias de compactação de dados (MP3, MPEG) atingiram uso em larga escala.

Com esse marco da Internet, tivemos a introdução do Napster em 1999, desenvolvido por Shawn Fanning, ainda na Universidade Northeastern. Os usuários baixaram um programa gratuito que pesquisava os discos locais dos computadores vizinhos em busca de arquivos MP3 e depois conseguiam baixá-los diretamente um do outro. Em menos de um ano, o Napster tinha mais de um milhão de membros. Em menos de dois, o Metallica encheu uma ação contra a empresa. Em menos de três (julho de 2001) foi encerrada após sufocação legal e uma tentativa fracassada de se tornar um serviço pago.

Figura 4: Estrutura do Napster e logo.

Gnutella

O Napster ainda dependia da operação de servidores centrais de indexação e, portanto, era suscetível ao desligamento. Uma nova geração de compartilhamento de arquivos encabeçada por Gnutella, que surgiu em 2000, eliminou essa vulnerabilidade, permitindo que os usuários se encontrassem e se conectassem remotamente. Ao empregar um modelo de flooding de consulta, o protocolo fazia com que cada pesquisa fosse transmitida sucessivamente para outras máquinas na rede (o que, no caso, era significativamente menos eficiente do que a consulta ao indexador central). Outra diferença entre o Gnutella e seus antecessores foi a quantidade de clientes agora disponíveis para executar o protocolo. O LimeWire era um dos exemplos mas famosos entre muitos clientes Gnutella.

Figura 5: Estrutura do Gnutella e logo.

Freenet

Em 2000 também houve o surgimento da Freenet, esta ferramenta trouxe uma grande melhoria em relação ao anonimato do usuário, inaugurando o que mais tarde seria rotulado como a categoria darknet. Isso fazia com que os usuários armazenassem fragmentos criptografados de arquivos, conectando-os apenas através de computadores intermediários que repassavam e retornavam solicitações sem conhecer o conteúdo solicitado. O design assemelha-se a como os roteadores da Internet trocam pacotes sem saber nada sobre eles.

Figura 6: Roteamento de redes Freenet.

Bittorrent

O protocolo criado por Bram Cohen permitia que os pares se comunicassem diretamente através de uma porta TCP, mas contavam com rastreadores centrais para registrar a localização / disponibilidade de arquivos e coordenar os usuários. O Vuze (ex-Azureus) foi o primeiro cliente de BitTorrent a migrar para um sistema sem tracker implementando uma tabela de hash distribuída (DHT) para a descoberta de pares, outros tiveram logo em seguida. A partir daí, o BitTorrent surgiu em 2001.

Figura 7: Estrutura de uma rede Bittorrent para compartilhamento de dados com peers na rede.

Bitcoin

O Bitcoin, que surgiu em 2009, não foi projetado com o compartilhamento de arquivos em mente, mas gerou uma nova classe de estruturas de armazenamento P2P. O blockchain é um registro distribuído com uma finalidade diferente da DHTs. Satoshi queria armazenar com cada nó um registro de transação sempre crescente, sem qualquer chance de adulteração e revisão. Já os DHTs visam fornecer uma estrutura eficiente (em termos de tempo de pesquisa e espaço de armazenamento) para dividir os dados em uma rede, em que a imutabilidade não é a principal prioridade.

O que os mineradores provavelmente não esperavam era que sua atividade central logo seria resumida na categoria genérica de mecanismos de consenso e aplicada a casos de uso muito diferentes dos de armazenamento e transação de valor financeiro.

Figura 8: Estrutura da rede Bitcoin.

Namecoin

O Namecoin, em 2011, nasceu da vontade de registrar dados no blockchain e torná-lo menos específico da aplicação, é o principal uso do domínio .bit. O primeiro fork do Bitcoin, é aproximadamente um sistema de registro e transferência de pares de chave é valor baseado em sua tecnologia de geração. Pode ser justo dizer que o Namecoin representou a primeira abordagem não monetária de uma blockchain.

Figura 9: Estrutura da rede Namecoin.

Diaspora

A Diaspora se comercializou como um servidor web pessoal de código aberto e uma rede social descentralizada em 2012. Ela foi financiada com mais de U $ 200.000,00 através do Kickstarter em 2010, e lançou um alfa de consumo de curta duração pouco tempo depois, mas alcançou uma versão estável da comunidade apenas em 2012.

Nele, os usuários configuram seu próprio pod para hospedar o conteúdo e interagem através de um cliente de desktop. O conceito sempre girava em torno da agregação de conteúdo de outras redes sociais, permitindo que os posts fossem facilmente importados do Facebook, Twitter e assim por diante, mas muitas das APIs necessárias nunca foram feitas. O projeto girou por alguns anos antes de ser abraçado por Eben Moglen e pela Freedom Box Foundation. A Diaspora provocou na média uma reação anti-Facebook que é semelhante ao que vimos em relação a redes sociais mais recentes e recentemente tokenizadas.

Figura 10: Representação da rede social descentralizada idealizada na aplicação Diaspora.

DSNs (Filecoin / Swarm / Sia / Storj / Maidsafe)

A ideia por trás das redes de armazenamento descentralizadas é basicamente transformar o armazenamento em nuvem em um mercado algorítmico, incentivando os nós mineradores a compartilhar o espaço de armazenamento para serem recompensados em um token nativo. Incentivar é a palavra-chave aqui. No BitTorrent, nós já tínhamos algum tipo de sistema endereçado ao conteúdo, onde nós semeamos os arquivos dos outros. Além disso, já existia um mecanismo básico para o mecanismo tat para punir os nós mal comportados.

Há, sem dúivida, melhorias técnicas no BitSwap (módulo de troca de dados do IPFS) sobre o BitTorrent: não se está limitado ao pacote de dados no torrent original, mas é capaz de buscar blocos de arquivos completamente não relacionados e identificar com precisão o que está sendo fornecido ou solicitado, independentemente de ser uma parte de um arquivo, uma entrada de um conjunto de dados ou um grande conjunto de arquivos. A grande melhoria está em como isso é alcançado:

Fornecer as estruturas de dados e redes adequadas para interagir.

Criando um mercado descentralizado alimentado por um token nativo para o armazenamento e recuperação de pedaços de arquivos ou arquivos completos. Uma visão geral do esquema Filecoin (IPFS).

O primeiro item tem muitos exemplos vivos. Já o segundo tem poucas implementações de trabalho, e muitos projetos interessantes agora estão colhendo os frutos de pesquisas de ponta apoiadas por pesados financiamentos. É importante notar que soluções totalmente descentralizadas, como as que estão sendo desenvolvidas para rodar em IPFS e Swarm, por exemplo, ainda não estão perto de serem implementadas funcionalmente, embora as redes subjacentes estejam lá.

Prova de recuperabilidade, prova de armazenamento, prova de espaço-tempo são tópicos de pesquisa quentes que basicamente remontam à mesma questão: como recompensar os nós de espaço em disco e largura de banda de forma nativa, sem muita sobrecarga sobre as provas devem apresentar e de maneira confiável e eficaz? Com base nesses protocolos, os aplicativos podem reduzir os custos relacionados à distribuição e são induzidos a permitir a negociação direta entre os pares, o que leva a fluxos de valor descentralizados e ciclos de feedback saudáveis. O sucesso dos DSNs é fundamental para a disseminação de dApps e para acelerar a transformação gradual de modelos de negócios em modelos de incentivo de rede.

Figura 11: Estrutura da rede Filecoin, uma DSN.