Libp2p

En una red libp2p, cada nodo, o "par", se identifica de forma única mediante un PeerID. Un PeerID es el hash criptográfico de la clave pública de un par . Este diseño proporciona un sistema de identidad seguro y verificable. Cuando dos pares se comunican, pueden usar la clave pública del otro para cifrar las comunicaciones y verificar las firmas, lo que garantiza la autenticidad y evita la suplantación de identidad. ^{[ 6 ]}

La localización de pares a través de diferentes protocolos y ubicaciones de red se aborda mediante direcciones múltiples (o multiaddr). ^{[ 7 ]} Esta es una dirección de red autodescriptiva que permite múltiples capas de información de direccionamiento. ^{[ 8 ]} Un host puede tener múltiples multiaddrs, anunciando todas las formas en que se le puede contactar. ^{[ 9 ]}

Por ejemplo, una dirección múltiple podría tener el siguiente aspecto:

/ip4/192.168.1.100/tcp/8001

Esto describe un par accesible a través de una dirección IPv4 192.168.1.100, utilizando el protocolo TCP en el puerto 8001.

libp2p es independiente del protocolo de transporte, lo que significa que puede operar sobre diversos protocolos de transporte de red. ^{[ 9 ]} Los transportes comunes incluyen:

• TCP ^{[ 10 ]}
• UDP ^{[ 11 ]}
• QUIC ^{[ 12 ]}
• WebSocket ^{[ 13 ]}
• WebRTC ^{[ 13 ]}
• Transporte web ^{[ 14 ]}

Una máquina que ejecuta libp2p puede escuchar conexiones entrantes en múltiples transportes simultáneamente, lo que aumenta la probabilidad de conexiones exitosas entre pares en diferentes entornos de red. ^{[ 15 ]}

Para reducir la sobrecarga de abrir cada nueva conexión, libp2p se basa en la multiplexación de flujos. ^{[ 16 ]} Esto permite que múltiples flujos bidireccionales independientes se ejecuten simultáneamente sobre una única conexión de transporte subyacente, lo que permite que diferentes protocolos de nivel de aplicación operen sin interferencias. ^{[ 17 ]}

libp2p logra esto de dos maneras:

• Para transportes como TCP que no admiten flujos de forma nativa, libp2p añade una capa de protocolo multiplexor dedicado (como mplex o yamux) sobre la conexión. ^{[ 18 ]}
• Para protocolos de transporte modernos como QUIC y WebRTC, libp2p aprovecha directamente las capacidades de multiplexación nativas e integradas del protocolo, sin necesidad de una capa adicional.

Cuando un par inicia una nueva transmisión a otro par, libp2p utiliza un mecanismo llamado multistream-select. El par propone un identificador de protocolo (por ejemplo, /ipfs/bitswap/1.2.0), y el par receptor lo acepta o lo rechaza. Esto permite que los pares admitan múltiples protocolos y versiones simultáneamente y garantiza que ambas partes de la conversación se entiendan. ^{[ 15 ]}

Encontrar otros pares en una red descentralizada es un desafío fundamental. libp2p proporciona varios mecanismos para el descubrimiento de pares:

• Listas de arranque: Una lista de direcciones de pares conocidas que utilizan los nuevos nodos para unirse a la red. ^{[ 19 ]}
• mDNS : Se utiliza para descubrir pares en una red de área local ( LAN ). ^{[ 20 ]}
• Tabla hash distribuida (DHT): Para descubrir pares en la red más amplia de Internet, las redes libp2p suelen emplear una DHT basada en Kademlia . Un par puede consultar la DHT para encontrar las direcciones de otros pares. ^{[ 21 ]}

Cuando dos pares se conectan, actualizan su conexión a un canal seguro utilizando protocolos como TLS 1.3 ^{[ 22 ]} o Noise . ^{[ 15 ]} Esto protege contra la interceptación de comunicaciones y los ataques de intermediario . ^{[ 23 ]}

La implementación más utilizada de un sistema de publicación/suscripción (PubSub) es GossipSub. ^{[ 24 ]} Este es un protocolo de chismes escalable y robusto que propaga mensajes a través de la red mediante la comunicación entre pares con un subconjunto aleatorio de sus vecinos. ^{[ 25 ]} Se utiliza ampliamente para tareas como la propagación de bloques y transacciones en redes blockchain . ^{[ 26 ]}