La fondation Filecoin déploie avec succès le système de fichiers interplanétaire (IPFS) dans l'espace,
des inquiétudes sont soulevées quant à sa faisabilité pratique dans des missions spatiales

La Fondation Filecoin (FF) a réussi à déployer avec succès le système de fichiers interplanétaire (IPFS) dans l'espace, marquant une avancée significative dans les communications interstellaires. En partenariat avec Lockheed Martin, la FF a démontré la transmission bidirectionnelle de fichiers entre la Terre et un satellite en orbite, utilisant une implémentation spécifique du protocole IPFS adaptée aux communications spatiales.

Cette mission novatrice a été réalisée avec le concours du logiciel de Lockheed Martin, déployé sur le CubeSat LM LINUSS en orbite. Le protocole IPFS, connu pour sa décentralisation, a été adapté pour fonctionner sur la plateforme SmartSat de Lockheed Martin, permettant des téléchargements d'applications simples et une flexibilité accrue dans les missions en orbite.


De nombreuses tentatives ont été entreprises pour élaborer un système de fichiers distribués, avec des résultats variés allant du succès à l'échec. Parmi les initiatives universitaires, AFS s'est avéré très fructueux et demeure opérationnel aujourd'hui, tandis que d'autres n'ont pas rencontré le même succès. En dehors du domaine universitaire, les applications de partage de fichiers peer-to-peer, en particulier axées sur les médias de grande envergure tels que l'audio et la vidéo, ont connu le plus de succès.

Des exemples notables incluent Napster, KaZaA et BitTorrent, qui ont déployé des systèmes de distribution de fichiers à grande échelle prenant en charge plus de 100 millions d'utilisateurs simultanés. À ce jour, BitTorrent maintient un déploiement massif avec des dizaines de millions de nœuds utilisés simultanément quotidiennement.

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Ces applications ont attiré un nombre considérable d'utilisateurs et distribué un volume important de fichiers par rapport aux systèmes de fichiers universitaires. Cependant, elles n'ont pas été conçues comme une infrastructure solide sur laquelle construire. Malgré quelques réaffectations réussies, aucun système de fichiers général n'a émergé pour offrir un accès global, décentralisé et à faible latence.

Une explication possible réside dans le fait qu'un système « suffisamment bon » existe déjà pour la plupart des cas d'utilisation : le protocole HTTP. HTTP demeure de loin le "système de fichiers distribués" le plus performant jamais déployé, ayant un impact technique et social immense en devenant le moyen de facto de transmettre des fichiers sur l'internet. Cependant, il n'a pas réussi à tirer parti des nombreuses techniques de distribution de fichiers inventées au cours des quinze dernières années.

D'une part, l'évolution de l'infrastructure Web est quasiment impossible en raison des contraintes de rétrocompatibilité et de la multitude de technologies existantes. D'autre part, de nouveaux protocoles ont émergé depuis l'avènement d'HTTP. Ce qui fait défaut, c'est une mise à niveau de conception visant à améliorer le web actuel en introduisant de nouvelles fonctionnalités sans dégrader l'expérience utilisateur.

L'industrie a continué d'utiliser HTTP pendant longtemps, car le transfert de petits fichiers est relativement économique, même pour les petites organisations à fort trafic. Toutefois, nous entrons dans une nouvelle ère de distribution de données avec de nouveaux défis, tels que l'hébergement et la distribution d'ensembles de données de l'ordre du pétaoctet, le calcul sur de grandes données entre organisations, les flux de médias à la demande ou en temps réel à haut volume et haute définition, le versionnage et l'interconnexion d'ensembles massifs de données, la prévention de la perte accidentelle de fichiers importants, et bien d'autres.

Beaucoup de ces problématiques peuvent être résumées par la nécessité de gérer "beaucoup de données, accessibles partout". Confrontés à des caractéristiques critiques et des problèmes de bande passante, de nouveaux protocoles de distribution de données ont été adoptés, et la prochaine étape consiste à les intégrer au Web lui-même.

Parallèlement à l'efficacité de la distribution des données, les systèmes de contrôle de version, tels que Git, ont réussi à développer des flux de travail significatifs pour la collaboration sur les données. Git, en tant que système de contrôle de version du code source distribué, a apporté des contributions importantes pour modéliser et implémenter des opérations de données distribuées. Malgré cela, les grands systèmes de distribution de fichiers continuent de manquer de fonctionnalités de versionnement polyvalentes.

De nouvelles solutions inspirées de Git ont émergé, telles que Camlistore, un système de stockage de fichiers personnels, et Dat, une chaîne d'outils de collaboration sur les données et un gestionnaire de paquets de données. Git a déjà influencé la conception de systèmes de fichiers distribués en fournissant un modèle de données Merkle DAG propice à des stratégies puissantes de distribution de fichiers. Il reste à explorer comment cette structure de données peut influencer la conception de systèmes de fichiers haute performance et comment elle pourrait améliorer le Web lui-même.

La Fondation Filecoin et Lockheed Martin travaillent ensemble pour développer un programme de déploiement du système de fichiers interplanétaire (IPFS) dans l'espace. IPFS est un protocole décentralisé de stockage et de partage de données qui utilise l'adressage de contenu pour identifier les fichiers de manière unique. IPFS est une technologie fondamentale pour le réseau Filecoin, un réseau de stockage décentralisé alimenté par des cryptomonnaies. Lockheed Martin construit des satellites et des engins spatiaux qui stimulent l'innovation spatiale pour des clients gouvernementaux et commerciaux. FF et l'équipe spatiale de Lockheed Martin collaboreront pour apporter les avantages des systèmes de stockage décentralisés dans l'espace.

La démonstration, fruit de trois ans de collaboration, met en lumière les avantages clés de l'IPFS dans les communications spatiales. Parmi eux, la rapidité des communications, où les données sont extraites du lieu le plus proche plutôt que de faire des allers-retours depuis la Terre, résolvant ainsi le problème des délais significatifs inhérents au modèle Internet centralisé. De plus, l'IPFS offre une vérification cryptographique des données, assurant leur intégrité et authenticité, ce qui est crucial dans le contexte spatial.

En outre, la résilience des données est améliorée grâce à la capacité de stocker plusieurs copies des données à différents emplacements. Contrairement au modèle centralisé actuel, qui peut être vulnérable aux radiations spatiales et aux dommages matériels, l'IPFS permet une récupération efficace des données, indépendamment de la disponibilité des copies dans l'espace. Cette réalisation souligne le potentiel de l'IPFS pour révolutionner les communications interplanétaires, offrant des avantages significatifs en termes de vitesse, de sécurité et de résilience des données dans des environnements extraterrestres.

Dans le cadre de la démonstration, le livre blanc IPFS et une image de la mascotte de FF (Biscuit, le "FileCorgi") ont été transmis à un LM LINUSS CubeSat en orbite et renvoyés à l'aide d'une mise en œuvre IPFS spécialement conçue qui fonctionnait sur la technologie SmartSat de Lockheed Martin, une plateforme logicielle qui facilite l'ajout dynamique et le changement rapide de missions en orbite par le biais de simples téléchargements d'applications.

Comme dit précédemment, cette démonstration réussie fait suite à près de trois ans de collaboration. FF et Lockheed Martin Space ont d'abord annoncé cette collaboration à Davos en mai 2022, puis les détails de la mission à Davos en janvier 2023.

Lockheed Martin introduit le concept de stockage décentralisé dans l'espace

Les entreprises travaillent ensemble pour déployer le système de fichiers interplanétaire dans l'espace en tant qu'infrastructure numérique clé pour transformer la façon dont les données sont partagées dans l'économie spatiale. L'économie spatiale émerge rapidement et les services basés dans l'espace sont de plus en plus utilisés pour tout ce qui concerne la communication, le GPS et la surveillance de l'environnement.

À mesure que de nouveaux outils sont mis en orbite et que le développement et l'exploration privés de l'espace se poursuivent, la mise en place d'une infrastructure de communication dans l'espace est essentielle pour assurer la prospérité de l'économie spatiale. Cette collaboration est la prochaine étape dans la mise en place d'une infrastructure essentielle qui transformera la façon dont nous partageons et accédons aux données dans l'espace.

« Bientôt, l'espace ne sera plus seulement une destination. Il accueillera la nouvelle économie spatiale, indépendante de la Terre », avait déclaré Joe Landon, vice-président du développement des programmes avancés chez Lockheed Martin. « Le travail que nous effectuons avec Filecoin renforce l'investissement dans la construction d'une infrastructure spatiale. Nous devons développer la technologie nécessaire pour assurer une présence à long terme dans l'espace. » Dès le départ, l'IPFS a été envisagé comme une technologie pouvant rendre possible la mise en réseau interplanétaire ;

Citation Envoyé par Marta Belcher, présidente de la Filecoin Foundation
Le "I" de IPFS signifie "interplanétaire". Le modèle Internet centralisé d'aujourd'hui ne fonctionne pas dans l'espace. Sur l'Internet actuel, chaque fois que vous cliquez sur quelque chose, ces données doivent être récupérées à partir d'un serveur centralisé ; si vous êtes sur la Lune, il y aura un délai de plusieurs secondes à chaque clic, car le contenu est récupéré à partir de la Terre. Avec IPFS, les données n'ont pas besoin de faire l'aller-retour depuis la Terre à chaque clic ; au lieu de cela, lorsque vous entrez un "identifiant de contenu" IPFS, ce contenu est récupéré à partir de l'endroit le plus proche, plutôt que d'être récupéré à partir d'un serveur particulier dans un endroit particulier. Cela signifie que si quelqu'un d'autre à proximité sur la Lune a déjà récupéré ces données, celles-ci n'ont qu'une courte distance à parcourir et peuvent vous parvenir rapidement au lieu de faire l'aller-retour depuis la Terre à chaque clic.
En fin de compte, en réduisant le nombre de fois que les données doivent être transmises à la Terre et retournées dans l'espace, le modèle de stockage décentralisé de l'IPFS permettra un transfert de données et une communication plus efficaces dans l'espace. Ce modèle de stockage décentralisé pourrait également alléger le fardeau de la capacité de stockage à bord des engins spatiaux qui explorent les planètes et autres corps célestes. Dans un premier temps, Lockheed Martin et la Fondation Filecoin avaient annoncé qu’elles mèneront une étude initiale pour :

  • identifier une plateforme de vaisseau spatial pour héberger une charge utile IPFS initiale - l'élément qui relaiera les données de la mission entre la Terre, d'autres vaisseaux spatiaux et lui-même ;
  • définir les exigences de compatibilité mutuelle pour le bus de l'engin spatial - le corps principal du satellite et de la charge utile IPFS ;
  • identifier les possibilités de missions de démonstration qui exploitent l'utilité de l'IPFS dans l'espace.

Ce projet nécessite une conception qui tienne compte des considérations relatives à la puissance, à la masse et au volume et qui garantisse le fonctionnement de l'électronique dans l'espace. La démonstration initiale de la charge utile est conçue pour se concentrer sur une mission en orbite terrestre basse, avec des plans ultérieurs pour une utilisation lunaire et interplanétaire.

La mission révolutionnaire de Lockheed Martin Space

Concernant Lockheed Martin Space, la simple exploration spatiale ne constitue qu'un point de départ. L'entreprise se distingue par la conception de satellites et d'engins spatiaux capables d'accomplir des exploits remarquables au sein de l'espace, au service de clients gouvernementaux et commerciaux. En collaboration avec la NASA, Lockheed Martin Space participe à l'exploration de l'ensemble des planètes de notre système solaire.

Les satellites élaborés par cette entreprise jouent un rôle crucial en fournissant des alertes précoces en cas de conditions météorologiques extrêmes, en assurant la connectivité des troupes sur le terrain de bataille, et en offrant des indications GPS à un milliard de personnes dans le monde. En outre, Lockheed Martin Space développe des satellites intelligents fonctionnant comme des smartphones dans le ciel, avec des applications pouvant être mises à jour en orbite pour s'adapter aux évolutions des besoins des missions au sol.

En ce qui concerne la Fondation Filecoin, celle-ci est dédiée à la mise en œuvre d'un système de stockage décentralisé destiné à préserver les informations les plus cruciales pour l'humanité. En tant qu'organisation indépendante, la Fondation Filecoin (FF) facilite la gouvernance du réseau Filecoin, finance des projets de développement essentiels, soutient la croissance de l'écosystème Filecoin et plaide en faveur de Filecoin et du concept de web décentralisé.

Cette mission est la première du genre à évaluer les cas d'utilisation du stockage décentralisé dans l'espace. Elle sera hébergée à bord du démonstrateur technologique LM 400 de Lockheed Martin, un satellite logiciel de la taille d'un réfrigérateur, conçu pour prendre en charge un large éventail de missions et de clients. Une fois le vaisseau spatial en orbite, il utilisera sa technologie de satellite défini par logiciel SmartSat pour télécharger et effectuer la démonstration de l'IPFS.

« La mission LM 400 Tech Demonstrator montrera comment l'IPFS peut mettre de plus grandes quantités de données provenant de l'espace à la disposition de multiples applications terrestres de manière plus simple », a remarqué Joe Landon, vice-président et directeur général des services d'infrastructure lunaire chez Lockheed Martin. « Elle servira d'infrastructure de base pour permettre une communication interplanétaire plus efficace pour notre présence collective à long terme en orbite terrestre, sur la Lune et au-delà. »

La mission fera la démonstration d'un cas d'utilisation de la communication espace-sol pour l'IPFS. Les données provenant de l'espace seront « adressées par contenu » à l'aide de l'IPFS et mises à disposition sur le réseau IPFS par l'intermédiaire d'une station au sol. Les applications utilisant l'IPFS pourront récupérer les données à partir du réseau IPFS, sans avoir besoin de connaître l'emplacement de la station au sol qui détient les données.

« L'IPFS est appelé le système de fichiers "interplanétaire" parce que, dès le début, l'IPFS a été envisagé comme une technologie qui pourrait permettre la mise en réseau dans l'espace », a déclaré Marta Belcher, présidente et présidente du conseil d'administration de FF. » Cette mission démontre plusieurs avantages clés de l'utilisation de l'IPFS pour les communications et les réseaux dans l'espace :

Communications plus rapides : le modèle Internet centralisé d'aujourd'hui ne fonctionne pas dans l'espace. Dans un modèle Internet centralisé, les données sont récupérées à partir d'un serveur particulier situé à un endroit particulier. Sur Terre, le délai de récupération de ces données n'est pas forcément perceptible. Mais si vous êtes sur la lune, il y aura un délai de plusieurs secondes à chaque fois que vous récupérerez des données de la Terre. Avec IPFS, les données n'ont pas besoin de faire l'aller-retour depuis la Terre à chaque clic.

En effet, avec IPFS, les données sont identifiées par ce qu'elles sont plutôt que par l'endroit où elles se trouvent. Chaque élément de contenu possède un « identifiant de contenu » unique. Lorsque vous recherchez un élément de contenu, celui-ci est extrait de l'endroit le plus proche, plutôt que d'être extrait d'un serveur particulier situé à un endroit particulier. Cela signifie que si quelqu'un à proximité possède déjà ces données, elles n'ont qu'à parcourir une courte distance et peuvent vous parvenir rapidement au lieu de faire des allers-retours depuis la Terre à chaque clic.

Vérification des données : avec IPFS, chaque élément de contenu possède un identifiant unique appelé « ID de contenu ». Si un élément de contenu est modifié, son identifiant sera différent. Cela signifie qu'en utilisant IPFS, vous pouvez vérifier cryptographiquement que les données n'ont pas été modifiées. Cela est également utile pour authentifier les données provenant de l'espace. Par exemple, si un satellite prend des photos et les transmet au sol en utilisant IPFS, il est possible de prouver cryptographiquement que ces images n'ont pas été modifiées et qu'il s'agit bien des images originales prises par le satellite.

Résilience des données : l'une des difficultés du stockage des données dans l'espace est que les données peuvent facilement être corrompues par les radiations ou que le matériel de stockage peut être endommagé par des débris. Dans un modèle Internet centralisé, les données sont stockées à un endroit particulier sur un matériel particulier, et lorsque vous essayez de récupérer ces données, il n'y a qu'un seul endroit où vous pouvez les récupérer. En d'autres termes, imaginez que vous recommandiez un livre à un ami, mais que vous ne lui disiez pas le nom du livre - au lieu de cela, vous lui dites que le livre se trouve à la bibliothèque publique de New York, au troisième étage, sur la deuxième étagère en partant de la gauche, cinq livres plus loin.

C'est ainsi que fonctionne le modèle Internet centralisé d'aujourd'hui : vous recherchez un contenu à un endroit précis sur un serveur précis. Mais il est beaucoup plus logique de dire à votre ami le nom du livre et de le laisser le trouver à l'endroit le plus proche et le plus pratique. C'est ainsi que fonctionne le système IPFS. Avec IPFS, vous pouvez stocker plusieurs copies des données à différents endroits. Lorsque vous récupérez des données à l'aide d'IPFS, vous recherchez un identifiant de contenu particulier plutôt que des données à un emplacement particulier. Ce contenu sera récupéré à l'endroit le plus proche. Ainsi, s'il existe de nombreuses copies des données, il importe peu que certaines de ces copies aient été perdues ou corrompues (comme c'est souvent le cas lorsque les données sont stockées dans l'espace).


Des inquiétudes légitimes sont soulevées quant à la faisabilité pratique d'IPFS dans des missions spatiales. Les limitations de stockage sur des engins spatiaux, la nécessité de technologies robustes adaptées à l'environnement spatial, et la question de la réplication des données sur des ressources limitées sont des aspects importants à considérer.

La question centrale semble être de savoir si IPFS répond efficacement aux besoins spécifiques des missions spatiales, où la communication sur de longues distances et la résilience des systèmes sont cruciales. Certains analystes suggèrent que les avantages théoriques d'IPFS pourraient ne pas être aussi critiques dans des environnements où la priorité est la transmission rapide et fiable des données plutôt que la récupération décentralisée.

Sources : Filecoin Foundation (1, 2, 3)

Et vous ?

Quel est votre avis sur le sujet ?

Selon vous, comment IPFS peut-il s'adapter aux contraintes spécifiques de l'espace, telles que les limitations de stockage sur les engins spatiaux, les conditions environnementales extrêmes, et la nécessité d'une fiabilité accrue des technologies dans des environnements hostiles ?

Dans quelle mesure l'adressage par contenu offert par IPFS est-il réellement utile dans les missions spatiales, compte tenu de la nature spécifique de ces missions où la priorité est souvent la transmission rapide et fiable des données plutôt que la décentralisation ?

Comment IPFS gère-t-il la consommation de ressources, notamment la bande passante, dans des environnements où les ressources sont limitées et précieuses, et où la priorité est de maximiser l'efficacité énergétique des systèmes embarqués ?

Quel peut être le potentiel de retour sur investissement d'IPFS dans des missions spatiales, en tenant compte des coûts initiaux, des avantages potentiels et de la capacité d'IPFS à résoudre des problèmes spécifiques aux missions spatiales ?

Voir aussi :

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