파이썬과 블록체인을 활용한 암호화된 분산 파일 시스템 구현하기

17 Oct 2023

python

소개

암호화된 분산 파일 시스템은 데이터를 안전하게 저장하고 공유하기 위해 사용되는 기술입니다. 이 시스템은 파일을 작은 조각으로 나누어 여러 컴퓨터에 저장하고, 블록체인을 사용하여 파일 조각들의 무결성을 검증합니다.

이번 튜토리얼에서는 파이썬과 블록체인을 활용하여 암호화된 분산 파일 시스템을 구현하는 방법을 알아보겠습니다.

필요한 도구

이 튜토리얼을 진행하기 위해 다음과 같은 도구가 필요합니다:

Python 3
Flask (웹 프레임워크)
PyCryptodome (암호화 라이브러리)
web3.py (이더리움 블록체인 라이브러리)

# 예시 코드

import os
from flask import Flask, request
from Crypto.Cipher import AES
from Crypto.Random import get_random_bytes
from web3 import Web3

app = Flask(__name__)
contract_address = "0x1234567890"  # 스마트 컨트랙트 주소

# 파일 조각을 암호화하여 블록체인에 저장하는 함수
def store_file_chunk(chunk):
    encrypted_chunk = encrypt_chunk(chunk)
    blockchain_contract.storeChunk(encrypted_chunk)  # 블록체인에 저장

# 파일 조각을 복호화하여 열기 위한 함수
def decrypt_file_chunk(encrypted_chunk):
    decrypted_chunk = decrypt_chunk(encrypted_chunk)
    return decrypted_chunk

# 블록체인에서 파일 조각을 검증하는 함수
def verify_file_chunk(encrypted_chunk):
    return blockchain_contract.verifyChunk(encrypted_chunk)

# 파일 조각을 암호화하는 함수
def encrypt_chunk(chunk):
    key = get_random_bytes(16)  # 랜덤한 암호화 키 생성
    cipher = AES.new(key, AES.MODE_EAX)
    nonce = cipher.nonce
    ciphertext, tag = cipher.encrypt_and_digest(chunk)
    encrypted_chunk = cipher.iv + tag + ciphertext
    return encrypted_chunk

# 파일 조각을 복호화하는 함수
def decrypt_chunk(encrypted_chunk):
    key = encrypted_chunk[:16]  # 암호화 키 추출
    iv = encrypted_chunk[16:32]  # 초기화 벡터 추출
    tag = encrypted_chunk[32:48]  # 태그 추출
    ciphertext = encrypted_chunk[48:]  # 암호문 추출
    cipher = AES.new(key, AES.MODE_EAX, iv)
    decrypted_chunk = cipher.decrypt_and_verify(ciphertext, tag)
    return decrypted_chunk

@app.route('/store', methods=['POST'])
def store_chunk():
    chunk = request.data
    store_file_chunk(chunk)
    return 'Chunk stored successfully'

@app.route('/retrieve', methods=['POST'])
def retrieve_chunk():
    chunk = request.data
    decrypted_chunk = decrypt_file_chunk(chunk)
    return decrypted_chunk

if __name__ == '__main__':
    app.run()

구현 과정

필요한 라이브러리를 설치합니다. 다음 명령을 사용하여 Flask, PyCryptodome 및 web3.py를 설치할 수 있습니다:

pip install Flask pycryptodome web3

스마트 컨트랙트를 작성하고 배치합니다. 컨트랙트는 파일 조각을 저장하고 검증하기 위한 기능을 제공해야 합니다.
Flask를 사용하여 웹 서버를 구현합니다. ‘/store’ 엔드포인트를 통해 파일 조각을 암호화하고 블록체인에 저장하고, ‘/retrieve’ 엔드포인트를 통해 파일 조각을 검증하고 복호화합니다.
클라이언트 애플리케이션을 작성하여 파일을 분할하고 서버에 전송합니다. 필요한 경우 파일 조각을 암호화할 수도 있습니다.

결론

이제 파이썬과 블록체인을 활용하여 암호화된 분산 파일 시스템을 구현하는 방법에 대해 알아보았습니다. 이 시스템은 데이터의 안전한 저장과 공유를 보장하기 위해 사용될 수 있습니다. 더 많은 세부 구현은 복잡할 수 있지만, 이 예시 코드를 시작점으로 확장할 수 있습니다.

#python #블록체인