Blocker Manufacturer Backend

폴더/파일 구조 및 역할 (2025.05.02 기준 최신)

Blocker_Manufacturer_Backend/
│
├── main.py                # 앱 실행 진입점
├── README.md              # 프로젝트 설명
│
├── api/                   # API 엔드포인트(Flask Blueprint)
│   └── routes.py
│
├── blockchain/            # 블록체인 연동 모듈
│   ├── contract.py
│   └── utils.py
│
├── crypto/                # 암호화 및 해시 관련 모듈
│   ├── cpabe/cpabe.py     # CP-ABE 암호화/복호화
│   ├── ecdsa/ecdsa.py     # ECDSA 서명/검증
│   ├── hash/hash.py       # SHA-3 등 해시 함수
│   ├── symmetric/symmetric.py # 대칭키 암호화/복호화
│   └── keys/              # 암호화/서명에 사용되는 키 파일
│       ├── ecdsa_private_key.pem
│       ├── ecdsa_public_key.pem
│       ├── master_key.bin
│       └── public_key.bin
│
├── ipfs/                  # IPFS 업로드 기능
│   └── upload.py
│
├── services/              # 비즈니스 로직(서비스 계층)
│   └── update_service.py
│
└── utils/                 # 공통 유틸리티
    └── logger.py

주요 변경점 및 설계 원칙

• api/routes.py: 모든 API 엔드포인트는 Flask Blueprint로 분리, 라우트 함수에서는 요청 파싱/응답만 담당
• services/update_service.py: 파일 암호화, IPFS 업로드, 블록체인 등록 등 비즈니스 로직을 서비스 계층으로 분리
• crypto/keys/: 키 파일을 암호화 관련 폴더 하위로 이동하여 보안성과 구조 명확성 강화
• backend 폴더 제거: 키 파일은 crypto/keys/로 이동하여 폴더 구조를 명확하게 정리
• crypto/: 암호화, 해시, 서명 등 모든 보안 관련 기능을 하위 폴더로 세분화
• utils/logger.py: 공통 로깅 함수 제공
• main.py: Flask 앱 실행 및 Blueprint 등록

개발/확장 가이드

• 라우트 함수 내부에 비즈니스 로직을 직접 작성하지 않고, 반드시 services/ 계층에 위임할 것
• 암호화/블록체인 등 각 기능별로 폴더를 분리하여 단일 책임 원칙을 지킬 것
• 키 파일 등은 crypto/keys/ 폴더에 보관하여 관리 용이성 및 보안성 확보

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이 구조는 유지보수, 확장성, 보안성, 협업에 최적화되어 있습니다. 각 폴더/파일별 상세 설명이나 예시가 필요하면 README에 추가해 주세요.

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📚 주요 파일별 상세 클래스/함수 설명 (2025.05.04 기준)

main.py

• Flask 앱 실행 및 Blueprint 등록.

api/routes.py

• Flask Blueprint(api_bp)로 API 엔드포인트 제공.
• upload_software_update(): /api/manufacturer/upload POST, 소프트웨어 업데이트 업로드 전체 파이프라인 호출.
• list_updates(): /api/manufacturer/updates GET, 등록된 업데이트 목록 조회.
• build_attribute_policy(policy_dict): 속성 정책 문자열 생성(내부 함수).

blockchain/contract.py

• BlockchainNotifier: 블록체인 스마트컨트랙트 연동 클래스.
  • __init__: provider, ABI, 계정정보 등 초기화.
  • register_update(uid, ipfs_hash, encrypted_key, hash_of_update, description, price, version, signature): 업데이트 등록 트랜잭션 생성/서명/전송.
  • get_all_updates(): 전체 업데이트 목록 조회.

crypto/cpabe/cpabe.py

• CPABETools: CP-ABE(속성기반 암호화) 관련 기능 제공.
  • __init__: PairingGroup, CPabe_BSW07 초기화.
  • setup(public_key_file, master_key_file): 공개키/마스터키 생성 및 파일 저장.
  • encrypt(message, policy, public_key_file): 정책 기반 암호화.
  • decrypt(encrypted_key_json, public_key, device_secret_key): 복호화.
  • generate_device_secret_key(public_key_file, master_key_file, attributes, device_secret_key_file): 속성 기반 디바이스 비밀키 생성 및 저장.
  • load_public_key(public_key_file): 공개키 파일 로드.
  • load_device_secret_key(device_secret_key_file): 디바이스 비밀키 파일 로드.
  • get_group(): pairing group 객체 반환.

crypto/ecdsa/ecdsa.py

• ECDSATools: ECDSA 서명/검증 및 키 관리.
  • generate_key_pair(private_key_path, public_key_path): 개인/공개키 생성 및 PEM 저장.
  • load_private_key(private_key_path), load_public_key(public_key_path): 키 파일 로드.
  • save_key(key, key_path): 키 파일 저장.
  • sign_message(message, private_key_path): 메시지 서명(Ethereum 포맷, 65바이트).
  • verify_signature(message, signature, public_key): 서명 검증.
  • serialize_message(message), deserialize_message(message_json): 메시지 직렬화/역직렬화.

crypto/hash/hash.py

• HashTools: 파일 해시 계산 도구.
  • calculate_file_hash(file_path, algorithm="sha256", chunk_size=8192): 다양한 알고리즘 지원 파일 해시.
  • sha3_hash_file(file_path, chunk_size=8192): SHA3-256 해시.

crypto/symmetric/symmetric.py

• SymmetricCrypto: 대칭키 암호화/복호화.
  • generate_key(group): GT 그룹 기반 AES 키 생성, (GT element, 32byte AES key) 반환.
  • encrypt_file(file_path, key): 파일을 AES CBC로 암호화, .enc 파일 생성.
  • decrypt_file(encrypted_file_path, key): 암호화된 파일 복호화.

ipfs/upload.py

• IPFSUploader: 파일을 IPFS에 업로드, DHT 등록, Pin 처리.
  • __init__(ipfs_api): IPFS 클라이언트 연결.
  • upload_file(file_path): 파일 업로드 및 CID 반환.

services/update_service.py

• UpdateService: 소프트웨어 업데이트 업로드 전체 파이프라인 담당(비즈니스 로직).
  • process_update_upload(file, version, description, price_eth, policy_dict, upload_folder, device_secret_key_folder, user_attributes, key_dir, cache_file=None): 파일 저장, 암호화, 해시, IPFS 업로드, CP-ABE 키 처리, ECDSA 서명, 블록체인 등록 등 전체 처리.
  • build_attribute_policy(policy_dict): 속성 정책 문자열 생성.

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🔐 암호화 키 정의

이 시스템은 CP-ABE (Ciphertext-Policy Attribute-Based Encryption) 와 AES-256 을 조합하여 안전한 파일 암호화를 수행합니다. 사용되는 주요 키는 다음과 같습니다:

1. kbj: 원본 대칭 키 (GT 그룹 요소)

• 정의: pairing 기반 GT(Group Target) 그룹에서 생성된 무작위 대칭키로, 보안 강화를 위해 CP-ABE 암호화 대상이 되는 원본 키입니다.
• 타입: pairing.Element (GT 그룹 원소)
• 용도:
  • AES 암호화에 직접 사용되지 않음
  • 대신, CP-ABE 정책에 따라 암호화되어 전송됨
• 보안:
  • 민감한 키이므로 반드시 CP-ABE로 암호화(encrypted_key)되어야 하며,
  • 접근 정책을 만족하는 사용자만 복호화할 수 있음

2. aes_key: 실제 AES-256 파일 암호화 키

• 정의: kbj를 직렬화한 후 SHA-256 해시를 통해 생성된 32바이트(AES-256) 대칭 키입니다.
• 파생 방식:

aes_key = sha256(objectToBytes(kbj, group)).digest()[:32]

• 용도:
  • 업로드된 소프트웨어 파일을 AES 방식으로 암호화/복호화
  • 복호화 시 반드시 동일한 kbj 복원 후 위 방식으로 aes_key 재생성 필요
• 보안:
  • 직접 저장되거나 전송되지 않음
  • 오직 kbj로부터 동적 생성됨

3. encrypted_key: CP-ABE로 암호화된 kbj

• 정의: CP-ABE 알고리즘에 의해 정책 기반으로 암호화된 kbj. 이 암호문을 통해 정책에 부합하는 사용자만 kbj를 복호화 가능
• 타입: JSON 직렬화 가능한 구조 (예: C_tilde, C, Cy, Cyp, policy, attributes)
• 예시:

{
  "C_tilde": "...",
  "C": "...",
  "Cy": { "K4": "...", "K5": "...", ... },
  "Cyp": { "K4": "...", "K5": "...", ... },
  "policy": "(K4 and K5) and (123456 or ATTR1)",
  "attributes": ["K4", "K5", "123456", "ATTR1"]
}

• 용도:
  • 정책 만족 시 kbj 복호화 → aes_key 재생성 가능
• 보안:
  • 접근 정책 불일치 시 복호화 실패 → aes_key 생성 불가

🔁 전체 키 생성 및 사용 흐름

    [ GT 그룹 무작위 생성 ]
              ↓
             kbj
     ┌────────┴────────┐
     ↓                 ↓
CP-ABE 암호화       SHA-256 해시
     ↓                 ↓
encrypted_key        aes_key
                       ↓
            [ AES-256로 파일 암호화 ]
                       ↓
       ┌──── 복호화 조건 만족 시 ───────┐
       ↓                            ↓
CP-ABE 복호화로 kbj 복원       복호화 실패 → 접근 불가
       ↓
SHA-256 해시로 aes_key 재생성
       ↓
[ AES-256로 파일 복호화 ]