Het ontwikkelen van een Solidity slim contract voor gedecentraliseerde bestandsopslag vereist aandacht voor gegevensintegriteit, beveiliging en kostenoptimalisatie. Hieronder worden de belangrijkste aspecten en aanpakken beschreven: 1. Gebruikersregistratie en Toegangscontrole - Registratie: Maak een mapping (bijvoorbeeld `mapping(address => User)`) om gebruikers te registreren en hun metadata op te slaan. - Toegangscontrole: Gebruik `owner` of `role-based` mechanismen (bijvoorbeeld via OpenZeppelin’s AccessControl) om beheerdersrechten te beheren. - Bestandsbeheer: Elke gebruiker kan een lijst van hun bestanden bijhouden, gekoppeld aan unieke identifiers. 2. Bestandsversleuteling en Veiligheid - Off-chain Versleuteling: Laat gebruikers hun bestanden vóór uploaden versleutelen (bijvoorbeeld met AES), omdat blockchain niet geschikt is voor grote data. - Off-chain Opslag: Sla de versleutelde bestanden op een gedecentraliseerd platform zoals IPFS. Het slimme contract slaat alleen de metadata en hash- of verwijzingsgegevens op. - Verificatie: Sla de hash van het bestand op het contract om gegevensintegriteit te waarborgen. Bij ophalen kan de gebruiker de hash controleren. 3. Gegevensintegriteit en Beveiliging - Hashing: Bij upload wordt de hash van het bestand opgeslagen. Bij download wordt de hash gecontroleerd om te bevestigen dat het bestand niet is gewijzigd. - Toegangscontrole: Beperk toegang tot metadata en bestandsverwijzingen tot geautoriseerde gebruikers door gebruik van toegangscontrolelijsten (ACLs) in het contract. - Authentificatie: Verifieer gebruikers via hun Ethereum-adres en gebruik functies met `onlyOwner` of aangepaste modifiers. 4. Kostenoptimalisatie - Minimaliseer opslag op-chain: sla alleen essentiële metadata en hashes op. Grote bestanden blijven off-chain. - Gebruik efficiënte gegevensstructuren: bijvoorbeeld `mapping` in plaats van arrays voor snelle toegang. - Batch operaties: bied functies voor batch uploads of downloads om gaskosten te reduceren. - Off-chain verificaties: verwerk zoveel mogelijk buiten de chain. 5. Veilige Ophaling via Unieke Retrieval Key - Unieke Retrieval Key: genereer een cryptografische sleutel (bijvoorbeeld een UUID of een door de gebruiker gegenereerde sleutel) die gekoppeld wordt aan het bestand. - Toegang via Key: bij upload wordt de retrieval key gekoppeld aan de bestandsmetadata in het contract. - Gebruiker kan de retrieval key delen met anderen. Bij ophalen dient de gebruiker de key te verstrekken. - Bij ophalen: het contract verifieert dat de verstrekte key overeenkomt met de opgeslagen metadata. Vervolgens ontvangt de gebruiker de verwijzing (bijv. IPFS-hash) voor het bestand. - Beveiliging: door de sleutel niet op de chain te bewaren, maar alleen door de gebruiker te beheren, blijft het bestand veilig en alleen toegankelijk voor degenen met de juiste key. Samenvatting - Gebruik off-chain opslag voor grote bestanden, met on-chain opslag van hashes en metadata. - Implementeer strikte toegangscontrole en hashing om integriteit te waarborgen. - Beperk on-chain opslag en optimaliseer voor gasbesparing. - Gebruik een unieke retrieval key voor veilige en gemakkelijke toegang. Door deze aanpak te volgen, ontstaat een veilig, efficiënt en schaalbaar gedecentraliseerd bestandsopslagsysteem dat gebruikers controle geeft over hun bestanden en de integriteit ervan waarborgt.

Hier is een gedetailleerd ontwerp voor een gedecentraliseerd bestandsopslagcontract in Solidity met aandacht voor beveiliging, gasoptimalisatie en de gevraagde functionaliteiten: ## Basis Contractstructuur ```solidity // SPDX-License-Identifier: MIT pragma solidity ^0.8.19; contract DecentralizedFileStorage { struct User { bool registered; uint256 fileCount; mapping(uint256 => File) files; } struct File { string encryptedCID; // Versleutelde IPFS Content Identifier string encryptedKey; // Versleutelde symmetrische sleutel address owner; uint256 uploadTime; bytes32 accessHash; } mapping(address => User) private users; mapping(bytes32 => uint256) private fileAccess; // retrievalKey => fileId event UserRegistered(address indexed user); event FileUploaded(address indexed user, uint256 indexed fileId, string cid); event FileAccessed(address indexed user, uint256 indexed fileId); // Gebruikersregistratie function registerUser() external { require(!users[msg.sender].registered, "Gebruiker al geregistreerd"); users[msg.sender].registered = true; emit UserRegistered(msg.sender); } // Bestandsupload met versleuteling function uploadFile( string calldata encryptedCID, string calldata encryptedKey, bytes32 retrievalKey ) external returns (uint256) { require(users[msg.sender].registered, "Niet geregistreerd"); User storage user = users[msg.sender]; uint256 fileId = user.fileCount; user.files[fileId] = File({ encryptedCID: encryptedCID, encryptedKey: encryptedKey, owner: msg.sender, uploadTime: block.timestamp, accessHash: keccak256(abi.encodePacked(retrievalKey, msg.sender, fileId)) }); fileAccess[keccak256(abi.encodePacked(retrievalKey))] = fileId; user.fileCount++; emit FileUploaded(msg.sender, fileId, encryptedCID); return fileId; } // Bestand ophalen met retrieval key function retrieveFile(bytes32 retrievalKey) external view returns ( string memory encryptedCID, string memory encryptedKey ) { uint256 fileId = fileAccess[keccak256(abi.encodePacked(retrievalKey))]; require(fileId != 0 || fileAccess[keccak256(abi.encodePacked(retrievalKey))] == 0, "Bestand niet gevonden"); File storage file = users[msg.sender].files[fileId]; require( file.accessHash == keccak256(abi.encodePacked(retrievalKey, msg.sender, fileId)), "Ongeldige toegangssleutel" ); emit FileAccessed(msg.sender, fileId); return (file.encryptedCID, file.encryptedKey); } // Toegangscontrole functies function revokeAccess(uint256 fileId) external { File storage file = users[msg.sender].files[fileId]; require(file.owner == msg.sender, "Geen toestemming"); file.accessHash = bytes32(0); // Toegang intrekken } } ``` ## Beveiligingsmaatregelen ### 1. **Gegevensintegriteit** - **Hash-verificatie**: Elk bestand heeft een `accessHash` die combinaties van retrieval key, eigenaar en fileId verifieert - **Immutabele records**: Eenmaal geüploade bestanden kunnen niet worden gewijzigd - **Eigenaarsverificatie**: Alleen de eigenaar kan toegang intrekken ### 2. **Versleuteling Architectuur** ```javascript // Off-chain versleuteling (aanbevolen approach) // 1. Genereer symmetrische sleutel voor bestandsversleuteling // 2. Versleutel bestand met AES-256-GCM // 3. Versleutel symmetrische sleutel met publieke sleutel van gebruiker // 4. Upload versleutelde data naar IPFS/Filecoin // 5. Sla versleutelde CID en versleutelde sleutel op in smart contract ``` ### 3. **Gas Optimalisatie** - **calldata gebruik**: Parameters als `calldata` voor leesoperaties - **Efficiente storage**: Mapping-based lookup voor snelle toegang - **Event logging**: Gebruik events voor goedkope off-chain logging - **Batch operaties**: Vermijd meerdere transacties waar mogelijk ## Veilige Bestand Retrieval Flow ### Stap 1: Generatie Retrieval Key ```javascript // Off-chain: genereer sterke retrieval key const retrievalKey = ethers.utils.keccak256( ethers.utils.toUtf8Bytes(Math.random().toString() + Date.now().toString()) ); ``` ### Stap 2: Bestand Ophalen ```solidity // Gebruik de retrievalKey om versleutelde gegevens op te halen function retrieveFile(bytes32 retrievalKey) external view returns ( string memory encryptedCID, string memory encryptedKey ); ``` ### Stap 3: Off-chain Decryptie ```javascript // 1. Haal versleutelde CID en versleutelde sleutel op van blockchain // 2. Decrypteer symmetrische sleutel met private key van gebruiker // 3. Download versleutelde data van IPFS // 4. Decrypteer bestand met symmetrische sleutel ``` ## Aanvullende Beveiligingsaanbevelingen 1. **Toegangsbeheer**: - Implementeer rolgebaseerde toegang - Tijdsgebonden toegangstokens - Multi-signature voor kritieke operaties 2. **Data Privacy**: - Zero-knowledge proofs voor privacy-preserving verificatie - Sharding van gevoelige data over multiple storage providers 3. **Gas Optimalisatie Tips**: - Gebruik SSTORE2/SLOAD2 voor grote data - Implementeer EIP-2929 compliant code - Vermijd onnodige storage writes 4. **Off-chain Componenten**: - IPFS/Filecoin voor gedecentraliseerde opslag - The Graph voor geïndexeerde querying - Lit Protocol voor encryptie management Dit ontwerp biedt een veilige foundation terwijl gas kosten geminimaliseerd worden door efficiente storage patterns en off-chain encryptie processing.