Lemparan Dadu Menjaga Kunci Bitcoin Tetap Offline, tetapi Tidak Semua Orang Akan Melakukannya

Mengapa Hasil Lemparan Dadu Sangat Sulit Diprediksi

Claude Shannon, ahli matematika yang mendirikan teori informasi, menggunakan entropi untuk mengukur seberapa tidak pasti suatu hasil. Dengan dadu enam sisi yang adil, setiap sisi memiliki peluang yang sama, yaitu satu dari enam, untuk muncul. Hal itu memberikan entropi sekitar 2,585 bit pada setiap lemparan. Lemparan koin menghasilkan 1 bit, sedangkan dadu delapan sisi menghasilkan 3 bit.

Kontroversi Coldcard baru-baru ini telah mendorong penggunaan pembangkitan seed berbasis dadu di media sosial. Beberapa pengguna kini menganggapnya sebagai hal yang esensial, yang lain mengatakan hal itu melindungi dana mereka, sementara operator berpengalaman menyoroti bahwa sebagian besar pemula tidak akan tahan dengan proses pengaturan yang lambat dan rentan kesalahan.

Hal yang penting bukanlah bahwa dadu yang dilempar berperilaku acak pada tingkat atom. Faktanya tidak demikian. Hasilnya diatur oleh hukum fisika, tetapi terlalu banyak variabel kecil yang berubah secara bersamaan sehingga tidak ada yang dapat menghitung hasilnya dengan andal. Dadu meninggalkan tangan dengan kecepatan, sudut, ketinggian, dan putaran tertentu, lalu menghantam meja dan mengubah arah setiap kali memantul.

Dalam praktiknya, bahkan perubahan sekecil apa pun saat melepaskannya dapat menghasilkan hasil yang sama sekali berbeda. Posisi jari yang sedikit berbeda atau lemparan yang sedikit lebih keras mengubah lintasan cukup signifikan sehingga angka akhirnya tidak dapat diprediksi hanya dengan mengamati gerakannya. Hasilnya mungkin deterministik secara teori, tetapi untuk pembuatan dompet, yang penting adalah penyerang tidak dapat mereproduksi atau menghitungnya.

Mengubah Hasil Lemparan Dadu Menjadi Data yang Dapat Digunakan

Komputer tidak dapat menggunakan daftar hasil lemparan dadu secara langsung. Hasil lemparan tersebut harus terlebih dahulu dikonversi menjadi data biner, dan metode konversi tersebut sangat penting.

Metode ganjil-genap dasar memang mudah dipahami, tetapi metode ini menyia-nyiakan sebagian besar entropi yang tersedia. Setiap lemparan direduksi menjadi satu bit saja, meskipun dadu tersebut menghasilkan sekitar 2,6 bit informasi. Metode yang lebih efisien mengumpulkan urutan lemparan yang panjang dan memproses seluruh rangkaian tersebut, biasanya melalui fungsi hash kriptografi. Hal ini mempertahankan keacakan yang jauh lebih banyak.

Prinsip yang sama muncul dalam Diceware, sebuah metode yang telah lama digunakan untuk membuat frasa sandi yang aman, dan dalam pembuatan dompet Bitcoin secara manual. Frasa pemulihan dompet yang biasanya terdiri dari 12 kata dibangun dari 128 bit entropi. Dengan perkiraan 2,6 bit per lemparan, sekitar 50 lemparan yang adil memberikan informasi mentah yang cukup untuk melampaui ambang batas tersebut.

Coinkite, pembuat dompet perangkat keras Coldcard, merekomendasikan 99 lemparan atau lebih bagi pengguna yang menginginkan entropi mendekati 256 bit. Hal ini tidak membuat dompet tersebut dua kali lebih sulit digunakan, tetapi memberikan margin keamanan matematis yang jauh lebih besar pada rahasia yang dihasilkan.

Uji Coba di Dunia Nyata terhadap Benih yang Dihasilkan dari Dadu

Perbedaan tersebut menjadi penting setelah Coinkite mengungkap masalah firmware yang bermula pada tahun 2021. Pada beberapa perangkat Coldcard, perangkat lunak dapat melewati generator bilangan acak internal dan malah menggunakan proses yang lebih lemah yang terkait dengan informasi perangkat yang tidak rahasia.

Karena sebagian dari proses tersebut dapat direkonstruksi, penyerang mampu mempersempit kemungkinan kunci dompet daripada harus menelusuri seluruh ruang kunci. Celah tersebut dikaitkan dengan pencurian sekitar 1.128,6633 BTC dari sekitar 1.100 alamat, per pukul 13.00 waktu Timur.

Benih dompet yang dibuat sepenuhnya dari lemparan dadu independen dalam jumlah yang memadai tidak terpapar melalui jalur yang sama. Para pengguna tersebut telah menyediakan entropi mereka sendiri, sehingga generator perangkat keras yang bermasalah tersebut tidak bertanggung jawab atas pembuatan rahasia dompet utama.

Namun, perlindungan tersebut hanya berlaku untuk benih yang dihasilkan dari dadu. Perlindungan tersebut tidak secara otomatis melindungi setiap rahasia lain yang dihasilkan oleh perangkat tersebut.

Wizard Sardine Menelaah Ketentuan Kecilnya

Peneliti keamanan Kevin Loaec menerbitkan penilaian mengenai eksploitasi Coldcard di situs web Wizard Sardine pada 1 Agustus. Pengamatannya yang paling penting berkaitan dengan fitur-fitur Coldcard yang menghasilkan rahasia mereka sendiri secara terpisah dari benih dompet utama.

“Saya yakin sangat penting untuk menekankan bahwa bahkan pengguna yang mengimpor atau menghasilkan seed dengan dadu tetap rentan, jika mereka menggunakan fitur-fitur berikut,” tulis Loaec di X, sebelum memaparkan diagram sistem yang terpengaruh.

Diagram tersebut menunjukkan generator angka acak yang bermasalah yang menyuplai beberapa fungsi sekunder Coldcard. Fungsi-fungsi tersebut meliputi pembuatan dompet kertas, kloning perangkat, enkripsi sesi USB, fitur transfer Secret Teleport, pembuatan kunci penandatanganan bersama, generator kata sandi bawaan, dan kode otentikasi modul keamanan perangkat keras.

Dompet utama yang dibuat dengan 99 lemparan dadu tetap berada di bagian terpisah dari sistem. Masalahnya adalah bahwa alat-alat lain masih dapat meminta angka acak baru dari generator yang bermasalah tersebut. Akibatnya, seed yang aman tidak menjamin bahwa setiap kata sandi, cadangan, kode otentikasi, atau kunci sekunder yang dibuat pada perangkat yang sama memiliki tingkat keamanan yang sama.

Mengapa Sebagian Besar Pengguna Baru Tidak Akan Melempar Dadu

Entropi yang dihasilkan dadu secara teknis valid jika dilakukan dengan benar, tetapi ini bukanlah pengaturan default yang realistis bagi sebagian besar pengguna baru. Melempar dadu sebanyak 50 atau 99 kali, memasukkan setiap hasil dengan akurat, dan memastikan tidak ada lemparan yang terlewat atau terduplikasi membutuhkan kesabaran dan konsentrasi yang tinggi. Satu angka yang salah diketik saja dapat mengubah dompet akhir secara total, dan sebagian besar perangkat tidak dapat membedakan apakah kesalahan tersebut berasal dari lemparan yang buruk, kesalahan pengetikan, atau kesalahpahaman terhadap petunjuk.

Proses ini juga menimbulkan risiko yang tidak ada pada generator perangkat keras yang berfungsi dengan baik. Pengguna mungkin menulis hasil lemparan dadu di atas kertas, memotretnya, memasukkannya ke dalam alat daring, atau meninggalkan daftar tersebut di tempat yang dapat ditemukan orang lain. Beberapa orang melempar dadu secara berulang atau terkontrol, menggunakan dadu yang dimanipulasi atau rusak, atau berhenti lebih awal karena prosesnya terasa berlebihan. Meskipun matematikanya kuat, keamanannya hanya sebatas prosedur yang dilakukan pengguna.

Itulah mengapa melempar dadu tidak selalu dianggap sebagai metode terbaik bagi banyak orang, bahkan di kalangan pengguna Bitcoin yang berpengalaman. Metode ini menggantikan kepercayaan pada perangkat dengan kepercayaan pada proses manual. Bagi pengguna yang teliti secara teknis, memahami entropi, memverifikasi metode tersebut, dan menjaga kerahasiaan urutan lemparan, pertukaran tersebut mungkin masuk akal. Bagi pembeli rata-rata yang baru pertama kali menyiapkan dompet, hal ini menambah beberapa peluang untuk melakukan kesalahan permanen, sekaligus menjadi proses yang menjengkelkan.

Juga sulit membayangkan adopsi Bitcoin secara luas bergantung pada orang-orang yang duduk di meja dan mencatat hasil lemparan 99 dadu sebelum mereka dapat menerima dana dan melakukannya dengan aman. Praktik keamanan harus mampu bertahan di lingkungan rumah tangga nyata, jadwal yang padat, gangguan, dan pengguna yang tidak ingin mempelajari kriptografi. Entropi manual harus tetap tersedia sebagai opsi lanjutan, tetapi tujuan jangka panjangnya adalah perangkat keras dan perangkat lunak yang menghasilkan keacakan yang kuat dengan benar, menjelaskan apa yang terjadi dengan jelas, dan membutuhkan pengetahuan khusus sesedikit mungkin.

Apa yang Harus Diperiksa oleh Pemilik Coldcard

Pemilik perangkat Coldcard yang terkena dampak sebaiknya terlebih dahulu memverifikasi versi firmware yang terpasang pada perangkat. Mereka kemudian harus meninjau fitur-fitur apa saja yang mereka gunakan saat menjalankan firmware versi lama, alih-alih hanya berfokus pada bagaimana benih dompet utama dihasilkan.

Siapa pun yang menggunakan perangkat yang terpengaruh untuk menghasilkan dompet kertas, kloning rahasia, kata sandi, kunci penandatanganan bersama, atau kode otentikasi mungkin perlu segera mengganti materi tersebut. Menginstal pembaruan mencegah masalah yang sama memengaruhi rahasia baru, tetapi tidak memperbaiki apa pun yang telah dibuat sebelumnya.

Insiden ini juga memperkuat argumen praktis untuk konfigurasi dompet multi-vendor. Dalam pengaturan multi-tanda tangan, perangkat keras terpisah dari produsen yang berbeda mungkin diperlukan untuk menyetujui suatu transaksi. Struktur tersebut tidak membuat bug firmware menjadi mustahil, tetapi dapat mencegah generator angka acak yang rusak sendirian membahayakan seluruh dompet.