การทอยลูกเต๋าช่วยเก็บคีย์บิตคอยน์ไว้แบบออฟไลน์ แต่ไม่ใช่ทุกคนที่จะยอมลำบากทำ

ทำไมการทอยลูกเต๋าจึงคาดเดาได้ยากมาก

Claude Shannon นักคณิตศาสตร์ผู้วางรากฐานทฤษฎีสารสนเทศ ใช้อินโทรปีเพื่อวัดว่าผลลัพธ์ไม่แน่นอนเพียงใด สำหรับลูกเต๋าหกหน้าที่ยุติธรรม แต่ละหน้ามีโอกาสออกเท่ากันคือหนึ่งในหก ทำให้การทอยแต่ละครั้งมีเอนโทรปีประมาณ 2.585 บิต การโยนเหรียญให้ 1 บิต ขณะที่ลูกเต๋าแปดหน้าให้ 3 บิต

เหตุการณ์สะเทือนขวัญ Coldcard ล่าสุด ทำให้การสร้างซีดด้วยลูกเต๋าถูกพูดถึงทั่วโซเชียลมีเดีย ผู้ใช้บางคนมองว่านี่เป็นสิ่งจำเป็น บางคนบอกว่ามันช่วยปกป้องเงินของตน ขณะที่ผู้ใช้งานมากประสบการณ์ชี้ว่า ผู้เริ่มต้นส่วนใหญ่จะไม่ยอมทนกับกระบวนการตั้งค่าที่ช้าและเสี่ยงผิดพลาด

ประเด็นสำคัญไม่ใช่ว่าลูกเต๋าที่กลิ้งมีพฤติกรรมสุ่มในระดับอะตอม เพราะมันไม่ได้สุ่มเช่นนั้น ผลลัพธ์ถูกกำหนดโดยฟิสิกส์ แต่มีตัวแปรเล็ก ๆ จำนวนมากเปลี่ยนพร้อมกันจนไม่มีใครคำนวณผลได้อย่างเชื่อถือ ลูกเต๋าออกจากมือด้วยความเร็ว มุม ความสูง และสปินบางค่า จากนั้นกระทบโต๊ะและเปลี่ยนทิศทางทุกครั้งที่เด้ง

ในทางปฏิบัติ แม้การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยตอนปล่อยก็ทำให้ผลออกมาแตกต่างไปอย่างสิ้นเชิงได้ ตำแหน่งนิ้วที่ต่างกันเล็กน้อยหรือการขว้างแรงขึ้นเพียงเสี้ยวหนึ่งเปลี่ยนเส้นทางมากพอจนไม่สามารถทำนายเลขสุดท้ายได้จากการมองการเคลื่อนไหว ผลลัพธ์อาจเป็นเชิงกำหนดได้ในทางทฤษฎี แต่สำหรับการสร้างกระเป๋าเงิน สิ่งสำคัญคือผู้โจมตีไม่สามารถทำซ้ำหรือคำนวณมันได้

เปลี่ยนผลทอยลูกเต๋าให้เป็นข้อมูลที่ใช้งานได้

คอมพิวเตอร์ไม่สามารถใช้รายการผลลูกเต๋าได้โดยตรง ต้องแปลงผลทอยเป็นข้อมูลไบนารีก่อน และวิธีแปลงมีความสำคัญ

วิธีพื้นฐานแบบคี่-คู่เข้าใจง่าย แต่ทิ้งเอนโทรปีที่มีอยู่จำนวนมาก ผลทอยแต่ละครั้งถูกลดเหลือเพียง 1 บิต ทั้งที่ลูกเต๋าให้ข้อมูลราว 2.6 บิต วิธีที่มีประสิทธิภาพกว่าจะรวบรวมผลทอยเป็นลำดับยาว ๆ แล้วประมวลผลทั้งสตริง โดยมากผ่านฟังก์ชันแฮชเชิงเข้ารหัส ซึ่งช่วยรักษาความสุ่มไว้ได้มากกว่า

หลักการเดียวกันนี้พบได้ใน Diceware ซึ่งเป็นวิธีสร้างวลีรหัสผ่านที่ปลอดภัยที่ใช้กันมานาน และในการสร้างกระเป๋าเงินบิตคอยน์แบบทำมือ วลีสำหรับกู้คืนกระเป๋าเงินแบบ 12 คำทั่วไปสร้างจากเอนโทรปี 128 บิต เมื่อคิดที่ราว 2.6 บิตต่อการทอยหนึ่งครั้ง การทอยอย่างยุติธรรมประมาณ 50 ครั้งให้ข้อมูลดิบเพียงพอที่จะข้ามเกณฑ์นั้น

Coinkite ผู้ผลิตฮาร์ดแวร์วอลเล็ต Coldcard แนะนำให้ทอย 99 ครั้งหรือมากกว่าสำหรับผู้ใช้ที่ต้องการเอนโทรปีใกล้ 256 บิต นั่นไม่ได้ทำให้กระเป๋าเงินใช้งานยากขึ้นเป็นสองเท่า แต่ทำให้ความลับที่สร้างขึ้นมีระยะกันชนด้านความปลอดภัยทางคณิตศาสตร์มากขึ้นอย่างมาก

การทดสอบจริงของซีดที่สร้างจากการทอยลูกเต๋า

ความแตกต่างนั้นมีความสำคัญหลังจากที่ Coinkite เปิดเผยปัญหาเฟิร์มแวร์ ที่ย้อนไปถึงปี 2021 บนอุปกรณ์ Coldcard บางเครื่อง ซอฟต์แวร์อาจข้ามเครื่องกำเนิดเลขสุ่มของฮาร์ดแวร์ภายใน และใช้กระบวนการที่อ่อนแอกว่าซึ่งเชื่อมโยงกับข้อมูลอุปกรณ์ที่ไม่เป็นความลับ

เพราะบางส่วนของกระบวนการนั้นสามารถสร้างกลับได้ ผู้โจมตีจึงสามารถจำกัดขอบเขตคีย์กระเป๋าเงินที่เป็นไปได้ แทนที่จะต้องค้นหาทั่วทั้งพื้นที่คีย์ ข้อบกพร่องนี้เชื่อมโยงกับการขโมยประมาณ 1,128.6633 BTC จากราว 1100 แอดเดรส ณ เวลา 13.00 น. ตามเวลาเขตตะวันออก

ซีดกระเป๋าเงินที่สร้างขึ้นทั้งหมดจากผลทอยลูกเต๋าอิสระจำนวนเพียงพอไม่ได้ถูกเปิดโปงผ่านเส้นทางเดียวกัน ผู้ใช้เหล่านั้นใส่เอนโทรปีของตนเอง ดังนั้นเครื่องกำเนิดสุ่มของฮาร์ดแวร์ที่มีปัญหาจึงไม่ใช่ผู้สร้างความลับหลักของกระเป๋าเงิน

อย่างไรก็ตาม การป้องกันนั้นใช้ได้เฉพาะกับซีดที่ผลิตจากลูกเต๋าเท่านั้น มันไม่ได้ปกป้องความลับอื่น ๆ ที่อุปกรณ์สร้างขึ้นโดยอัตโนมัติทั้งหมด

Wizard Sardine ตรวจดูรายละเอียดเล็ก ๆ น้อย ๆ

นักวิจัยด้านความปลอดภัย Kevin Loaec เผยแพร่การประเมินช่องโหว่ Coldcard บนเว็บไซต์ของ Wizard Sardine เมื่อวันที่ 1 ส.ค. ข้อสังเกตที่สำคัญที่สุดของเขาเกี่ยวกับฟีเจอร์ของ Coldcard ที่สร้างความลับของตนเองแยกจากซีดกระเป๋าเงินหลัก

“ผมเชื่อว่าสำคัญอย่างยิ่งที่จะต้องเน้นว่า แม้ผู้ใช้ที่นำเข้าหรือสร้างซีดด้วยลูกเต๋าก็ยังเสี่ยง หากใช้ฟีเจอร์ต่อไปนี้” Loaec เขียนบน X ก่อนนำเสนอแผนภาพของระบบที่ได้รับผลกระทบ

แผนภาพแสดงให้เห็นเครื่องกำเนิดเลขสุ่มที่มีข้อบกพร่องป้อนให้กับฟังก์ชันรองหลายอย่างของ Coldcard ซึ่งรวมถึงการสร้างกระเป๋าเงินกระดาษ การโคลนอุปกรณ์ การเข้ารหัสเซสชัน USB ฟีเจอร์โอนย้าย Secret Teleport การสร้างคีย์สำหรับร่วมลงนาม เครื่องสร้างรหัสผ่านในตัว และรหัสยืนยันตัวตนของโมดูลความปลอดภัยฮาร์ดแวร์

กระเป๋าเงินหลักที่สร้างด้วยการทอยลูกเต๋า 99 ครั้งยังคงอยู่ในส่วนหนึ่งของระบบที่แยกออกมา ปัญหาคือเครื่องมืออื่น ๆ ยังสามารถขอความสุ่มใหม่จากเครื่องกำเนิดที่มีข้อบกพร่องได้ ผลคือ ซีดที่ปลอดภัยไม่ได้รับประกันว่ารหัสผ่าน แบ็กอัป รหัสยืนยันตัวตน หรือคีย์รองที่สร้างบนอุปกรณ์เดียวกันจะปลอดภัยเท่า ๆ กัน

ทำไมผู้ใช้ใหม่ส่วนใหญ่จะไม่ทอยลูกเต๋า

เอนโทรปีจากการทอยลูกเต๋าถูกต้องทางเทคนิค หากทำอย่างถูกวิธี แต่ไม่ใช่ค่าเริ่มต้นที่สมจริงสำหรับผู้ใช้ใหม่ส่วนใหญ่ การทอย 50 หรือ 99 ครั้ง ป้อนผลทุกครั้งให้ถูกต้อง และตรวจยืนยันว่าไม่มีผลทอยไหนถูกข้ามหรือซ้ำ ต้องใช้ความอดทนและสมาธิอย่างมาก พิมพ์ผิดเพียงตัวเดียวก็ทำให้กระเป๋าเงินสุดท้ายเปลี่ยนไปทั้งหมด และอุปกรณ์ส่วนใหญ่ไม่สามารถบอกได้ว่าความผิดพลาดมาจากการทอยไม่ดี การป้อนผิด หรือความเข้าใจคำแนะนำผิด

กระบวนการนี้ยังเพิ่มความเสี่ยงที่ไม่มีในกรณีเครื่องกำเนิดฮาร์ดแวร์ที่ทำงานปกติ ผู้ใช้อาจจดผลทอยบนกระดาษ ถ่ายรูปมัน ป้อนลงเครื่องมือออนไลน์ หรือทิ้งรายการไว้ที่ที่คนอื่นหาเจอ บางคนทอยแบบซ้ำ ๆ หรือควบคุมท่าทาง ใช้ลูกเต๋าถ่วงน้ำหนักหรือชำรุด หรือหยุดก่อนเพราะรู้สึกว่ามากเกินไป คณิตศาสตร์อาจแข็งแรง แต่ผลลัพธ์จะปลอดภัยได้เท่ากับขั้นตอนของผู้ใช้เท่านั้น

นี่คือเหตุผลว่าทำไมการทอยลูกเต๋าจึงไม่ได้ถูกมองว่าเป็นวิธีที่ดีที่สุดเสมอไปสำหรับหลายคน แม้ในหมู่ผู้ใช้บิตคอยน์ที่มีประสบการณ์ มันแทนที่ความไว้วางใจในอุปกรณ์ด้วยความไว้วางใจในกระบวนการแบบทำมือ สำหรับผู้ใช้ที่รอบคอบทางเทคนิค เข้าใจเอนโทรปี ตรวจสอบวิธีการ และเก็บลำดับผลทอยเป็นความลับ การแลกเปลี่ยนนี้อาจสมเหตุสมผล แต่สำหรับผู้ซื้อทั่วไปที่ตั้งค่ากระเป๋าเงินครั้งแรก มันเพิ่มโอกาสหลายจุดที่จะทำผิดพลาดแบบถาวร และยัง เป็นกระบวนการที่น่ารำคาญไปพร้อมกัน อีกด้วย

ยังยากที่จะจินตนาการว่าการยอมรับบิตคอยน์ในวงกว้างจะพึ่งพาคนที่นั่งที่โต๊ะและบันทึกผลทอยลูกเต๋า 99 ครั้งก่อนจึงจะรับเงินได้และทำได้อย่างปลอดภัย แนวปฏิบัติด้านความปลอดภัยต้องอยู่รอดได้ในบ้านจริง ตารางชีวิตที่ยุ่ง สิ่งรบกวน และผู้ใช้ที่ไม่อยากศึกษาคริปโตกราฟี เอนโทรปีแบบทำมือควรยังคงมีไว้เป็นตัวเลือกขั้นสูง แต่เป้าหมายระยะยาวคือฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ที่สร้างความสุ่มที่แข็งแรงได้อย่างถูกต้อง อธิบายสิ่งที่เกิดขึ้นอย่างชัดเจน และต้องใช้ความรู้เฉพาะทางให้น้อยที่สุดเท่าที่จะทำได้

เจ้าของ Coldcard ควรตรวจสอบอะไร

เจ้าของอุปกรณ์ Coldcard ที่ได้รับผลกระทบควรตรวจสอบเวอร์ชันเฟิร์มแวร์ที่ติดตั้งบนอุปกรณ์ก่อน จากนั้นควรทบทวนว่าระหว่างใช้เฟิร์มแวร์รุ่นเก่าตนได้ใช้ฟีเจอร์ใดบ้าง แทนที่จะโฟกัสแค่ว่าซีดหลักของกระเป๋าเงินถูกสร้างอย่างไร

ผู้ใดก็ตามที่ใช้อุปกรณ์ที่ได้รับผลกระทบเพื่อสร้างกระเป๋าเงินกระดาษ ความลับสำหรับการโคลน รหัสผ่าน คีย์ร่วมลงนาม หรือรหัสยืนยันตัวตนอาจจำเป็นต้องเปลี่ยนสิ่งเหล่านั้นทันที การติดตั้งอัปเดตช่วยป้องกันไม่ให้ปัญหาเดียวกันกระทบความลับใหม่ ๆ แต่ไม่ได้ซ่อมแซมสิ่งใดที่สร้างไปแล้วก่อนหน้านี้

เหตุการณ์นี้ยังทำให้การตั้งค่ากระเป๋าเงินแบบหลายผู้ผลิตมีเหตุผลเชิงปฏิบัติที่แข็งแรงขึ้น ใน การจัดแบบหลายลายเซ็น อาจกำหนดให้ต้องใช้อุปกรณ์ฮาร์ดแวร์แยกกันจากผู้ผลิตต่างรายเพื่ออนุมัติธุรกรรม โครงสร้างนั้นไม่ได้ทำให้บั๊กเฟิร์มแวร์เป็นไปไม่ได้ แต่สามารถป้องกันไม่ให้เครื่องกำเนิดเลขสุ่มที่บกพร่องเพียงตัวเดียวเปิดโปงทั้งกระเป๋าเงินได้ด้วยตัวมันเอง