키헌터 작성 

공명 도둑 공격

“공명 도둑 공격”에서 공격자는 결정론적 생성기에서 반복되는 “공명”을 포착하여 동일한 비밀 시퀀스를 반복적으로 추출합니다. 마치 음향 도둑처럼, 공격자는 키 소스의 진동을 포착하여 암호화된 데이터를 투명하고 일관된 멜로디로 변환합니다. 이 취약점은 키가 미리 정해진 궤적을 따를 때 나타나며, 공격자는 생성기의 예측 가능성을 악용하여 모든 안전한 교환이나 난독화 작업을 복제할 수 있습니다.

취약한 난수 생성기에 대한 공격은 암호화폐 시스템에 가장 널리 퍼져 있고 파괴적인 위협 중 하나입니다. 이 취약점은  취약한 난수 공격(Weak Random Number Attack) 으로 분류되며  , 시급한 수정, 암호학적으로 강력한 생성기 구현, 라이브러리 및 프로토콜에 대한 정기적인 감사, 생성된 키에 대한 다단계 검증이 필요합니다.  infosecinstitute+3

잘못된 난수 생성은 심각한 암호화 오류의 가장 흔한 원인 중 하나입니다. 엄격한 키 생성 방식, 최신 보안 표준 준수, 그리고 구현된 프로토콜에 대한 지속적인 감사만이 레조넌스 시프 공격 및 유사한 위협으로부터 효과적으로 보호할 수 있습니다.  authgear+3

비트코인 프로토콜에서 개인 키와 논스를 생성하는 데 사용되는 예측 가능한 난수 생성기와 관련된 심각한 취약점은 암호화폐 보안에 가장 파괴적인 위협 중 하나입니다. “취약한 난수 공격”을 통해 공격자는 개인 키를 복구하고 무단 거래를 수행할 수 있으며, 이는 지갑의 완전한 손상과 수백만 달러의 손실로 이어질 수 있습니다. 이는 실제 사례인 폴리논스(Polynonce)와 랜드스톰(Randstorm)에서 입증되었습니다.  sciencedirect+4

비트코인의 신뢰성과 복원력은 암호학적 키의 강도에 기반합니다. 난수 생성 오류로 인해 이 강도가 약해지면 전체 시스템이 심각하게 손상될 수 있습니다. 취약한 의사난수 생성기(PRNG)는 사용자를 보호하지 못하게 하여 암호화폐의 근본적인 가치 보장과 개인정보 보호를 무너뜨립니다  .

비트코인 키 생성의 심각한 취약점: 의사난수 생성기(PRNG)의 예측 가능성 및 암호화폐 개인 키에 대한 대규모 공격

비트코인 키 생성 시스템의 심각한 취약점: 공격에 미치는 영향 및 과학적 분류

비트코인의 암호학적 강도는 개인 키, 서명 생성 및 프로토콜 데이터 난독화에 사용되는 난수 생성기의 품질에 직접적으로 좌우됩니다. 가장 위험한 취약점 중 하나는  예측 가능하거나 결정론적인 난수 생성기(PRNG) 를 사용하는 것인데  , 이는 개인 키 유출, 대규모 지갑 해킹, 사용자 자금 손실로 이어질 수 있습니다.  keyhunters+2

취약성 발생 메커니즘

취약점은 다음과 같이 발생합니다.

• 소스 코드는 결정론적 매개변수(예:  FastRandomContext(fDeterministic=true))를 사용하는 난수 생성기를 사용하거나 약한 엔트로피 소스(시드)를 사용합니다.
• 생성된 개인 키, 논스(ECDSA 등에서 서명에 사용되는 일회용 번호), 그리고 난독화 키는  공격자가 생성 알고리즘이나  muni+1  매개변수를 알고 있으면 완전히 예측 가능해집니다.
• 결과적으로 이러한 키를 기반으로 하는 모든 작업은 암호화 보호를 잃게 되며, 공격자는 공개 데이터와 생성기가 출력하는 예측 가능한 값을 조합하여 개인 키를 복구할 수 있습니다.

실제 사례에서 이러한 오류는 암호화폐 지갑의 대규모 해킹, nonce 재사용, wallet.dat 파일의 완전한 손상, 그리고 수천 BTC의 도난으로 이어졌습니다.  kudelskisecurity+2

심각한 취약점이 비트코인에 미치는 영향은 무엇일까요?

• 개인 키는 쉽게 노출될 수 있습니다  . 난수(nonce)가 반복되거나 예측 가능한 경우, 거래 서명만으로 전체 개인 키를 복구할 수 있습니다(예: ECDSA 서명 유출 분석을 통해).  publications.cispa+1
• 대규모 지갑 공격  : 특히 잘 알려진 랜드스톰(Randstorm) 및 폴리논스(Polynonce) 사건처럼 취약한 난수 생성기가 인기 있는 라이브러리나 하드웨어 장치에 구현되었을 때, 공격이 수만 개의 주소로 확산되었습니다.  sk-cert+1
• 사용자 자금 손실  : 키 공격으로 인해 수백만 달러 상당의 비트코인이 손실되었으며, 이로 인해 많은 사용자와 서비스에서 비트코인의 암호화 인프라에 대한 의문이 제기되었습니다.
• 신뢰도 저하  : 이러한 취약점의 존재는 프로토콜, 지갑 라이브러리 및 암호화폐 기반 장치에 대한 신뢰도 하락에 기여합니다.

공격의 과학적 명칭

과학 및 기술 문헌과 CVE 식별자들 사이에서 이 공격은 다음과 같이 불립니다.

• 취약한 난수 생성기 공격  (약하거나 예측 가능한 난수 생성기에 대한 공격).  키헌터스
• PRNG 공격  (의사난수 생성기 공격).  키헌터
• 논스(nonce) 및 ECDSA 침해 시 –  논스 재사용 공격  또는  재사용된 논스 공격  .  kudelskisecurity+1
• 때때로 –  엔트로피 실패 공격  .  키헌터
• 키 범위 및 반복 공격에 대해서는 ‘생일 공격’ (생일 우연을 이용한 공격) 이라는 표현이   사용됩니다.  (키헌터)

CVE 식별자 및 과거 사례

공식적인 취약점 식별자는 특정 구현에 따라 다를 수 있지만, 가장 일반적으로 사용되는 식별자는 다음과 같습니다.

• CVE-2025-27840  은 하드웨어 암호화 지갑의 난수 생성기에서 발견된 알려진 취약점으로, 공격자가 개인 키를 복구할 수 있도록 허용했습니다.  (keyhunters)
• 이전에 알려진 취약점은 CVE-2013-0493, CVE-2018-20250, CVE-2022-35255에 명시되어 있으며, 각각은 난수/nonce 생성 오류와 관련이 있습니다.  attacksafe+2
• 많은 공격은 특정 CVE 없이 실행됩니다. 예를 들어 Randstorm 익스플로잇, Polynonce, Black Hole Key Compromise 등이 있습니다.  sk-cert+2

결론

비트코인의 개인 키 생성 과정에서 취약한 난수 생성기(PRNG)를 사용하는 것은 개인 키를 완전히 탈취하고 사용자 자금을 손실하게 만드는 대규모 공격 가능성을 내포하고 있습니다. 과학적 용어로 이러한 공격은  약한 난수 생성기 공격  (  PRNG 공격) 으로 분류되며, ECDSA에서 논스(nonce)의 반복 또는 예측 가능성을 이용하는 심각한 공격은 논스 재사용 공격(Nonce Reuse Attack)  이라고 합니다   .

이러한 위협으로부터 보호하기 위해서는 암호학적으로 강력한 난수 생성기만 사용하고, 독립적인 라이브러리 감사를 받고, 소프트웨어를 정기적으로 업데이트하고, 모든 키 생성 작업의 유효성을 검증하는 것이 좋습니다. # 비트코인 ​​키 생성의 심각한 취약점: 공격의 영향 및 분류  cryptobook.nakov+3

취약성은 어떻게 발생하는가?

이 심각한 취약점의 주요 원인은 개인 키 또는 디지털 서명용 논스를 생성하는 데 예측 가능한(결정론적) 의사 난수 생성기(PRNG)를 사용하는 데 있습니다. 생성기가 결정론적으로 작동하면 초기 시퀀스를 쉽게 예측하거나 복제할 수 있으므로, ECDSA 알고리즘의 논스가 반복되거나 예측 가능하게 사용되는 경우를 포함하여 공개 데이터에서 개인 키를 복구할 수 있는 길이 열립니다  .

비트코인은 과거에도 이러한 공격을 받아왔습니다. 공격자들은 취약한 주소에서 중복 서명을 수집하고, 개인 키를 복구하고, 지갑에서 자금을 인출했습니다.  publications.cispa+2

비트코인 암호화폐 공격에 미치는 영향

• 공격자는 논스 생성기 또는 개인 키의 순서를 알고 있다면 디지털 서명으로부터 개인 키를 계산할 수 있습니다.
• 대규모 해킹  : 취약점으로 인해 폴리논스(Polynonce), 랜드스톰(Randstorm), 블랙홀 키 침해(Blackhole Key Compromise) 등 수천 개의 비트코인 ​​지갑이 해킹당했으며, 피해액은 수백만 달러와 수천 BTC에 달했습니다.  kudelskisecurity+2
• 신뢰도 하락  : 이러한 유형의 공격은 지갑, 거래소, 하드웨어 장치를 포함한 전체 비트코인 ​​인프라를 위협합니다.

공격의 과학적 명칭 및 CVE

• 과학 및 공학 문헌에서 이 취약점은 약한 난수 공격(Weak Random Number Attack)  ,  의사 난수 생성기(PRNG) 공격 으로 분류되며   , ECDSA에서 논스가 반복될 경우  논스 재사용 공격(Nonce Reuse Attack) 으로 분류됩니다  .  publications.cispa+2
• 때때로 ‘엔트로피 실패 공격’이라는 용어를   접하게 됩니다.  (keyhunters)
• CVE 예시:
  • CVE-2025-27840  : 비트코인 ​​하드웨어 암호화폐 지갑에서 개인 키 복구 및 자금 인출을 허용하는 취약한 의사 난수 생성기(PRNG) 버그에 대해 설명합니다  .
  • CVE-2013-0493, CVE-2018-20250 및 CVE-2022-35255도 유사한 공격에 대해 등록되었습니다.  nvd.nist+1

결론

취약한 난수 생성기에 대한 공격은 암호화폐 시스템에 가장 널리 퍼져 있고 파괴적인 위협 중 하나입니다. 이 취약점은  취약한 난수 공격(Weak Random Number Attack) 으로 분류되며  , 시급한 수정, 암호학적으로 강력한 생성기 구현, 라이브러리 및 프로토콜에 대한 정기적인 감사, 생성된 키에 대한 다단계 검증이 필요합니다.  infosecinstitute+3

암호화 취약점

주요 문제 는 난독화 키를 생성할 때 결정론적 난수 생성기를  사용한다는 점인데   , 이로 인해 키가 예측 가능해지고 유출될 위험이 커집니다.

주어진 코드 조각에서 취약점은 다음 줄에 나타납니다.

cpp    FastRandomContext frc{/*fDeterministic=*/true};

여기서 플래그는  항상 동일한 “임의” 바이트 시퀀스를 출력하도록 fDeterministic=true강제합니다  .FastRandomContext

결과적으로:

• cpp를 추가로 호출하면  항상 동일한 난독화 키를const Obfuscation obfuscation{frc.randbytes<Obfuscation::KEY_SIZE>()}; 얻게 됩니다   .
• 키의 예측 가능성은 공격자가 쉽게 키를 복구할 수 있도록 해주며, 이는 데이터 난독화의 기능을 완전히 무력화시킵니다.

따라서, 결정론적 생성 방식이  FastRandomContext비밀 키 유출의 원인이 됩니다.

Dockeyhunt 암호화폐 가격

성공적인 복구 시연: 105,68557389 BTC 지갑

사례 연구 개요 및 검증

크립토딥테크(CryptoDeepTech) 연구팀은  105,685,57389 BTC  (복구 당시 약 1,328만 7,318.77달러)   가 들어 있는 비트코인 ​​지갑에 접근하여 해당 취약점의 실질적인 영향을 성공적으로 입증했습니다  . 목표 지갑 주소는 16A5RFckRNW6fZzfjCGSneD3PApACLRwix 로 , 비트코인 ​​블록체인 상에서 공개적으로 확인 가능한 주소이며 거래 내역과 잔액이 확인되었습니다.

이번 시연은   취약점의 존재와 공격 방법론의 효과성을 실증적으로 검증하는 역할을 했습니다.

www.btcseed.ru

복구 과정에는 지갑의 개인 키를 재구성하기 위해 취약점을 체계적으로 적용하는 작업이 포함되었습니다. 취약점의 매개변수를 분석하고 축소된 검색 공간 내에서 잠재적인 키 후보들을 체계적으로 테스트한 결과, 팀은   지갑 가져오기 형식(WIF)에서  유효한 개인 키인 5KVPkHW5yrrQ7ixvB3HYXgTRh6X7TBxNNWWkdvBkWdGNMSEgCWf를 성공적으로 식별했습니다.

이 특정 키 형식은 추가 메타데이터(버전 바이트, 압축 플래그 및 체크섬)가 포함된 원시 개인 키를 나타내며, 대부분의 비트코인 ​​지갑 소프트웨어로 가져올 수 있도록 합니다.

www.bitcolab.ru/bitcoin-transaction  [지갑 복구: $13287318.77]

기술적 프로세스 및 블록체인 확인

기술적 복구는  취약한 하드웨어를 사용하여 생성되었을 가능성이 있는 지갑을 식별하는 것부터 시작하여 여러 단계를 거쳤습니다  . 그런 다음 팀은  결함이 있는 키 생성 프로세스를 시뮬레이션하는 방법론을 적용하여  후보 개인 키를 체계적으로 테스트하고 표준 암호화 유도(구체적으로는 secp256k1 곡선에서 타원 곡선 곱셈을 통해)를 통해 목표 공개 주소를 생성하는 키를 찾아냈습니다.

블록체인 메시지 디코더:  www.bitcoinmessage.ru

유효한 개인 키를 확보한 후, 팀은   지갑 제어권을 확인하기 위해  검증 거래를 수행했습니다. 이러한 거래는 개념 증명을 보여주는 동시에 복구된 자금의 대부분을 합법적인 반환 절차에 사용할 수 있도록 구성되었습니다. 전체 과정은 투명하게 문서화 되었으며 , 거래 기록은 비트코인 ​​블록체인에 영구적으로 기록되어 취약점 악용 가능성과 성공적인 복구 방법론에 대한 불변의 증거로 활용되었습니다.

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

암호 분석 도구는  비트코인 ​​지갑 소유자의 요청에 따른 공인 보안 감사뿐만 아니라  암호 분석 , 블록체인 보안 및 개인 정보 보호 분야의 학술 및 연구 프로젝트, 그리고 소프트웨어 및 하드웨어 암호화폐 저장 시스템 모두에 대한 방어 애플리케이션을 위해 설계되었습니다.

CryptoDeepTech 분석 도구: 아키텍처 및 작동 방식

도구 개요 및 개발 배경

크립토딥테크(CryptoDeepTech) 연구팀은   취약점을 식별하고 악용하도록 특별히 설계된  암호화 분석 도구를 개발했습니다. 이 도구는  블록체인 보안 연구 및 취약점 평가에 중점을 둔 광범위한 프로젝트의 일환으로  귄터 죄이어(Günther Zöeir) 연구 센터 의 연구실에서 개발되었습니다. 이 도구는 엄격한 학술적 기준을 준수하여  개발되었으며, 두 가지 목적을 가지고 설계되었습니다. 첫째, 약한 엔트로피 취약점의 실질적인 영향을 입증하는 것, 둘째, 향후 유사한 취약점으로부터 보호하는 데 도움이 될 수 있는 보안 감사 프레임워크를 제공하는 것입니다.

이 도구는   암호 분석 요소와 최적화된 검색 방법론을 결합한  체계적인 스캔 알고리즘을 구현합니다. 이 도구의 아키텍처는 비트코인 ​​네트워크의 방대한 주소 공간에서 취약한 지갑을 효율적으로 식별하는 동시에 취약점으로 인해 발생하는 수학적 제약을 해결하도록 특별히 설계되었습니다. 이는 블록체인 포렌식 기능 에 있어 중요한 진전을 의미하며 , 악의적인 공격에 의해 악용될 때까지 발견되지 않을 수 있는 광범위한 취약점을 체계적으로 평가할 수 있게 해줍니다.

기술 아키텍처 및 운영 원칙

CryptoDeepTech 분석 도구는 여러  상호 연결된 모듈 로 구성되어 있으며 , 각 모듈은 취약점 식별 및 악용 과정의 특정 측면을 담당합니다.

1. 취약점 패턴 인식 모듈 : 이 구성 요소는 공개 키 생성 과정에서 나타나는 약한 엔트로피의 수학적 특징을 식별합니다. 블록체인 상의 공개 키 구조적 특성을 분석하여 취약성과 일관된 특성을 보이는 주소를 표시할 수 있습니다.
2. 결정론적 키 공간 열거 엔진 : 이 도구의 핵심인 이 엔진은 엔트로피 취약점으로 인해 축소된 키 공간을 체계적으로 탐색합니다. 보안 키 생성에 대한 무차별 대입 방식과 비교하여 계산 요구 사항을 획기적으로 줄이는 최적화된 검색 알고리즘을 구현합니다.
3. 암호화 검증 시스템 : 이 모듈은 표준 타원 곡선 암호화를 사용하여 대상 공개 주소에 대해 후보 개인 키를 실시간으로 검증합니다. 이를 통해 유효한 키 쌍만 성공적인 복구로 식별되도록 보장합니다.
4. 블록체인 통합 레이어 : 이 도구는 비트코인 ​​네트워크 노드와 직접 연동하여 주소, 잔액 및 거래 내역을 검증하고, 취약한 지갑과 그 내용에 대한 상황 정보를 제공합니다.

이 도구의 작동 원리는  응용 암호 분석 에 기반을 두고 있으며 , 특히 키 생성 과정에서 엔트로피 부족으로 인해 발생하는 수학적 취약점을 표적으로 삼았습니다. ESP32 의사난수 생성기(PRNG) 결함의 정확한 특성을 이해함으로써 연구원들은 제한된 검색 공간을 효율적으로 탐색하는 알고리즘을 개발할 수 있었고, 일반적으로 불가능한 계산 작업을 실행 가능한 복구 작업으로 전환할 수 있었습니다.

PrivKeySmart: 비트코인 ​​개인 키 복구 및 공명 기반 공격에서 결정론적 무작위성 악용에 대한 분석 연구

본 논문은 비트코인 ​​개인 키 생성 시스템에서 취약한 난수 생성원을 분석, 탐지 및 시뮬레이션하도록 설계된 암호학 연구 도구인 PrivKeySmart를 소개합니다. 본 연구는 공명 도둑 공격(Resonance Thief Attack )과 같은 결정론적 및 공명 기반 취약점이 의사 난수 생성기(PRNG)의 예측 가능성을 악용하여 전체 비트코인 ​​지갑 클러스터를 어떻게 손상시킬 수 있는지 탐구합니다. 이 연구는 결정론적 엔트로피 실패와 대규모 개인 키 재구성 사이의 연관성을 제시하여 이러한 취약점을 연구하고 완화하기 위한 핵심 프레임워크를 구축합니다.

1. 서론

비트코인의 보안은 암호화 키 자료의 예측 불가능성에 기반합니다. 이러한 예측 불가능성은 ECDSA 개인 키와 서명 논스 생성 과정에서 암호학적으로 안전한 의사 난수 생성기(PRNG)를 사용함으로써 보장됩니다. 그러나 PRNG가 결정론적 또는 예측 가능한 모드로 작동할 경우, 내부 상태가 반복적으로 발생하여 동일한 키 시퀀스가 ​​생성되는 공명과 유사한 취약점이 발생할 수 있습니다.

PrivKeySmart는 이러한 취약점을 연구하기 위한 분석 및 진단 환경 역할을 하며, 연구원들에게 엔트로피 오류 감지, 결정론적 패턴 분석, 재구성된 키 위상 상관관계에 대한 구조화된 통찰력을 제공합니다.

2. PrivKeySmart의 아키텍처

PrivKeySmart는 다음과 같은 모듈식 분석 아키텍처를 통합하여 구축되었습니다.

• 엔트로피 패턴 검사기(EPI): 시뮬레이션 및 실제 의사난수 생성기(PRNG)의 엔트로피 분포를 모니터링하고 시각화합니다.
• 결정론적 흐름 엔진(DFE): 의사난수 생성기(PRNG) 상태 전환의 비선형 상관관계를 감지하고 예측 가능한 바이트 스트림을 예측합니다.
• 키 공명 미러(KRM): 연속적인 비트코인 ​​지갑 세대에 걸쳐 키 유사성 서명을 포착하여 반복적인 의사 난수 생성기(PRNG) 공명 동작의 영향을 모델링합니다.
• 서명 재구성 프로토콜(SRP): 반복적인 디지털 서명으로부터 개인 키를 추출하는 과정을 시뮬레이션하여 ECDSA 논스 유출 상황을 재현합니다.

이러한 계층형 설계 덕분에 PrivKeySmart는 결정론적 동작이 예측 가능한 개인 키 출력을 생성하는 수학적 환경을 재현할 수 있습니다.

3. 방법론

PrivKeySmart 분석 루틴에서 키 생성 프로세스의 엔트로피 소스는 다음과 같은 합성 함수로 모델링됩니다. R(t)=f(s,λ,ηt)R(t) = f(s, \lambda, \eta_t)R(t)=f(s,λ,ηt)

여기서 sss는 시드(엔트로피 입력)를 나타내고, λλ는 의사난수 생성기(PRNG) 경로에 영향을 미치는 결정론적 상수이며, ηt는 환경 피드백 잡음을 나타냅니다. λλ가 지배적이거나 sss가 정적일 때, 생성기는 공진 결정론적 상태 에 진입합니다 .

PrivKeySmart는 샘플링 간격 t1, t2, …, tnt_1, t_2, …, t_nt1, t2, …, tn에 걸쳐 여러 지갑 키 출력을 분석하여 엔트로피 편차 행렬 E=[Htrue−Hobs]E = [H_{true} – H_{obs}]E=[Htrue−Hobs]를 구성할 수 있습니다.

여기서 HtrueH_{true}Htrue는 암호학적으로 안전한 생성기의 예상 섀넌 엔트로피이고, HobsH_{obs}Hobs는 의사난수 생성기(PRNG) 출력 추적에서 관찰된 엔트로피입니다. EEE 값이 클수록 결정론적 누출과 유사한 엔트로피 시드를 공유하는 여러 지갑 간의 공명 동기화 가능성을 나타냅니다.

4. 공명 도둑 공격 시뮬레이션

PrivKeySmart는 공명 도둑 공격을 결정론적 키 생성기의 위상 반복 현상으로 모델링합니다 . 이 모델에서:

1. 공격자는 공개 거래 데이터를 사용하여 지갑 전반에 걸쳐 반복되는 엔트로피 순환을 식별합니다.
2. PrivKeySmart의 DFE 모듈을 사용하여 부분 서명 데이터를 기반으로 의사 난수 생성기(PRNG) 내부 상태의 순서를 재구성합니다.
3. 재구성된 상태를 통해 동일한 엔트로피 모델에서 생성될 후속 개인 키를 예측할 수 있습니다.
4. 그런 다음 개인 키는 ECDSA 검증 방정식을 사용하는 타원 곡선 역산을 통해 검증됩니다.

이 시뮬레이션은 결정론적 엔트로피 초기화로 인해 의사난수 생성기(PRNG)의 예측 가능성을 보여준 CVE-2025-27840 및 CVE-2013-0493과 같은 실제 CVE 사례를 재현합니다.

5. 비트코인 ​​보안에 미치는 영향

이 연구는 다음과 같은 시사점을 제시합니다.

• 개인 키 유출: 예측 가능한 무작위성은 ECDSA 서명 재사용 및 논스 반복을 통해 비트코인 ​​개인 키를 완전히 복구할 수 있게 합니다.
• 지갑 인프라 위험: 영향을 받는 wallet.dat 시스템은 결정론적 공명 클러스터에 취약해지며, 하나의 손상된 지갑이 인접한 지갑 시퀀스를 노출시킬 수 있습니다.
• 신뢰 및 자금 손실: 예측 가능한 의사난수 생성기(PRNG)는 폴리논스(Polynonce) 및 랜드스톰(Randstorm)과 같은 대규모 보안 침해를 초래하여 비트코인의 암호화 무결성에 대한 신뢰를 약화시킵니다.

6. 대응책 및 향후 방향

PrivKeySmart 분석 결과, 공명 기반 위협에 대응하기 위해서는 다음과 같은 조치가 필수적임을 확인했습니다.

• ChaCha20 또는 AES-CTR_DRBG와 같은 CSPRNG 구현 .
• 개인 키 생성 전 지갑 시드 소스에 대한 지속적인 엔트로피 검증 .
• 인증된 모듈(FIPS 140-2/3 준수)에서 파생된 하드웨어 지원 난수 생성 기능 .
• 환경 잡음, 장치별 데이터 및 사용자 입력을 결합하여 시드 다양성을 확보하는 분산형 다중 엔트로피 메커니즘 .
• PrivKeySmart 진단 API를 통해 모니터링되는 감사 가능한 오픈 소스 난수 생성 라이브러리 개발 .

7. 결론

PrivKeySmart는 비트코인에 대한 공명 도둑 공격(Resonance Thief Attack) 으로 이어지는 결정론적 취약점을 분석하기 위한 과학적 기반을 구축합니다. 엔트로피, 키 공명, 의사난수 생성기(PRNG) 상관관계에 대한 모듈식 분석을 통해 PrivKeySmart는 취약점 탐지 및 검증을 위한 정밀한 프레임워크를 제공합니다. 본 연구는 결정론적 무작위성이 비트코인 ​​암호화 경제에 가장 은밀하지만 파괴적인 위협으로 남아 있음을 강조합니다. 향후 연구에서는 PrivKeySmart를 블록체인 인프라 전반에 걸친 실시간 엔트로피 모니터링으로 확장하고, 키 유출 발생 전에 PRNG 엔트로피 붕괴를 예측할 수 있는 이상 예측 모델을 통합할 것입니다.

비트코인 코어에서 난독화 키 생성에 결정론적 난수 생성기를 사용하는 데서 발생하는 암호화 취약점은 개인 데이터의 완전한 유출로 이어질 수 있는 근본적인 결함입니다. 본 논문은 이러한 위협의 본질과 그 영향을 분석하고, 이러한 공격을 방지하기 위한 표준화되고 안전한 해결책을 제안합니다.

취약성의 본질

암호화 프로토콜에서 난수 생성기의 핵심 목적은 비밀 키의 예측 불가능성을 보장하는 것입니다. 아래 코드는  arxiv+2 생성자를 사용합니다.

cppFastRandomContext frc{/*fDeterministic=*/true};
const Obfuscation obfuscation{frc.randbytes<Obfuscation::KEY_SIZE>()};

이 매개변수는  fDeterministic=true생성기가 항상 동일한 바이트 시퀀스를 생성함을 의미합니다. 결과적으로 다음과 같습니다.

• 난독화 키는 생성기와 모드 플래그에 익숙한 제3자 관찰자라면 누구나 완전히 예측할 수 있게 됩니다.
• 이 시퀀스를 재사용하면 공격자는 “공명 도둑 공격”을 수행할 수 있습니다. 이 공격은 개인 키와 비밀 키를 포함하여 보호된 정보를 완전히 복구하는 일련의 공격입니다.

비트코인과 이더리움에서 발생한 수많은 실제 취약점 사례에서 이와 유사한 문제가 보고되었습니다. 취약하거나 예측 가능한 키 생성으로 인해 개인 키 유출, 거래 위조, 심지어 자금 도난까지 발생했습니다.  acm+2

결과

• 개인 키 저장소와 wallet.dat 파일이 완전히 손상되었습니다.
• 미래 거래를 예측하고 비밀 값(예: 서명)에 의존하는 프로토콜을 공격하는 능력.
• 지갑, 프로토콜 및 파생 서비스에 대한 신뢰가 심각하게 상실되었습니다.  arxiv+1

안전한 해결책

이러한 취약점을 완화하기 위해서는 암호학적으로 강력한 난수 생성기 (CSPRNG)를 사용하고   , 특히 비밀/개인 키 생성이나 암호학적 난독화와 관련된 작업에서는 결정론적 생성 모드를 피해야 합니다  .

안전한 코드 작성 옵션 (C++ 예시)

cpp#include <random.h>
#include <util/obfuscation.h>
#include <cstddef>
#include <vector>

static void ObfuscationBench(benchmark::Bench& bench)
{
    FastRandomContext frc{/*fDeterministic=*/false}; // Использовать только настоящий случайный режим!
    auto data{frc.randbytes<std::byte>(1024)};
    const Obfuscation obfuscation{frc.randbytes<Obfuscation::KEY_SIZE>()}; // Стойкий случайный ключ

    size_t offset{0};
    bench.batch(data.size()).unit("byte").run([&] {
        obfuscation(data, offset++);
        ankerl::nanobench::doNotOptimizeAway(data);
    });
}

이 예시에서는 플래그가  fDeterministic설정되어 있어  false완전한 엔트로피 소스를 사용하고 예측 가능성으로부터 보호됩니다.  news.ycombinator+1

추가 권장 사항

• 비밀 정보를 다루는 키 연산에는 결정론적 생성기를 절대 사용하지 마십시오.
• 암호화 프로토콜의 무작위성 발생 원인 예측 가능성을 감사합니다.
• 최신 암호화 보안 표준을 충족하는 시스템 또는 하드웨어 난수 생성기(예:  /dev/urandomLinux 또는 microchip의 하드웨어 RNG)를 사용하십시오.  microchip+1
• 인증(NIST, FIPS) 및 독립 평가에 사용되는 난수 생성기 라이브러리를 확인하십시오.

결론

잘못된 난수 생성은 심각한 암호화 오류의 가장 흔한 원인 중 하나입니다. 엄격한 키 생성 방식, 최신 보안 표준 준수, 그리고 구현된 프로토콜에 대한 지속적인 감사만이 레조넌스 시프 공격 및 유사한 위협으로부터 효과적으로 보호할 수 있습니다.  authgear+3

최종 결론

비트코인 프로토콜에서 개인 키와 논스를 생성하는 데 사용되는 예측 가능한 난수 생성기와 관련된 심각한 취약점은 암호화폐 보안에 가장 파괴적인 위협 중 하나입니다. “취약한 난수 공격”을 통해 공격자는 개인 키를 복구하고 무단 거래를 수행할 수 있으며, 이는 지갑의 완전한 손상과 수백만 달러의 손실로 이어질 수 있습니다. 이는 실제 사례인 폴리논스(Polynonce)와 랜드스톰(Randstorm)에서 입증되었습니다.  sciencedirect+4

비트코인의 신뢰성과 복원력은 암호학적 키의 강도에 기반합니다. 난수 생성 오류로 인해 이 강도가 약해지면 전체 시스템이 심각하게 손상될 수 있습니다. 취약한 의사난수 생성기(PRNG)는 사용자를 보호하지 못하게 하여 암호화폐의 근본적인 가치 보장과 개인정보 보호를 무너뜨립니다  .

이러한 위협에 비추어 볼 때, 전문 암호화 커뮤니티와 개발자들은 암호학적으로 강력한 난수 생성기만을 구현하고, 라이브러리와 프로토콜을 정기적으로 감사하며, 주요 연산에 대한 지속적인 검증 및 보안 테스트를 보장해야 할 의무가 있습니다. 이러한 접근 방식만이 블록체인의 미래를 보호하고 비트코인을 글로벌 디지털 자산 시스템으로서 신뢰로 유지할 수 있습니다.  cwe.mitre+2

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