Özel Anahtar Üretiminde Entropi Kaynağının Önemi

Bir Bitcoin özel anahtarının 256 bitlik bir sayı olduğunu biliyor muydunuz? Bu, yaklaşık 2^256 olası kombinasyon demektir—bu sayı, gözlemlenebilir evrendeki atomların toplamından bile fazladır.
Private keys are the linchpin of cryptocurrency security, serving as the cryptographic equivalent of a master password for your digital assets. Their security relies heavily on randomness or entropy, which is crucial in generating them. Entropy is measured in bits, quantifying a system's degree of randomness or uncertainty.

Rastgeleliğin önemini daha iyi anlamak için şunu düşünün: private key üretiminde düşük entropi, ciddi güvenlik açıklarına ve hatta saldırılara yol açtı. 2024 yılında, compromise edilen private key'ler nedeniyle 239 milyon dolardan fazla kayıp yaşandı. Bu da anahtarların yüksek kaliteli entropiyle oluşturulmasının ne kadar kritik olduğunu gösteriyor.

Peki, bir Bitcoin özel anahtarı sadece bir sayıysa, bir süper bilgisayar brute force yöntemiyle onu ne kadar sürede kırabilir? Cevabı öğrenmek için yazının sonuna kadar okumaya devam edin.

Entropi Nedir?

Entropi, rastgelelik veya öngörülemezliğin ölçüsüdür ve güvenli kriptografik anahtarlar üretmek için kritik öneme sahiptir. Bu kavram, entropinin bir sistemdeki belirsizliği nicelendirdiği bilgi teorisinden gelir. Basitçe söylemek gerekirse, bir şey ne kadar öngörülemezse, entropisi o kadar yüksektir.

Kripto paralarda özel anahtarlar için yüksek entropi gereklidir; çünkü bu, anahtarların neredeyse tahmin edilemez ve brute force ile kırılması imkânsız olmasını sağlar. Bu rastgelelik genellikle donanım olayları, çevresel gürültü veya fare hareketleri ve klavye tuşlamaları gibi kullanıcı etkileşimlerinden elde edilir. İşletim sistemi, bu öngörülemez olayları bir araya getirerek güvenli bir özel anahtarın temelini oluşturan gerçek bir rastgele sayı üretir.

Yeterli entropi olmadan üretilen anahtarlar tahmin edilebilir hâle gelir ve saldırılara açık olur. Örneğin, entropi kaynağı hatalıysa, aynı veya benzer çıktılar tekrarlanabilir ve saldırganlar potansiyel olarak özel anahtarı tahmin edebilir veya yeniden oluşturabilir.

Bu rastgelelik o kadar kritiktir ki, bulut platformları ve sanal makineler gibi gelişmiş sistemler bile kriptografik işlemler için yüksek kaliteli entropi sağlamak amacıyla özel donanımlar kullanır.

Entropi Nasıl Çalışır?

Donanım cüzdanlarında entropi, güvenli özel anahtar üretimi için kritik öneme sahiptir. İşte süreç şöyle işler:

Entropi kaynağı

Tangem Wallet gibi donanım cüzdanlarında özel Donanım Rastgele Sayı Üreteçleri (HRNG) bulunur. Bu cihazlar, elektronik gürültü veya ısı değişimleri gibi fiziksel olayları ölçerek rastgelelik üretir. Bu ham entropi, öngörülemez özel anahtarlar oluşturmak için gereklidir.
Bazı donanım cüzdanları, kullanıcıların zar atmak gibi elle rastgele veri girerek entropiye katkıda bulunmasına olanak tanır. Kullanıcı kontrollü entropi ile donanım tabanlı entropinin karıştırılması çoğu zaman entropi derecesini değiştirmese de, eğlenceli bir ek olarak sunulur.

Anahtar üretimi

Yeterli entropi toplandıktan sonra cüzdan, bunu özel anahtar üretmek için kullanır. Bu süreç genellikle entropinin SHA-256 gibi kriptografik algoritmalarla birleştirilmesini ve 256 bitlik bir anahtar elde edilmesini içerir. Birçok donanım cüzdanı, entropiden mnemonic phrase (12-24 kelimelik bir dizi) üretmek için BIP39 standardını kullanır. Bu phrase, gerektiğinde özel anahtarı kurtarmak için kullanılabilir.

Sürecin güvenliği

Cüzdanın firmware'i, entropinin tamamen karıştırıldığından ve tahmin edilemez olduğundan emin olur. Ardından özel anahtarı cihazın içinde kurcalamaya karşı dayanıklı bir ortamda güvenle saklar. Bu nedenle çoğu donanım cüzdanında CC sertifikalı güvenli element bulunur. Tangem'in firmware'i de Kudelski Security ve Riscure gibi bağımsız güvenlik kuruluşları tarafından iki kez denetlenmiştir.
Genel olarak donanım cüzdanları, entropi üretimi ve anahtar saklama süreçlerini cihazın diğer işlemlerinden izole eder. Bu ayrım, kritik bilgilerin kötü amaçlı yazılımlara veya dış tehditlere maruz kalma riskini en aza indirir.

Yedekleme ve kurtarma

Entropiden üretilen mnemonic phrase, bir kâğıda yazılarak güvenli şekilde saklanabilir. Bu phrase, cihaz kaybolduğunda veya zarar gördüğünde cüzdanı kurtarmak için gereklidir. Phrase'in kendisi, anahtarı üretmekte kullanılan entropiyi içerir ve bu da onu güvenli bir yedekleme yöntemi yapar.

Donanım cüzdanları, ürettikleri özel anahtarların güvenli ve saldırılara karşı dayanıklı olmasını sağlamak için yüksek kaliteli entropiye güvenir; bu da onları kripto para saklamak için en güvenli yöntemlerden biri yapar.

Entropi Neden Önemlidir? 

Aynı bilgiyi farklı formatlarda içerdikleri için, entropiniz de kurtarma cümleniz kadar gizli kalmalıdır. Tekrar vurgulamak gerekirse, entropinize erişen biri tüm cüzdanınıza erişebilir!

Tıpkı seed phrase'iniz birinin tüm özel anahtarlarınıza ve dolayısıyla o cüzdanla korunan tüm hesaplarınıza erişmesini sağladığı gibi, entropiniz de aynı işlevi görür! Bu nedenle, entropinizin mümkün olduğunca rastgele ve çözülmesi zor olduğundan emin olmak güvenlik açısından zorunludur.

Birinin entropinizi tahmin edip fonlarınıza erişmesini istemezsiniz, değil mi? İşte tam da bu yüzden bu sayının tahmin edilmesi son derece zor olmalıdır. Öyle rastgele olmalı ki, diziyi tahmin etmek veya aynı kombinasyonla ikinci kez karşılaşmak istatistiksel olarak imkânsız olmalı.

Entropiniz kolayca tahmin edilebiliyorsa, saldırganlar bundan faydalanabilir ve fonlarınıza erişebilir. Bu nedenle, bu konuya önem veren bir kripto cüzdanı seçmek son derece önemlidir.
 

Entropi ve seed phrase'leri anlamak

Seed phrase'inizin rastgeleliği, güvenliğin korunması için kritik öneme sahiptir. Kelimeleri elle seçmek veya tahmin edilebilir kalıplar kullanmak, cüzdanınızın savunmasını ciddi şekilde zayıflatır. Tangem tarafından kullanılan entropi tabanlı yöntem, çeşitli kripto saldırılarına karşı güçlü bir koruma için gerekli olan rastgelelik seviyesini sağlar.

Tangem, güvenli entropi üretimi için araçlar sağlasa da, seed phrase'inizi korumak sizin sorumluluğunuzdadır. Bu bilgiyi kimseyle, Tangem temsilcileriyle bile paylaşmayın. Seed phrase'iniz dijital varlıklarınızın anahtarıdır ve gizliliği cüzdanınızın güvenliği için hayati önemdedir.
 

Trust Wallet açığı: Güçlü entropinin önemi

Bir kripto cüzdanı seçerken, cüzdanınızın rastgeleliği nasıl ürettiğine öncelik vermelisiniz. 2022'deki Trust Wallet güvenlik ihlali, cüzdanın entropi üretiminin tahmin edilebilir olmasına büyük ölçüde bağlandı.

SecBit, bu güvenlik açığını blog yazılarında kapsamlı şekilde araştırıp açıkladı: Trust Wallet's Fomo3D Summer: Fresh Discovery of Low Entropy Flaw From 2018. Burada öne çıkan noktaları özetleyeceğiz.

Trust Wallet'ın iOS platformu, BIP39 mnemonic kelimeleri üretmek için trezor-crypto kütüphanesine güveniyordu. Kütüphanede, canlı ortamda asla kullanılmaması gereken örnek bir kod bulunuyordu. Kodun üzerinde, gerçek durumlar için kullanılmaması, sadece test için olduğu uyarısı vardı.

1. Kodun iki ana bölümü vardı: random32() ve random_buffer().
2. random32():
   - Bu bölüm rastgele sayılar üretir, fakat bunu çok güvenli olmayan bir şekilde yapar.
   - Rastgele sayı üretme sürecini başlatmak için mevcut zamanı kullanır.
   - Sorun şu ki, sayının ne zaman üretildiğini yaklaşık olarak biliyorsanız, onu tahmin edebilirsiniz.
   - Daha da kötüsü, iki kişi tam olarak aynı saniyede sayı üretirse, aynı "rastgele" sayıyı alırlar.
3. random_buffer():
   - Bu bölüm, rastgele baytlarla (veri birimleri) bir alanı doldurur.
   - Bunu yapmak için random32() fonksiyonunu kullanır, dolayısıyla aynı güvenlik sorunlarına sahiptir.
4. Büyük sorun:
   - Bu kod, kullanıcıların kripto para cüzdanlarına erişim sağlayan seed phrase'leri üretmek için kullanılıyordu.
     - Rastgeleliği gerçekten rastgele olmadığı için, saldırganların bu phrase'leri tahmin etmesi gerektiğinden çok daha kolaydı.
     - Milyonlarca olasılık yerine, sadece phrase'in oluşturulduğu olası zamanlara göre birkaç bin tahmin yeterli oluyordu.
5. Hata:
     - Trust Wallet bu uyarıyı göz ardı etti ve kodu yine de kullandı.
     - Bu da, kullanıcıların cüzdanlarını oluşturan phrase'lerin entropisinin, olması gerekenden çok daha kolay yeniden oluşturulmasına yol açtı.

Trust Wallet'taki son güvenlik ihlali, kripto para cüzdanlarını korumak için güçlü entropi üretiminin yaşamsal önemini bize tekrar hatırlatıyor. Trust Wallet, kullanıcıların kayıplarını tazmin ederek sorunu çözdü.

Tangem Wallet entropiyi nasıl üretir?

Tangem Wallet, entropi üretim sürecinden başlayarak kripto varlıklarınız için güçlü bir güvenlik sunar. Cüzdan, bağımsız uzmanlar tarafından kapsamlı şekilde test edilmiş, sertifikalı bir True Random Number Generator kullanır. Bu, üretilen sayıların öngörülemez olmasını sağlayarak varlıklarınızı olası saldırılara karşı korur.

Bir Bitcoin özel anahtarı brute force ile ne kadar sürede kırılır?

Bu sorunun yanıtı için süreci parçalara ayıralım ve işin ölçeğini düşünelim:

Bir Bitcoin özel anahtarı gerçekten de sadece bir sayıdır; ancak bu sayı olağanüstü büyüktür. Özellikle, 256 bitlik bir sayıdır ve bu da 2^256 olası özel anahtar demektir.

Bugün mevcut en güçlü süper bilgisayarlarla bile, bir Bitcoin özel anahtarını brute force ile kırmak akıl almaz derecede uzun sürer. Evrenin yaşından bile katbekat uzun zamanlardan bahsediyoruz.

Varsayalım ki bir süper bilgisayar saniyede 1 trilyon (10^12) anahtarı kontrol edebiliyor; tek bir özel anahtarı bulmak ortalama olarak 3,67 x 10^57 yıl sürer. Evrenin yaşı yaklaşık 13,8 milyar yıl (1,38 × 10^10 yıl).

Yani, bir Bitcoin özel anahtarını brute force ile kırmak, evrenin yaşının yaklaşık 1,33 × 10^47 katı kadar zaman alır.

Genç ve ıslak bir kaya parçası olan Dünya'da neler başardığımız gerçekten şaşırtıcı.