BIP-39 : Chuyển đổi khóa Bitcoin của bạn thành từ đơn giản

Bitcoin dựa trên một nguyên tắc cơ bản: không có chìa khóa của bạn, không có coin của bạn. Nhưng quản lý chìa khóa riêng chưa bao giờ dễ dàng đối với người dùng trung bình. Những chuỗi số phức tạp dạng nhị phân hoặc thập lục phân này đại diện cho một rào cản nhận thức lớn và nguy cơ sai sót của con người. Chính xác tại điểm này, BIP-39 xuất hiện, một đề xuất cải tiến của Bitcoin đã cách mạng hóa cách người dùng tương tác với tài sản kỹ thuật số của họ.

Thách thức trong quản lý chìa khóa riêng

Chìa khóa riêng Bitcoin về cơ bản chỉ là một số ngẫu nhiên cực lớn. Nói đơn giản, đó là một chuỗi gồm 256 số 1 và 0 được tạo ra ngẫu nhiên:

111000101101100101111011110000010100010000001000100111101011101101010111011100111111111110101011101001011101001110100111001 01001101111010001100001111101011110011010010111100110111010000011011011011100011010001100011110100010010011110110101010110011 01101010

Điểm hấp dẫn của sự phức tạp này? Chính tính ngẫu nhiên này giúp bảo vệ ví của bạn. Có gần như số lượng chìa khóa riêng Bitcoin khả dụng bằng số nguyên tử trong vũ trụ, khiến các cuộc tấn công brute-force gần như không thể thực hiện.

Tuy nhiên, hình dung phải ghi nhớ hoặc sao chép thủ công chuỗi dài vô tận gồm 1 và 0 này để lưu trữ. Một lỗi nhỏ trong quá trình sao chép sẽ đồng nghĩa với việc mất quyền truy cập vĩnh viễn vào quỹ của bạn. Định dạng WIF (Wallet Import Format), mặc dù nhỏ gọn hơn dạng nhị phân, vẫn không thể hoàn thành nhiệm vụ:

5KYC9aMMSDWGJciYRtwY3mNpeTn91BLagdjzJ4k4RQmdhQvE98G

Đây là vấn đề mà người dùng Bitcoin đã đối mặt trong những năm đầu: làm thế nào để cân bằng giữa bảo mật mã hóa và tính tiện dụng của con người?

Cách BIP-39 đơn giản hóa việc sao lưu và khôi phục

BIP-39, được giới thiệu như một đề xuất cải tiến của Bitcoin 39, đề xuất một giải pháp sáng tạo: biến chuỗi số nhị phân khó hiểu thành một chuỗi các từ thông thường. Thay vì 256 chữ số ngẫu nhiên, giờ đây bạn có 12 hoặc 24 từ mà bộ não của bạn có thể thực sự quản lý:

một chiếc xe tải làm mới cơn giận dữ của con lừa nhắc lại các chi tiết của cải cách máy tính xách tay chia sẻ nỗi buồn vì mỡ

Dễ quản lý hơn nhiều, phải không? Nhưng chính xác quá trình biến đổi này hoạt động như thế nào?

Chìa khóa nằm trong một hệ thống mã hóa tiêu chuẩn. BIP-39 định nghĩa một từ điển gồm 2048 từ được chọn lọc cẩn thận, mỗi từ được ánh xạ duy nhất với một chuỗi nhị phân gồm 11 chữ số. Không có sự ngẫu nhiên trong lựa chọn này: không có từ nào trong 2048 từ chia sẻ bốn chữ cái đầu giống nhau. Biện pháp phòng ngừa này giảm thiểu đáng kể nguy cơ sai sót khi bạn nhầm lẫn các từ giống nhau trong quá trình sao chép.

Khi bạn tạo ra một hạt giống ghi nhớ, ví của bạn lấy 256 bit ngẫu nhiên của bạn (hoặc 128 cho hạt giống 12 từ) và chia chúng thành các đoạn 11 bit. Mỗi đoạn sau đó được dịch sang từ tương ứng trong từ điển BIP-39.

Các nền tảng toán học: từ mã nhị phân đến câu ghi nhớ

Để hiểu tại sao hệ thống này hoạt động, cần khám phá cách các số được chuyển đổi thành từ. Quá trình này về cơ bản sử dụng cùng nguyên tắc như chuyển đổi nhị phân sang thập lục phân:

• Nhị phân: sử dụng hai chữ số (0 và 1)
• Thập lục phân: sử dụng 16 chữ số (0-9, A-F)
• BIP-39: sử dụng 2048 từ (một từ cho mỗi tổ hợp của 11 bit)

Chuyển đổi hoạt động như sau. Hạt giống ghi nhớ ban đầu của bạn ở dạng nhị phân:

11101001001 10110110001 01011110011 01000001001 10110101110 01111101000 10110100010 00111100010 11010010001 01100110100 00010011110 01010011011

Được dịch trực tiếp thành:

xe tải | làm mới | cơn giận | con lừa | nhắc lại | máy tính xách tay | cải cách | chi tiết | phân đoạn | nỗi buồn | vì | mỡ

Nhưng còn có một yếu tố bảo mật bổ sung: tổng kiểm tra. Trước khi tạo hạt giống ghi nhớ của bạn, ví của bạn sẽ băm số ngẫu nhiên của bạn bằng SHA512. Các bit đầu của kết quả băm này được thêm vào số ban đầu của bạn để tạo ra một tổng kiểm tra. Điều này đảm bảo rằng mỗi hạt giống gồm 12 hoặc 24 từ đều hợp lệ về mặt toán học.

Trong thực tế, điều này có nghĩa là nếu bạn nhập sai hạt giống ghi nhớ BIP-39 của mình vào ví, ví sẽ cảnh báo ngay lập tức rằng tổng kiểm tra không khớp. Lớp xác thực bổ sung này biến chuỗi từ đơn giản thành một hệ thống xác thực mạnh mẽ.

Từ hạt giống ghi nhớ đến cặp khóa: quá trình dẫn xuất

Bây giờ bạn đã có 12 hoặc 24 từ, làm thế nào các từ này biến thành các khóa riêng thực sự mà ví của bạn sử dụng?

Quá trình dẫn xuất là phần cuối cùng của câu đố. Hạt giống ghi nhớ BIP-39 của bạn đầu tiên được băm bằng SHA512, tạo ra một đầu ra 512 bit. Nửa đầu của kết quả băm này trở thành khóa riêng thực sự. Nửa còn lại làm điểm khởi đầu để tạo ra các khóa khác.

Điều này có nghĩa là điều gì đó đáng chú ý: từ một hạt giống ghi nhớ duy nhất gồm 12 từ, ví của bạn có thể tạo ra một hệ thống phân cấp gần như vô hạn các cặp khóa riêng / công khai. Đó là lý do tại sao các ví hiện đại có thể tạo ra nhiều địa chỉ từ một câu phục hồi duy nhất.

Để tạo ra khóa công khai tương ứng, ví của bạn lấy khóa riêng và nhân nó theo phép toán trên điểm cụ thể của đường cong elliptic Secp256k1 (cùng đường cong được Bitcoin sử dụng). Chính phép nhân toán học này thiết lập mối quan hệ không thể phá vỡ giữa khóa riêng và khóa công khai của bạn, đảm bảo rằng chỉ người giữ khóa riêng mới có thể ủy quyền cho một giao dịch.

Tại sao Bitcoin thực sự an toàn nhờ vào toán học

BIP-39 minh họa rõ ràng lý do tại sao người dùng nói rằng Bitcoin “được bảo vệ bởi toán học”. Bảo mật không dựa trên sự mập mờ hay các máy chủ trung tâm, mà dựa trên các nguyên tắc toán học không thể xâm phạm.

Hạt giống ghi nhớ BIP-39 của bạn, mặc dù trông đơn giản, mã hóa một cách mật mã khóa riêng của bạn. Không có chuỗi từ chính xác nào, theo đúng thứ tự, thì không ai có thể truy cập vào quỹ của bạn. Từ điển tiêu chuẩn, các bản sao lưu kiểm tra, quá trình dẫn xuất phân cấp, tất cả phối hợp với nhau để biến một khái niệm huyền bí thành một công cụ thực tế.

Tóm lại, BIP-39 đã giải quyết nghịch lý cơ bản của Bitcoin: làm thế nào để kết hợp tối đa bảo mật với tối đa tính thân thiện. 12 hoặc 24 từ ghi nhớ của bạn không chỉ là một câu dễ nhớ. Chúng là biểu diễn an toàn, có thể xác minh và dễ quản lý của quyền kiểm soát tuyệt đối của bạn đối với Bitcoin.

Nguồn: Tạp chí Bitcoin