방사성 붕괴로 비트코인 지갑 키 생성하는 장치 등장

개발자 알렉산더 히긴스가 2026년 9월에 공개한 Entropy32 Plus 저장소에는 프로젝트의 펌웨어, 회로 기판 설계, 제작 파일, 출력 가능한 인클로저가 포함되어 있다. 히긴스는 이 장치를 실험적이고 교육적인 프로젝트라고 설명하며, 독립적인 검토 전에는 상당한 자금을 맡기지 말라고 경고한다.

“우주 분기기(The Universe Bifurcator)”로 알려진 이 장치는 가이거 계수기에서 펄스를 받아 감지된 이벤트 사이의 시간을 측정한다. 펌웨어는 연속된 간격 간의 비교를 비트로 변환하고, 512비트 입력 풀을 수집한 후 SHA-256으로 데이터를 처리한다.

공개된 설계에 따르면 Entropy32 Plus는 결과 해시의 일부를 표준 BIP39 복구 문구로 포맷한다. 이 장치는 Wi-Fi, 블루투스, 영구 시드 저장 없이 작동한다.

Entropy32 Plus, 방사선 이벤트 사이의 시간 측정

방사성 붕괴는 개별 원자 수준에서 예측 불가능하게 발생한다. Entropy32 Plus는 소프트웨어 생성 값에만 의존하는 대신 감지된 붕괴 이벤트의 타이밍을 물리적 무작위성 소스로 사용한다.

현재 설계는 GQ Electronics GMC-320S 가이거 계수기에서 3.5mm 연결을 통해 펄스를 받는다. 문서에 따르면 계수기는 방사성 소스나 배경 방사선에서 방출되는 신호를 감지할 수 있다.

펄스를 받은 후 LM393 비교기가 계수기의 아날로그 신호를 디지털 입력으로 변환한다. 맞춤형 회로 기판은 그 신호를 ATmega328P 마이크로컨트롤러로 전달한다.

프로젝트의 펌웨어는 마이크로초 타이머를 사용하여 각 수용된 이벤트를 기록한다. 최신 간격을 이전 간격과 비교하여 새 간격이 더 길면 1을, 더 짧으면 0을 생성한다.

동일한 간격은 폐기된다. 200마이크로초 미만의 측정값은 잠재적 글리치로 거부되며, 장치가 512비트를 수집할 때까지 수용된 비교가 계속된다.

히긴스는 개별 붕괴 이벤트의 정확한 도착을 예측할 수 없기 때문에 이 방법이 펄스 타이밍을 사용한다고 말한다. 개발자는 수집된 모든 비교가 측정된 엔트로피의 전체 1비트를 기여한다고 주장하지 않는다.

SHA-256이 원시 비트코인 시드 데이터를 조정

512비트 풀이 완성되면 Entropy32 Plus는 번들된 SHA-256 코드를 통해 64바이트 전체를 처리한다. 펌웨어는 12단어 문구에는 결과 해시의 처음 16바이트를, 24단어 문구에는 32바이트 전체를 사용한다.

프로젝트에 따르면 해싱은 검출기 불감 시간, 계수율 변화 또는 측정 간 상관관계와 관련된 가시적 패턴을 줄이기 위한 것이다. 해시 조정은 사용 가능한 엔트로피를 출력 전체에 분산시킬 수 있지만, 원본 데이터에 얼마나 많은 예측 불가능성이 있었는지 증명하지는 않는다.

펌웨어에는 SHA-256에 대한 시작 테스트가 포함되어 있다. “abc”의 해시를 계산하고 결과를 알려진 값과 비교한다. 답이 올바르지 않으면 장치는 엔트로피 수집 전에 중지된다.

자체 테스트 통과는 해당 테스트 벡터에 대해 구현이 예상 결과를 반환함을 확인한다. 가이거 계수기를 테스트하거나, 펄스 독립성을 평가하거나, 해시에 들어가는 최소 엔트로피를 측정하지는 않는다.

프로젝트는 생성하는 최대 256비트 BIP39 입력의 두 배에 해당하는 비교 비트를 수집한다. 물리적 소스가 공식 측정을 거치기 전까지 저장소는 각 비교에 포함된 사용 가능한 엔트로피의 양을 확립하지 않는다.

장치가 조정된 데이터를 BIP39 단어에 매핑

SHA-256 조정 후 장치는 BIP39 사양에 정의된 프로세스를 적용한다. BIP39는 승인된 엔트로피 길이를 표준화된 2,048개 단어 목록에서 선택된 니모닉 문장으로 변환한다.

12단어 문구의 경우 Entropy32 Plus는 128비트의 조정된 데이터를 사용하고 4비트 체크섬을 계산한다. 결합된 132비트는 12개의 11비트 그룹으로 나뉘며, 각 그룹이 하나의 단어를 선택한다.

24단어 설정은 256비트와 8비트 체크섬을 사용한다. 결과 264비트 시퀀스를 나누면 24개의 단어 인덱스가 생성된다.

복구 문구는 지갑 접근을 복원하는 데 필요한 정보를 담고 있다. 올바른 단어를 올바른 순서로 얻은 사람은 누구나 지갑의 키를 재생성할 수 있다.

시드 문구는 그 자체로 독립적으로 생성된 단어들의 모음이 아니다. 현대 비트코인 지갑은 하나의 마스터 시드에서 많은 개인 키를 파생한다. 따라서 원본 엔트로피의 약점은 그로부터 생성된 모든 주소에 영향을 미칠 수 있다.

Entropy32 Plus는 전체 BIP39 영어 목록을 펌웨어에 컴파일한다. 저장소에 따르면 단어 목록은 13,117바이트를 차지하며, 이는 마이크로컨트롤러 플래시 용량의 약 43%에 해당한다.

OLED 인터페이스, SHA-256 구현, 수집 로직을 포함하면 컴파일된 프로그램은 칩의 사용 가능한 30,720바이트 중 30,006바이트를 사용한다. 714바이트만 남는다.

오프라인 설계로 시드를 연결된 장치에서 격리

공개된 하드웨어 파일에는 무선 통신 하드웨어가 나열되어 있지 않다. 사용자는 두 개의 버튼으로 생성기를 조작하고 0.91인치 OLED 화면에서 문구를 읽는다.

생성된 단어 인덱스는 일시적으로 마이크로컨트롤러의 RAM에 남는다. 사용자가 문구를 기록한 후 두 버튼을 누르면 단어 배열을 덮어쓰고 엔트로피 수집을 다시 시작하는 확인 프로세스가 열린다.

펌웨어는 처리를 위해 복사한 후 원본 풀을 지운다. 임시 해시, 체크섬, 엔트로피 버퍼는 BIP39 인덱스가 계산된 후 덮어쓰여진다.

개발자에 따르면 장치는 복구 문구를 영구 메모리에 저장하지 않는다. 오픈소스 설계에는 보안 요소나 설치된 펌웨어가 공개 코드와 일치함을 증명하는 메커니즘이 포함되어 있지 않다.

물리적 격리는 여러 네트워크 기반 공격 경로를 제거하지만, 장치가 올바르게 조립되었거나 신뢰할 수 있는 소프트웨어로 로드되었는지 검증하지는 않는다. 변조된 장치는 외관을 바꾸지 않고도 미리 정해진 단어를 표시하거나 생성된 데이터를 보존할 수 있다.

복구 문구를 휴대폰, 클라우드 계정, 사진 및 기타 연결된 시스템에서 멀리 두는 것은 표준 지갑 보안 관행이다. Entropy32 Plus의 화면 기반 프로세스는 하드웨어와 펌웨어가 신뢰할 수 있다는 전제 하에 오프라인 기록과 일치한다.

독립적 엔트로피 테스트는 아직 미완료

저장소는 가이거 기반 엔트로피 소스가 NIST 특별 간행물 800-90B에 따라 테스트되지 않았다고 명시한다. NIST의 방법론은 물리적 엔트로피 소스 평가를 다루며 독립적 및 비독립적 데이터에 대한 별도 절차를 포함한다.

히긴스는 장기간에 걸쳐 원시 도착 간격을 기록하고 NIST의 비-IID 최소 엔트로피 추정기로 검토할 것을 요청한다. 펌웨어 주석은 일반적인 통계 테스트 결과만으로는 충분한 엔트로피를 확립할 수 없다고 경고한다.

README에는 “사용하려는 엔트로피 소스를 검증하십시오. 그렇지 않으면 자신의 책임 하에 장치를 사용하게 됨을 이해하십시오.”라고 명시되어 있다.

개발자는 귀중한 자금을 위한 지갑을 만들기 전에 가이거 파생 데이터를 독립적으로 검증된 다른 소스와 혼합할 것을 권장한다. 9월 13일 현재 저장소에는 외부 감사, NIST 평가 또는 공개 원시 이벤트 데이터셋이 포함되어 있지 않다.

과거 지갑 실패는 엔트로피 테스트가 최종 단어가 BIP39 형식을 따른다는 확인을 넘어서는 이유를 보여준다. 과거 시드 생성 취약점 이후 독립적인 지갑 테스트가 중요하다.

약한 엔트로피는 영향을 받는 장치를 사용하는 사람을 드러내지 않고도 비트코인 지갑을 노출시킬 수 있다. 공격자는 가능한 시드를 생성하고, 공개 주소를 파생하고, 블록체인에서 일치 항목을 검색할 수 있다.

예측 가능한 시드 생성은 근본적인 결함이 수년간 존재한 후에도 역사적으로 악용 가능했다. 결함 있는 펌웨어를 수정해도 이전에 생성된 문구를 복구할 수 없으며, 영향을 받은 사용자는 새 지갑을 만들고 자산을 이전해야 한다.

Entropy32 Plus는 활발히 개발 중이다. 커밋 기록에는 9월 4일자 초기 커밋과 이후 펌웨어, 회로 기판, 인클로저 변경 사항이 표시된다. 9월 13일 현재 저장소에는 태그된 프로덕션 릴리스나 독립적인 보안 평가 완료 일정이 공개되지 않았다.