比特幣錢包金鑰源自放射性衰變

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開發者 Alexander Higgins 於 2026 年 9 月發布的 Entropy32 Plus 儲存庫,包含該專案的韌體、電路板設計、製造檔案與可列印外殼。Higgins 將此裝置描述為實驗性教育專案,並警告使用者在獨立審查前,勿將大量資金託付給它。

這款名為「宇宙分歧器」(The Universe Bifurcator)的裝置,從蓋革計數器取得脈衝,並量測偵測到事件之間的時間。其韌體將連續間隔的比較結果轉換為位元,收集 512 位元的輸入池,再以 SHA-256 處理資料。

根據已發布的設計,Entropy32 Plus 隨後將產生的雜湊值部分格式化為標準 BIP39 恢復詞組。該裝置在無 Wi-Fi、藍牙或持續性種子儲存的情況下運作。

 

Entropy32 Plus 量測輻射事件之間的時間

放射性衰變在單一原子層級上不可預測地發生。Entropy32 Plus 使用偵測到的衰變事件時間作為其物理隨機性來源,而非僅依賴軟體產生的數值。

目前設計透過 3.5 毫米連接線,接受來自 GQ Electronics GMC-320S 蓋革計數器的脈衝。其文件說明,該計數器可偵測放射性來源或背景輻射的發射。

收到脈衝後,LM393 比較器將計數器的類比訊號轉換為數位輸入。客製化電路板將該訊號傳遞至 ATmega328P 微控制器。

專案韌體使用微秒計時器記錄每個接受的事件。它將最新間隔與前一個間隔進行比較,當新間隔較長時產生 1,較短時產生 0。

相等的間隔會被捨棄。低於 200 微秒的量測值會視為可能的突波而拒絕,而接受的比較會持續進行,直到裝置收集滿 512 位元。

Higgins 表示,此方法使用脈衝時間,是因為單一衰變事件的精確到達時間無法預測。開發者並未聲稱每個收集到的比較都貢獻一個完整的量測熵位元。

 

SHA-256 調節原始比特幣種子資料

一旦 512 位元池完成,Entropy32 Plus 會透過其內建的 SHA-256 程式碼處理全部 64 位元組。韌體使用所得雜湊值的前 16 位元組來產生 12 字詞組,或使用全部 32 位元組來產生 24 字詞組。

根據該專案,雜湊處理旨在減少與偵測器死區時間、計數率變化或量測間相關性有關的可見模式。雜湊調節可以將可用熵分散到輸出中,但無法證明原始資料中存在多少不可預測性。

韌體包含 SHA-256 的啟動測試。它計算「abc」的雜湊值,並將結果與已知值進行比較。如果答案不正確,裝置會在收集熵之前停止。

通過自我測試僅確認該實作針對該測試向量回傳預期結果。它不會測試蓋革計數器、評估脈衝獨立性或量測進入雜湊的最小熵。

該專案收集的比較位元數,是其產生的最大 256 位元 BIP39 輸入的兩倍。在物理來源經過正式量測之前,儲存庫並未確立每個比較包含多少可用熵。

 

裝置將調節後的資料對應至 BIP39 字詞

在 SHA-256 調節之後,裝置會套用 BIP39 規範中定義的流程。BIP39 將核准的熵長度轉換為助記詞句,該詞句選自包含 2,048 個字詞的標準化清單。

對於 12 字詞組,Entropy32 Plus 使用 128 位元的調節資料,並計算 4 位元檢查碼。合併後的 132 位元被分成十二個 11 位元群組,每個群組選取一個字詞。

其 24 字詞設定使用 256 位元和 8 位元檢查碼。將所得的 264 位元序列分割後,產生 24 個字詞索引。

恢復詞組包含恢復錢包存取權所需的資訊。任何取得正確字詞且順序正確的人,都可以重建錢包的金鑰。

種子詞組本身並非一組獨立產生的字詞。現代比特幣錢包從一個主種子衍生出許多私鑰。因此,原始熵的弱點可能影響由其產生的每個地址。

Entropy32 Plus 將完整的 BIP39 英文清單編譯進其韌體中。根據儲存庫,該字詞清單佔用 13,117 位元組,約佔微控制器快閃記憶體容量的 43%。

包含 OLED 介面、SHA-256 實作和收集邏輯後,編譯後的程式使用晶片 30,720 位元組中的 30,006 位元組。僅剩 714 位元組未使用。

 

離線設計讓種子遠離連網裝置

已發布的硬體檔案未列出任何無線通訊硬體。使用者透過兩個按鈕操作產生器,並從 0.91 吋 OLED 螢幕讀取詞組。

產生的字詞索引暫時保留在微控制器的 RAM 中。使用者記錄詞組後,同時按下兩個按鈕會開啟確認程序,覆寫字詞陣列並重新開始熵收集。

韌體在複製原始池進行處理後會將其清除。在計算出 BIP39 索引後,暫存的雜湊、檢查碼和熵緩衝區會被覆寫。

根據開發者的說法,該裝置不會將恢復詞組儲存到持續性記憶體中。此開源設計不包含安全元件,也沒有機制能證明已安裝的韌體與公開程式碼相符。

實體隔離消除了多種基於網路的攻擊途徑,但無法驗證裝置是否正確組裝或載入了可信軟體。修改過的裝置可能顯示預先決定的字詞或保留產生的資料,而不改變其外觀。

讓恢復詞組遠離手機、雲端帳戶、照片和其他連網系統,是標準的錢包安全實務。只要硬體和韌體受到信任,Entropy32 Plus 基於螢幕的流程就符合離線抄錄。

 

獨立熵測試仍未完成

儲存庫指出,基於蓋革計數器的熵來源尚未根據 NIST 特別出版物 800-90B 進行測試。NIST 的方法論涵蓋物理熵來源的評估,並包含針對獨立和非獨立資料的個別程序。

Higgins 呼籲長時間記錄原始到達間隔時間,並使用 NIST 的非 IID 最小熵估計器進行檢驗。韌體註解警告,僅憑一般統計測試結果無法確立足夠的熵。

README 指出:「請驗證您打算使用的熵來源,否則請理解您將自行承擔使用該裝置的風險。」

開發者建議在為貴重資金建立錢包之前,將蓋革計數器衍生的資料與另一個獨立驗證的來源混合。截至 9 月 13 日,儲存庫中未包含任何外部稽核、NIST 評估或公開的原始事件資料集。

過去的錢包失敗案例顯示,熵測試為何不僅僅是確認最終字詞符合 BIP39 格式。鑑於過去的種子產生漏洞,獨立錢包測試至關重要。

弱熵可能暴露比特幣錢包,而不會透露哪些人使用了受影響的裝置。攻擊者可以產生可能的種子、衍生其公開地址,並在區塊鏈上搜尋匹配項。

歷史上,可預測的種子產生方式在潛在缺陷存在多年後仍可被利用。修正有缺陷的韌體無法修復先前產生的詞組;受影響的使用者必須建立新錢包並轉移其資產。

Entropy32 Plus 仍在積極開發中。其提交歷史顯示,首次提交日期為 9 月 4 日,隨後進行了韌體、電路板和外殼的變更。截至 9 月 13 日,儲存庫沒有標記的正式版本,也沒有完成獨立安全評估的公開時間表。

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