Blockchain позиционируется как самая революционная технология в индустрии финансовых услуг, предоставляющая банковские услуги небанковскому населению и возвращающая власть пользователям. Тем не менее, хотя Биткоин был создан с целью свергнуть существующую централизованную систему, между традиционными финансами и блокчейном куда больше общего, чем может показаться на первый взгляд. Кошелёк для криптовалюты работает на основе пары ключей: приватного и публичного ключа. Приватный ключ — это секретное число, которое позволяет вам распоряжаться вашими криптоактивами, в то время как публичный ключ (на его основе генерируется адрес кошелька) можно свободно раздавать, чтобы получать средства. Безопасность приватного ключа — первостепенна: у кого он есть, тот получит доступ к вашим монетам, а если вы его теряете, доступ теряете и вы. Понимание разницы между публичным и приватным ключами — база для понимания, как работает Биткоин и другие криптовалюты. Эти ключи лежат в основе криптографической безопасности блокчейн-систем, выступая вашей цифровой идентификацией и инструментом авторизации. В этой статье мы разберём, что такое публичный и приватный ключи, как они связаны с адресами кошельков и почему защита приватного ключа абсолютно критична (и покажем реальные примеры исхода при её утере). Также затронем новшества до 2025 года: улучшения кошельков и вопросы, связанные с квантовыми вычислениями.
Bitcoin — адрес кошелька
Как банки используют номера счетов для учёта балансов клиентов, так и блокчейн-сети используют адреса кошельков. Биткоин-адреса представлены строкой из 26–35 символов (буквы и цифры), которые обычно начинаются с 1, 3 или bc1. Эти адреса — это места назначения для платежей, они основаны на вашем публичном ключе, но не равны ему.Чтобы понять разницу между адресом и публичным ключом, важно знать, что такое хеш.
Что такое хеш?
Хеш-функция возвращает значение определённой длины вне зависимости от того, какой был ввод, и хотя создать хеш просто, получить исходную seed-фразу из хеша практически невозможно. Биткоин использует хеширование к публичному ключу ради дополнительной безопасности. Например, если вдруг будет найдена уязвимость в функции генерации ключей, позволяющая по публичному ключу вывести приватный, ваши средства всё равно будут в безопасности, ведь публичный ключ не раскрывается до совершения транзакции. Подробнее читайте в статье Bitcoin Hash Rate.Публичный, приватный ключи и адреса: основы
В Биткоине (и большинстве криптовалют) операции защищены с помощью асимметричной криптографии. То есть у пользователя есть связанная пара — публичный и приватный ключи. Вот простая аналогия:- Думайте о вашем публичном ключе как о номере банковского счета или email — это можно свободно сообщать другим, чтобы они могли отправить вам деньги или сообщение. В экосистеме Биткоина публичный ключ обычно (после обработки) превращается в адрес кошелька (пример строки для получения BTC). Например, биткоин-адрес может выглядеть так: 1BoatSLRHtKNngkdXEeobR76b53LETtpyT. Этот адрес выводится из вашего публичного ключа (об этом далее) и его можно распространять сколько угодно. Ваш адрес (публичный ключ) используют, чтобы отправить вам биткоины. Задача публичного ключа — прием средств и верификация подписей, сделанных приватным ключом.
- Ваш приватный ключ — это как PIN-код или пароль к счёту: секретный и управляющий всем. Это очень большое случайное число, с помощью которого через криптографические алгоритмы можно доказать владение монетами на соответствующем адресе. В Биткоине приватный ключ обычно — 256-битное число (или 64-символьная шестнадцатеричная строка). Доступ к приватному ключу = контроль над средствами адреса. Никогда не сообщайте свой приватный ключ! Если кто-то его получит — он может потратить все ваши средства. Если потеряете — доступ к крипте утратится навсегда: ни банк, ни Сатоси Накамото восстановить не смогут.
Асимметричное шифрование: публичный vs приватный ключ (источник)
Как связаны публичный и приватный ключи?
Приватный и публичный ключи формируют пару в рамках асимметричной криптографии (Биткоин использует алгоритм ECDSA — Elliptic Curve Digital Signature Algorithm). Публичный ключ математически выводится из приватного, но эта операция односторонняя: приватный → публичный → адрес, но обратный путь крайне сложен (из публичного или адреса нельзя получить приватный ключ при стандартных допущениях криптобезопасности). Когда вы решите вывести BTC, ваш кошелёк отправит публичный ключ и цифровую подпись (созданную приватным ключом) в сеть. Ноды проверяют, что подпись валидна для публичного ключа, а хеш публичного ключа совпадает с адресом, на котором лежат монеты. Так криптографическая "танцевальная связка" доказывает владение приватным ключом без его раскрытия. Подпись может создать только вы (с помощью приватного ключа), но её может проверить любой желающий через публичный. Вот почему критически важно хранить приватный ключ в безопасности: он даёт возможность создавать валидные подписи. Поэтому адрес (публичный ключ) можно свободно распространять — по современной технологии "обратный расчёт" невозможен.Конфиденциальность и открытость Биткоина
Путаницу часто вносит количество терминов, связанных с деталями биткоино-транзакций, ведь иногда одно и то же может иметь несколько форм. Для примера: публичные ключи в Биткоине создаются с помощью координат на эллиптической кривой, а значит, знание одной координаты позволяет вычислить вторую, то есть X-координата может быть достаточна для представления публичного ключа в "сжатой" форме. Это трудно различить, ведь хеш сжатого и нескомпрессированного публичных ключей дают разные адреса одинаковой длины. Считается, что Сатоси, анонимный создатель Биткоина, не знал о сжатии публичных ключей и использовал хеширование для более компактных идентификаторов. Действительно, адреса короче публичных ключей и обеспечивают дополнительную защиту от ряда криптографических атак. Например, каждый адрес включает контрольную сумму — это позволяет обнаружить ошибку при вводе (например, если перепутать символ перед отправкой средств).Если уяснить эту модель, ключи и адреса довольно просты, но по-человечески их запомнить сложнее, чем, скажем, ник в Instagram. Поэтому развивается множество решений для создания адресов, которые были бы столь же безопасны, как hash публичного ключа Биткоина, но столь же легко запоминались, как домен сайта.Для примера, система Ethereum Naming Service позволяет привязать к аккаунту именной адрес ".eth", чтобы любые токены ERC-20 и другие совместимые крипто-активы можно было отправлять или получать на него.Приватные ключи часто генерируются из мнемонической фразы — набора слов, который выступает seed для функции генерации приватного ключа. Обычно это список из 12–24 случайных слов, который позволяет восстановить всю информацию о кошельке. Функция генерации принимает 5 параметров: пароль (seed-фразу), количество итераций, соль, длину ключа и псевдослучайную функцию. Пароль — это и есть мнемоническая фраза, а результатом работы функции будет приватный ключ, из которого выводятся публичный и адреса. 256-битный приватный ключ — это 16^64 вариантов, что в разы больше, чем число секунд жизни человека. Шифрование SHA-256 в биткоине делает подбор приватного ключа практически невозможным даже при известном адресе и публичном ключе кошелька. Теоретически, перехватить сеть Биткоина можно через атаку 51%, а с появлением квантовых вычислений, возможно, потребуется обновление безопасности сети. Однако с ростом сети вероятность контроля 51% только падает; даже крупнейшие майнинговые пулы далеки от половины мощности. Биткоин защищён ровно настолько, насколько он децентрализован; чем больше участников, тем выше надёжность.Общее устройство шифрования (источник)
Почему важно хранить приватный ключ в безопасности
Ваш приватный ключ — ядро безопасности ваших криптоактивов. Вот способы его защиты:- Используйте только проверенные кошельки: выбирайте надёжное программное или аппаратное обеспечение (например, Ledger или Trezor) для хранения ключей. Не используйте случайные приложения — есть риск кражи ключа. Аппаратные кошельки хранят ключ на защищённом чипе и минимизируют угрозы от вредоносного ПО.
- Сделайте резервную копию ключа/seed-фразы: Запишите свою мнемоническую фразу (12-24 слова) и надежно храните вне цифровых устройств. Можно выгравировать на металле для долговечности. Утеря копии = утрата доступа к крипте, поэтому храните её в секрете.
- Сильное шифрование цифровых резервных копий: Если резервная копия хранится на устройстве, обязательно используйте надёжное шифрование (например, VeraCrypt). Потеря пароля от архива — утрата крипты навсегда.
- Мультиподпись для крупных сумм: Для крупных объёмов используйте мультисиг-кошельки, требующие несколько ключей для расходной транзакции. Это повышает безопасность и снижает риск полной утраты доступа.
- Холодное хранение: Держите приватные ключи оффлайн — в бумажном кошельке или аппаратном кошельке. Долгосрочные холдеры должны хранить большую часть активов в холодном хранилище вдали от сетевых угроз.
- Остерегайтесь мошенников: Никогда не публикуйте приватный ключ. Никому не давайте его — ни один легитимный сервис его не требует! Получив ключ, злоумышленник безвозвратно украдет средства.
Что важно учесть
Несмотря на все гарантии, алгоритм шифрования Биткоина в будущем может быть признан устаревшим из-за развития вычислительной техники. Квантовые компьютеры могут выполнять вычисления, недоступные для классических вычислителей: то, что раньше требовало десятилетий, для них — минуты. Эксперты предупреждают: теоретически квантовый компьютер сможет взломать алгоритм SHA-256 за 30 минут.Безопасен ли Биткоин?
В реальности, Биткоин сегодня совершенно безопасен. Даже если квантовые вычисления смогут подобрать приватный ключ, новые криптоалгоритмы будут быстро внедрены (например, через софт-форк). Уже сегодня современные решения включают механизмы против квантовых угроз, в частности, мультисиг кошельки, требующие одобрения группой лиц.Что такое мультисиг-кошельки?
Мультиподпись в адресе начинается с тройки и использует скрипт, в котором задается необходимое число подписей для расходной транзакции. Операции с мультисиг-адресов должны быть согласованы определённым числом ключей, иногда всеми. Это значит: даже если один из участников скомпрометирован, расход средств не произойдёт без остальных согласованных подписей. Когда вы переводите криптовалюту на биржевой кошелек, ваши активы зависят от защиты конкретной биржи. Поэтому важно хранить средства оффлайн — максимально защититься от злоумышленников можно только так. Реализовать это можно разными способами — от технически продвинутых аппаратных кошельков до обычной бумажки. Следующий логичный шаг после биржевого кошелька — оффлайн программный кошелёк. Обычно это программа на ПК или смартфоне, генерирующая приватный ключ и защищающая ваши активы. Рекомендуется использовать отдельное устройство, не подключающееся к интернету. Для наилучшей безопасности ограничьте сетевой доступ приложения. Тем не менее, пусть даже дыры программных кошельков хорошо изучены, они всё равно безопаснее, чем онлайн-кошелёк биржи. Наиболее надёжный метод: записать вашу мнемоническую фразу на бумаге и хранить её, где никто не найдёт. Так вы ни с кем не делитесь seed-фразой, и только вы владеете своими средствами. Это признанно самым надёжным и дешёвым способом хранения криптовалют.Как обезопасить свои биткоины?
Самый удобный, но и самый дорогой способ — аппаратный кошелёк. Это физическое устройство для хранения приватных ключей с широким набором функций, упрощающих офлайн-хранение.Аппаратные кошельки поддерживают несколько криптовалют и могут подключаться к интернету (например, через USB) для перевода средств на биржу или с неё. Некоторые модели поддерживают мультисиг и оснащены LCD-экранами для показа информации даже без подключения к ПК.Блокчейн и квантовая устойчивость (источник)
