进一步了解比特币签名中的随机风险

您应该了解在签署比特币交易时随机 k 值的重要性。 我们甚至可以说，k值的随机性与私钥的随机性一样重要。 今天，让我们更深入地探讨这个话题。

现在大家都知道不安全的随机数生成器可能会导致k值重复（当然对应的r值也重复），进而导致私钥泄露，所以保证k值应该就可以了没有重复吧？

Filippo在上一篇文章中提到，他对k值的看法是“k必须是秘密的、唯一的。NOT NECESSARILY RANDOM”。 （k值必须是保密且唯一的，不一定是随机的）。 这句话其实不是很严格，因为“机密且唯一”其实是指尽可能“真实”的随机，至少要做到密码安全的随机性，否则，什么是“机密且唯一”，即使是RFC6979规范，也可以看作是一种专门设计的、密码安全的随机数生成方法。

对于比特币安全来说，最重要的还是随机性，因为我们面临的不仅仅是“用同一个私钥签出的不同交易中使用了重复的k值”的风险，还有其他潜在的暴力行为。 私钥泄露的可能性，安全工程师和比特币开发者需要了解这些可能性，而黑客可能正忙于学习和分析历史区块链数据以寻找机会窃取硬币。

可能性 1

用户A和用户B使用同一个钱包方案，由于钱包依赖的随机数生成器不够安全，导致A和B使用相同的k值来签署交易，从区块链数据中可以看出，即, r 的值在由两个不同的比特币地址签出的交易中是相同的。 在这种情况下，作为第三方观察者的黑客可能没有办法得到这两个地址，但理论上如果A记录了自己的k值，就可以计算出B的私钥，反之亦然。 当然，因为没有人也没有钱包软件会记录过去签名时使用的k值（如果记录了会比较有问题比特币交易生成器app，因为如果有人获取到你之前使用的k值，就可以逆向你的私钥，然后偷你的比特币），所以一般来说，这种r值重复的风险远小于同一地址签出的交易r值重复的风险。 但不排除有黑客分析了钱包的随机数漏洞，试图通过降低概率空间来暴力破解k值，从而盗取钱包用户的比特币资产。

可能性 2

用户A和用户B使用同一个钱包方案，由于钱包依赖的随机数生成器不够安全比特币交易生成器app，导致A和B之间k值出现两次重复（不是自己重复，而是互相重复），即A使用k1和k2，B也使用k1和k2。 在这种情况下，任何第三方黑客都可以推导出A的私钥和B的私钥，双方的比特币资产都会被盗走。

可能性 3

由于某些钱包方案依赖的随机数生成器不够安全，签署交易时使用的k值与私钥相同（钱包软件一般使用相同的随机数算法生成私钥并计算k值），不用担心交易一广播出去，币马上就没了。 如果黑客运气好，程序运行得更快，它甚至可能会双花刚刚广播的交易。

看到上面的几种可能，你应该明白除了私钥的安全之外，k值的随机性对于比特币的安全性有多重要？

我们都知道比特币的私钥可以看作是宇宙中的2^256个抽屉（其实私钥的范围比这个数字还要小），生成私钥就相当于拉出一个抽屉，把钱放进去它。 这样，我们也可以认为k值在宇宙中有2^256个键。 我们每次花钱都要随机拿一把钥匙，用完就把钥匙扔掉。 这两个过程必须保证是随机的，避免被别人复制。 如果重复，可能会导致财产损失。 这就是为什么说“随机是比特币的命脉”的根本原因。

像上一篇文章提到的blockchain.info问题，这篇文章的这些可能性其实概率更高。 例如，如果服务器管理员能够在一定程度上掌握服务器的随机数，除了增加与私钥碰撞的概率外，还可以大大增加与k值碰撞的概率； 对于第三方黑客来说，也有比较多的问题地址和交易是为了让它尝试逆向私钥； 这就是错误的随机数生成方案带来的潜在风险。

这些有问题的r值在历史上都出现过，也有很多直接因为单个地址的r值重复导致的丢币（这种情况最容易被黑客判断），本文的几种可能性也发生过，但是否真的导致用户丢币就不得而知了，因为即使真的丢了，用户也可能不知道为什么，谁偷了，又是怎么被偷的。 知道。 前面说了，k值的概率空间是2^256，即使地球上的每个人每天都从早到晚都在用比特币交易，也不应该有重复。 目前仅百万个钱包、千万笔交易量级就导致了如此多的r值问题，足以说明目前很多钱包方案也“太随机”了。

历史上的一个区块（322925）中，重复了很多地址很多交易的r值（兄弟，你在签署比特币交易的时候用了同一个k值，是不是写了一个循环？）。

这里再补充一点，如果大家使用一个尽可能“真实”的加密安全随机数生成器来生成k值，那么从逻辑上讲，整个区块链上的r值也应该是随机分布的，因为数区块链上交易的增加，从统计上看，r值分布也应该越来越均匀。 但实际情况是，整个区块链的r值分布非常集中（可能是部分钱包使用了不安全的随机数方案），随着交易数量的不断增加，与有问题的地址碰撞的概率也随之增加。 越来越高了。 这也是比特币未来发展的一个巨大隐患。 它应该引起钱包解决方案提供商和比特币公司的足够关注。 也许黑客会比你更关注它！

最后想问大家一个问题，你们的随机数安全吗？

随机系列还有最后一篇，敬请期待！

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