Khóa riêng tư là gì?

Khóa riêng tư là dữ liệu mật mã bí mật được thuật toán ký dùng để tạo chữ ký số. Trên blockchain, một chữ ký hợp lệ có thể đáp ứng điều kiện ủy quyền bằng khóa mà không cần gửi khóa riêng tư lên mạng lưới.

Khóa riêng tư không phải bản thân tài sản mã hóa và cũng không được lưu “bên trong” một đồng coin. Tài sản hoặc số dư được thể hiện qua sổ cái và quy tắc của mạng lưới. Khóa cung cấp bằng chứng cần thiết để ủy quyền một hành động theo các quy tắc đó. Sự phân biệt này rất quan trọng vì tài khoản do logic hợp đồng thông minh, nhiều khóa hoặc cơ chế khôi phục khác kiểm soát không phải lúc nào cũng có thể rút gọn thành một địa chỉ và một khóa riêng tư.

Khóa riêng tư trở thành quyền ký như thế nào?

Trong hệ thống đường cong elliptic, quá trình tạo khóa bắt đầu bằng việc chọn một giá trị riêng tư trong phạm vi hợp lệ bằng quy trình tạo số ngẫu nhiên phù hợp, rồi suy ra điểm công khai tương ứng. SEC 1 mô tả cả việc tạo cặp khóa đường cong elliptic và xác thực khóa công khai. Nguồn ngẫu nhiên yếu, việc tái sử dụng không an toàn bí mật dùng cho từng chữ ký khi cơ chế yêu cầu giá trị mới, hoặc lỗi triển khai đều có thể phá vỡ thiết kế toán học. SEC 1: Elliptic Curve Cryptography

NIST FIPS 186-5 mô tả chữ ký số qua ba quá trình có liên quan: tạo cặp khóa, tạo chữ ký và xác minh chữ ký. Khóa riêng tư được dùng để tạo chữ ký; khóa công khai được dùng để xác minh. Bên xác minh không cần khóa riêng tư và một dịch vụ hợp lệ không cần khóa này chỉ để kiểm tra chữ ký có hợp lệ hay không. NIST FIPS 186-5

Với một giao dịch blockchain điển hình do khóa kiểm soát, phần mềm ví:

1. tạo dữ liệu mà mạng lưới yêu cầu được ký;
2. dùng khóa riêng tư trong thuật toán chữ ký đã chọn;
3. trả về chữ ký trong khi giữ khóa trong môi trường lưu trữ hoặc ký; và
4. phát giao dịch đã ký để các bên tham gia mạng lưới xác thực theo quy tắc giao thức.

Dữ liệu chính xác được ký phụ thuộc vào mạng lưới và loại giao dịch. Không nên giả định chữ ký hợp lệ cho một cách tuần tự hóa, một chuỗi hoặc một miền ủy quyền cũng hợp lệ ở mọi nơi.

Khóa riêng tư, khóa công khai, địa chỉ và tài khoản

• Khóa riêng tư: đầu vào bí mật dùng để tạo chữ ký.
• Khóa công khai: dữ liệu tương ứng dùng để xác minh chữ ký.
• Địa chỉ: mã định danh theo mạng lưới, có thể được suy ra từ khóa công khai, tập lệnh hoặc quy tắc triển khai.
• Tài khoản: trạng thái mạng lưới hoặc cơ chế ủy quyền gắn với một địa chỉ.

Tài khoản Ethereum do bên ngoài sở hữu (EOA) được kiểm soát bằng khóa riêng tư và địa chỉ của chúng được suy ra từ khóa công khai. Tài khoản hợp đồng có địa chỉ nhưng không có khóa riêng tư riêng; mã lệnh kiểm soát hành vi của chúng. Khóa validator Ethereum cũng đảm nhiệm vai trò giao thức khác với khóa EOA. Các khác biệt này cho thấy câu “địa chỉ là tài khoản của một khóa riêng tư” không phải quy tắc phổ quát. Ethereum accounts

Bitcoin dùng các điều kiện chi tiêu riêng cho từng đầu ra. Tùy loại đầu ra, việc chi tiêu có thể yêu cầu một chữ ký, một trong nhiều chữ ký hoặc đáp ứng một tập lệnh. Khóa riêng tư không tự mình di chuyển một số dư trừu tượng; nó giúp tạo bằng chứng được một điều kiện chi tiêu cụ thể chấp nhận.

Một ví có thể quản lý nhiều khóa riêng tư

Phần mềm ví là giao diện và hệ thống quản lý khóa, không phải một khóa duy nhất. Các ví “khóa rời” đời cũ tạo nhiều khóa không liên quan và mỗi khóa đều phải được sao lưu. Ví phân cấp xác định (HD) có thể suy ra một cây khóa từ dữ liệu gốc, giúp giảm nhu cầu sao lưu riêng từng khóa con. Bitcoin Developer Guide: wallets

Trong BIP-32, một seed tạo khóa riêng tư mở rộng chính, kết hợp khóa riêng tư với mã chuỗi. Sau đó, các khóa con mở rộng được suy ra theo đường dẫn. Cách suy ra tăng cường và không tăng cường có đặc tính khác nhau: khóa công khai mở rộng có thể suy ra khóa công khai con không tăng cường nhưng không thể suy ra khóa con tăng cường. Khóa riêng tư mở rộng có thể làm lộ cả một nhánh, nên không thể dùng thay thế cho một khóa riêng tư lá. BIP-32: Hierarchical Deterministic Wallets

Khóa riêng tư, cụm từ hạt giống, passphrase và mật khẩu ví

Các bí mật này hoạt động ở những lớp khác nhau:

• Khóa riêng tư ký cho một cặp khóa.
• Cụm từ hạt giống trong ví tương thích BIP-39 là một chuỗi từ có thứ tự được xử lý thành seed; seed đó sau này có thể tạo nhiều khóa.
• Passphrase BIP-39 là đầu vào bổ sung khi tạo seed. Mỗi passphrase đều tạo ra một seed, nhưng chỉ tổ hợp cụm từ và passphrase dự kiến mới khôi phục đúng cây khóa.
• Mật khẩu hoặc mã PIN của ví thường kiểm soát quyền truy cập cục bộ vào ứng dụng, thiết bị hoặc tệp khóa đã mã hóa. Chúng không tự động là khóa ký blockchain hay passphrase BIP-39.

Đổi mật khẩu ứng dụng có thể mã hóa lại vùng lưu trữ cục bộ nhưng không làm thay đổi các khóa bên dưới. Nếu khóa riêng tư hoặc bí mật khôi phục đã bị sao chép, chỉ đổi mật khẩu ứng dụng không làm bản sao đó mất hiệu lực. Ngược lại, mất mật khẩu ứng dụng không phải lúc nào cũng đồng nghĩa mất khóa bên dưới nếu còn một phương thức khôi phục được hỗ trợ. Cách triển khai khác nhau, nên phải kiểm tra theo thiết kế của ví thay vì suy luận chỉ từ từ “mật khẩu”. BIP-39

Xâm phạm, sao lưu và thay thế khóa

Hướng dẫn quản lý khóa của NIST coi việc tạo, lưu trữ, sao lưu, khôi phục, sử dụng, thu hồi và hủy là các phần riêng biệt trong vòng đời khóa. Các giao thức blockchain xử lý khóa ký bị xâm phạm theo những cách khác nhau. Một số cơ chế do khóa kiểm soát không có chức năng đặt lại tập trung: việc chuyển tài sản hoặc thay đổi quyền có thể cần một giao dịch hợp lệ khi quyền ủy quyền ban đầu vẫn còn sử dụng được. Tài khoản hợp đồng thông minh hoặc hệ thống lưu ký có quản lý có thể áp dụng quy tắc khôi phục và thay thế khác. NIST SP 800-57 Part 1 Rev. 5

Giữ kín khóa là điều cần thiết nhưng không khiến mọi chữ ký đều phù hợp. Phần mềm độc hại có thể thay đổi dữ liệu giao dịch, giao diện lừa đảo có thể yêu cầu quyền rộng hơn dự kiến và người ký có thể ủy quyền một chỉ dẫn ngoài mong muốn mà không hề xuất khóa. Bảo mật khóa và ký sau khi hiểu rõ nội dung là hai biện pháp kiểm soát riêng biệt.

Không nên nhập khóa riêng tư hoặc cụm từ khôi phục vào trang web hay tin nhắn chỉ vì ai đó tự nhận đang hỗ trợ hoặc xác minh quyền sở hữu. Một quy trình xác minh chữ ký bình thường có thể kiểm tra chữ ký mà không yêu cầu người ký tiết lộ khóa bí mật.

Câu hỏi thường gặp

Nhà cung cấp ví có thể đặt lại khóa riêng tư bị mất không?

Không có cơ chế đặt lại khóa riêng tư áp dụng cho mọi trường hợp. Trong mô hình tự lưu ký thông thường, việc khôi phục phụ thuộc vào bản sao lưu hiện có hoặc cơ chế khôi phục đã được tích hợp sẵn trong ví hay tài khoản. Mô hình lưu ký và tài khoản dựa trên hợp đồng thông minh có thể hoạt động khác.

Xuất một khóa riêng tư có sao lưu toàn bộ ví không?

Không nhất thiết. Ví HD có thể quản lý nhiều khóa và một khóa lá không thể tái tạo seed, các nhánh khác, thiết lập suy ra hoặc siêu dữ liệu tài khoản. Phương thức sao lưu phải phù hợp với kiến trúc ví.

Khái niệm liên quan

Để xem phần so sánh chi tiết hơn, hãy đọc Khóa riêng tư và khóa công khai khác nhau thế nào?.

Đọc thêm về khóa công khai, cụm từ hạt giống, địa chỉ blockchain và ví tiền mã hóa, hoặc quay lại Thuật ngữ tiền mã hóa.

Nguồn

• NIST FIPS 186-5: Digital Signature Standard — quá trình tạo cặp khóa, tạo chữ ký và xác minh.
• NIST SP 800-57 Part 1 Rev. 5 — loại khóa, yêu cầu bảo vệ và quản lý vòng đời.
• SEC 1 Version 2.0 — tạo cặp khóa đường cong elliptic và các thao tác chữ ký.
• Ethereum: accounts — EOA, tài khoản hợp đồng, cặp khóa và địa chỉ.
• BIP-32 — cây khóa HD, khóa mở rộng và cách suy ra tăng cường.
• BIP-39 — xử lý từ cụm từ ghi nhớ thành seed và passphrase tùy chọn.
• Bitcoin Developer Guide: wallets — kiến trúc ví, khóa ký và cách suy ra xác định.