TVでのビットコインのハッキング：難読化、難読化しないで、まだQRを取得します

QRコード形式のビットコインの秘密鍵が、塗りつぶされた画像からどのように復元されたかの物語

この投稿は、「QRコードはどの程度良いのか、ほとんど何からでも回復する方法」と呼ぶことができます。 しかし、QRコードがキューボールで1000ドルの財布の鍵である場合、それははるかに興味深いです。







Roger VerがBitcoinウォレットについて語るドキュメンタリーの一部。



私たちが始める前に、私は答えます：私たちはインタビューを記録したジャーナリストを知りません、そして、ロジャーVer。を知りません。 このビデオにアクセスできる人はだれでも秘密鍵を入手できます。



ビットコイン、イーサリアム、ライトコイン、ダッシュ、ネオ...

暗号通貨はどこにでもあり、急速に成長しています。 私に関しては、2013年からビットコインを監視しています（しかし、それは私が買うという意味ではありません）。 「Mastering Bitcoin」を3回読んで、その各部分が実際にどのように機能するかを理解し、他の人に説明できるようにしなければなりませんでした。 それにもかかわらず、私は現代の市場に追いつくことができず、新しい暗号通貨、アルゴリズム、新しいICOが毎日どこにでも現れます。



インターネット上のチュートリアルに従うことで、暗号通貨の使用を簡単に開始できます。 ウォレットアプリケーションをダウンロードして、キーペアを作成し、交換機の1つで暗号通貨を購入するだけですが、同時に、暗号通貨を研究するための曲線は非常に複雑です。



また、このメカニズムで各部分がどのように機能するかを完全に理解していない場合は、暗号通貨での作業を避ける必要があります。 それらの1つは、この投稿のトピックである秘密キーを安全に保つことです。



「暗号化クラブ」の主なルール： 秘密鍵を他人と共有しないでください。



暗号通貨を使用する際に最も重要なことは、秘密のセキュリティキーです。 あなたがそれを失った場合、あなたはあなたのお金を失ったと言うことができます。 誰かがあなたのセキュリティキーにアクセスすると、お金も失われます。 すべてがシンプルです。



実際の例では、油を塗ったが、フランスのテレビ番組「Complémentd'enquête」のために@rogerkverによって作成された1000ドルのビットコインウォレットの秘密鍵を段階的に復元した方法を示します。

はじめに

先週、フランス2はビットコインに関するドキュメンタリーを放送しました。 彼らは最速の視聴者にビットコインで1,000ドルを提供することにした@rogerkverにインタビューしました。 残念ながら、QRコードと秘密鍵はフランス2によってカバーされていました。

















図1.難しいQRコードと秘密鍵。



Twitterで不満を言う人が何人かいましたが、「フランス2」がビットコインを自分たちで保持することを決めたというツイートを残した人もいました。 これは誤った仮定です。「フランス2」は、ビットコインを固定したかったからではなく、法的に拘束されていたためにQRコードを閉じました。



できるだけ多くのアプリケーションでQRコードをスキャンしようとすることはできますが、強力なぼかしのために解読することはできません。



ロジャーワースが秘密鍵のコピーを保持しているとは思わないので、話はこの時点で終わり、1000ドルは永遠に失われます。 インタビュアーのみがビットコインを買い戻すことができました。



しかし、インタビューの最後に、彼らはQRコードのごく一部を見せました。 彼らは秘密鍵を見つけることができなければ1,000ドルが失われることを知って、意図的にこれをしましたか？ または、これは暗号通貨の使用を開始するときに犯す可能性のある間違いの1つでしたか？







図2. QRコードの開いている部分と、下のキーが付いた汚れた線



友達が撮ったQRコードのスクリーンショットを受け取ったとき、友人の@clementstorckに書き込もうとしていた。 このような少量の情報で秘密鍵を取得できるかどうかを調べるために作業することにしました。



正直に言うと、ブルートフォースのみを使用して秘密キーを見つける可能性はゼロに近かった。 QRコードの特性と損傷に対する耐性を知っていました。 私たちの目標は、未知のパラメーターの数を最小限に抑えるために、できるだけ多くの情報を収集することでした。 ある段階で、私たちはバスティングに頼ることになることを知っていました。 以下のすべてのステップの後、合計2 097 152の組み合わせをソートする必要がありました=）。



それでは、どこから始めますか？ 以下に、秘密鍵を取得するために行ったすべての手順を示します。

1. 情報収集
2. シャーマンにしましょう。 画像処理。
3. QRコード標準、パート1
4. QRコード再構築
5. QRコード標準、パート2
6. QRコードのデコード
7. エラー修正コード
8. パイソンブルート

1.情報の収集

最初のステップは、インタビューから可能な限り多くの情報を収集することでした。 フレームごとに再生を見て、次のようなショットを取得しました。



（ほとんど） 空のBTCウォレットにつながる公開鍵。 ロジャーVerは嘘をついた？ 多くの人々がこれについてTwitterで話しました。 彼は嘘をつきませんでした、彼は彼のツイッターの投稿に彼がセールについて話しました 。 BCHウォレットを探す必要がありました。









図3.公開キーとQRコード：17Qgadvc7pm51mV9r9zUAs4xU1XXwDRr8o



アクセスキーで文字列の一部がぼやけています。 画像分析の段階でこれを使用して、最初の6文字を取得します。 エラー修正コードのステップは、次の7文字を提供します。







図4.秘密鍵を含む文字列の見落とされた部分。 いくつかの単語を見ることができますが、基本的に画像は明確ではありません。



秘密キーの最後の文字は、キーの8つの極端な文字のロックを解除するのにも役立ちます。









図5.最後の文字は明確にVです。



QRコードの上部と下部の低品質のスクリーンショット。 また、リカバリフェーズで（少し）より多くのデータを取得し、QRコードを入力するのにも役立ちます。







図6. QRコードの上部、最初の行を使用できます。









図7. Che、真剣に?? QRコードの左側の部分である最初の2列も（部分的に）使用できます。



彼が公開鍵と秘密鍵の作成に使用したツールは、Bitcoin.comのシングルウォレットツールです。 これにより、QRコード内のデータに関する情報が得られました。これに似た32のシンボリックビットコインウォレットキーです。

KwjiU4CVAmdyxyDbvkbx2XbSoU1nxZgyXz7usqAemvsd4RdGHoPF

次のステップは、QRコードを再作成することです。

2.混乱しましょう。 画像処理

さて、この段階では、QRコードの1/3未満しかありませんが、まだ秘密鍵からはほど遠い状態です。 取得したスクリーンショットから何を学ぶことができますか？



2つのスクリーンショットに焦点を合わせることにしました。1つ目は秘密キーのぼやけたQRコードです。QRコードアプリケーションが処理後にそれを読み取ることができるかどうかを知りたかったのです。



作業したい2番目のスクリーンショットには、秘密キーの一部が含まれていました。 ECC（エラー修正コード）コードを機能させるには、少なくとも少量のデータが必要であることがわかっていました。



スクリーンショットを専門家に送信することにしました。 多くの結果で:)







これは、ぼかし効果を部分的に削除した後の結果です。



処理後のQRコードのバージョンも、QRコードを読み取るためのアプリケーションによってデコードされませんでした。 この男がQRコードでいくつかのテストを実施し、コメントでそれらがスキャンされていることを確認したため、私たちはそれを試してみることにしました









図8.この写真には何も見つかりませんでした。 最後の手紙の確認のみ。



秘密鍵文字列の2つの不明確なバージョン。 最初の文字には最初の4文字（明らかに「K」は表示されません）、2番目の文字には最初の6文字（「z」は表示されません）が表示されます。









図9.写真は鮮明ではありませんが、「yUz」が表示されます。









図10.「KyU？SR」の最初の6文字を読むことができます



この情報は後で使用します。 彼女は後で私たちが数ビットを補うのを手伝います。

3. QRコード標準、パート1

損傷したQRコードを回復する際に、QRコードの仕組みとECC機能の制限を理解することが重要でした。



ウィキペディアは良いスタートですが、必要なのはISO / IEC 18004 のみでした（Swisseducには初版の無料版があります ）。 この宝物もオンラインで見つけました。









図11.このスクリーンショットからエラー修正レベルとQRコードマスクを抽出できます。



QRコードの再構築を始める前に、ISO標準とQRコードの構造を使用して、この画像から何を抽出できるかを見てみましょう。







図12。



私たちにとって興味深い青色の列は（x：8、y：22-28）でした。



これは、フォーマット情報行の一部です（15ビットシーケンス、5データビット、および10 BCHエラー訂正ビット）。 （x：8、y：22-28）にあるビットは、行のビット8-14です。 15のうち7ビットしかありませんでしたが、必要な情報を見つけるにはこれで十分でした。



形式情報行は、QRコードに適用されるエラー修正レベル（EC）とマスクパターンをエンコードします。 4つの可能なECレベル（L、M、Q、H）と8つの可能なマスクパターン=> 32の可能な情報情報形式があります。



情報行の作成方法の詳細は、標準の76ページ（付録C-形式情報）に記載されています。 32のオプションのリストはここにあります 。









図13



上から下。 8〜14行の情報行があります。 ビット14が最も重要です。 スクリーンショット11では、それを読むことができます。

0011001XXXXXXXXX

フォーマット情報の行のテーブルでのクイック検索。 ECCレベルに一致するものと一致する唯一の組み合わせ：およびマスクがあります：3









図14



また、QRコードのエンコード形式を見つける必要がありました。 5つの異なるエンコード形式があります（それぞれが独自の方法でテキストをビットに変換します）：

• 数値（0-9）
• 英数字（0〜9、A〜Z、その他9文字：スペース$％* +-。/ :)
• 8ビットバイト（JIS文字セット8ビット。JISX 0201日本語版os ISO 646 ）
• 漢字（JISシフト文字。各漢字を2バイトにエンコードできます）
• ECI（カスタム/カスタムエンコーディングが必要な場合は拡張チャネル解釈）

QRコードのエンコード形式は8ビットのByte型で、数字と英数字の型は秘密キーのアルファベット（小文字なし）でサポートされていません。漢字は2バイトをエンコードします（1つだけ必要です）。 。



QRコードの再構築を開始する準備がほぼ整いました。最後に知っておく必要があるのは、QRコードのサイズです。



QRコードのサイズには40種類あります（バージョンと呼ばれます）。 21x21ピクセル（バージョン1）から177x177ピクセル（バージョン40）まで開始できます。 バージョン番号を増やすたびに、4x4ピクセルずつ成長します。 各バージョンには、エンコード形式とエラー修正レベルに基づいた最大容量があります。



各QRコードの容量は、そのバージョンとエラー修正レベルによって異なります。 詳細は、ISO規格の28ページに記載されています。

QRコードには、エラー修正レベルHの52文字（416ビット）を格納する必要があることがわかっていました。









図15. V6は、エラー訂正レベルHで416ビットキーが保持できる最小サイズです。V5は小さすぎ、V7は大きすぎます。



第6バージョンのQRコードサイズは41x41pxです。



これで、QRコードの再構築を開始するために必要なすべての情報が得られました。

4. QRコードの再構築

41x41ピクセルのQRコードを復元しなければならなかったことを知っています。 Googleスプレッドシートで作業することにしました（QRコードのマスキングなどの機能を簡単に描画して適用できます）。



次の手順を完了しました。

1. 図12に示すように、標準の一部である各テンプレート（位置決めテンプレート、位置合わせテンプレート（QRコードバージョン6から1つのみ）、同期テンプレート、および区切り文字）を描画します
2. 前の手順で見つかった形式情報文字列からビットを追加します。
3. 撮影したスクリーンショット11に基づいて、QRコードの残りを入力します。

QRコードの上部と左のスクリーンショットも使用しましょう。 これはそれほど重要ではありませんが、この段階ではすべてが重要です。









図16.一番上の行でさらにいくつかのビットを収集した方法。









図17. QRコードの左側の同じプロセス（90°回転）



以下は、回復できたQRコードです。 次のステップでは、コードワードとエラー訂正コードワードを抽出するためのビットシーケンスを決定します。









図 18. QRコードの段階的な再構成。

5.標準QRコード、パート2

より多くのビットを抽出したい場合、QRコードを読み取る方法を理解する必要がありました。



QRコードは、 データコードワードとエラー訂正コードブロックで構成されます。

各ブロックは8ビット長で、各ビットはモジュール（黒または白の正方形）で表されます。 QRコードを見ただけでは、特定の白い正方形が「0」または「1」であると言うことはできません。これは、後で説明するように、QRコードをレンダリングする前にマスクが適用されるためです。



データコードワードには、以下に示す単純なプロトコルにカプセル化されたメッセージ/データが含まれます（詳細は、ISO規格の17ページに記載されています）。

• モードインジケータ：メッセージ/データシーケンスがどのエンコードモードでエンコードされているかを示す4ビットの識別子。
• 文字カウントインジケータ：メッセージの長さを示す一連のビット。 エンコードモードとQRコードのバージョンに応じて変更されます。
• メッセージ/データストリーム（秘密キー）。 （1文字あたり8ビット）
• ターミネーター：メッセージを表すビット文字列を終了するために使用される4ビット。
• ビットを埋める：空のビットストリーム位置を埋めるために使用されます。

図 19.データコードワードを含むビットストリーム。



ECC（エラー修正コード）コードワードがデータコードワードシーケンスに追加され、エラーまたは削除が発生した場合にデータコードワードを検出および修正します。 これらは、データコードワードから作成されたリードソロモンコードです。 手順7でそれらについてもう少し説明します。



データコードとエラー修正コード（ECC）の数は、エラー修正のバージョンとレベルによって異なります。 エラー修正のバージョンとレベルに応じて、グループ（1または2）とブロック（1〜67）に分けられます。









図 20.バージョン6のエラー修正特性（ISO標準のp。35）



この場合（バージョン6、レベルH）、各ブロックに15個のデータコードワードと28個のECCコードワードがあります。 QRコードには、合計172コードワードの4ブロックのグループが1つ含まれます。









図 21.データコードのブロック。 各コードワードは8ビット長です。 図19のビットストリームの一部を搬送します。









図22. ECCコードワードブロック。 これらは、データブロックから取得した8ビットのリードソロモンコードです。

6. QRコードのデコード

次のステップは、QRコードを読み取り、ステップ5から可能な限り多くのデータコードワードとECCコードテーブルを記入することでした。



最初のステップは、QRコードのマスクを解除することでした。 Googleスプレッドシートを使用してマスクを作成し、BITXOR関数を使用してマスクを適用しました。









図23. QRコードに適用すると、各緑のマスクモジュールはモジュールの色を反転します。



マスキングプロセスの結果は、読み取り可能なQRコードです。 QRコードの読み方と開始場所 ISO規格では、コードワードがQRコードに表示される方法とその読み取り方法について説明しています（p。46：コードワードをマトリックスに配置する）。



QRコードにコードワードを配置しましょう。









図24.データコードワードとエラー訂正コードの位置。 あなたは規則的および不規則な文字を見ることができます。



それでは、それぞれを読んでみましょう。 以下に示すように、またISO標準の47ページで説明されているように、各文字は、その読み取りの形状と方向に応じて異なる方法で読み取る必要があります。









図25。



以下はビットごとの読み取りQRコードです。各Xは不明なビットです。









図26.手動デコード、1ビットずつ。 おかしいですね。



次に、ステップ4のデータとECCテーブルを読み取ってデータを取り込みました。









図27.プロトコルビットと画像分析を使用して受信したQRビットを埋めたQRコードを読み取った後のデータコードワード。



コードワード＃1および＃2は、プロトコルの一部であるため知られています（モードインジケーター+文字番号インジケーター）。



コードワード3、4、6、および7は、ステップ2で行った画像分析に基づいて既知です（「KyUzsR」）



コードワードNo. 54からNo. 60もプロトコルの一部であるため知られています（ターミネータ+パディングビット）。



オープンな「X」はそれぞれ、ECCフェーズで成功する可能性を高め、将来克服しなければならない機会の数を2つに分けます。



メッセージ/データを伝送するすべてのコードワードの5番目のビット全体が「0」に設定されている理由を疑問に思うかもしれません。 これは、秘密鍵のアルファベット（ Base58Check ）がわかっているためであり、8ビットのエンコード時にこのアルファベットのすべての文字が「0」で始まるためです。 （各コードワードの5番目のビットは、最初の12番目のプロトコルのビットによって導入されたシフトのため、メッセージの各文字の最初のビットです）。







図28. QRコードを読み取った後のECCコードワードテーブル。 これらはすべてリードソロモンデコーダーによって決定されるため、ここでできることは何もありません。



エラー修正コードの魔法を使用して、できるだけ多くのデータを回復しましょう。

7.エラー修正コード

この時点では、キーの完全な値にはまだほど遠い状態でしたが、ECCを使用してキーを復元するのに十分なデータを収集したかどうかはすぐにわかりました。



ECC （エラー修正コード）は、信頼できないチャネルで信頼できる通信を提供する技術です。 エラーと消失を検出して修正することにより、元のデータを復元できます。



QRコードは、リードソロモンコード（手順3で形式情報文字列をデコードするときに見たBCHコードのサブタイプ）を実装します。

リードソロモンコードをエンコードまたはデコードする方法については詳しく説明しません。 インターネットには多くの優れたリソースがありますが、要するに：



リードソロモンエンコーディングデバイスは、ECCコードワードを生成します。 それらは、メッセージを表す多項式と既約生成多項式の間の除算の残りです。









図29. 28 ECコードワードの既約生成多項式



リードソロモンデコーダーは、メッセージをデコードする方法がたくさんあるため、もう少し複雑です。 このタスクにはさまざまなデコードアルゴリズムがあり、 このページはデコードプロセスを理解するのに非常に役立ちます。



リードソロモンデコーダーは、消去とエラーを同時にデコードできます。 残念ながら、 Singleton Boundと呼ばれる制限があります。



私たちが抱えていたリスクは、この制限を超えることでした。 リードソロモンは最適なFECであり、崖効果に対して「脆弱」です。 これは、制限を超えた場合、EUコードを取得できないことを意味します。これは、ブルートフォースに頼る必要がある場所です。



ISO規格の33ページで定義されているように、制限（修正の数とエラーの修正）は、以下の式によって決定されます。



e + 2 * t≤d-p



どこで：

• e：修正の数
• t：エラーの数
• d：エラー修正コードワードの数
• p：誤ったエンコードから保護するためのコードワードの数（この場合は0-6-H）

この式は、ブロックごとに最大14個のエラーまたは28個の消去（または、量が28を超えない場合はそれらの組み合わせ）を修正できることを意味します。 最高レベルのエラー修正（ブロックあたり28コードワード）を得るために、QRコードの消去がどこにあるかを知っているという事実を使用しました。



制限を下回っている場合、または上回っている場合は、各ブロックを確認しましょう。

• ブロック1：データには6つの消去が含まれ、ECCには22の消去が含まれます
• ブロック2：データには12個の消去が含まれ、ECCには21個の消去が含まれます
• ブロック3：データには10個の消去が含まれ、ECCには18個の消去が含まれる
• ブロック4：データには6つの消去が含まれ、ECCには21の消去が含まれる

28回の消去では、ブロック3とブロック1が限界にあり、100％に復元できます。 ブロック4でも同じで、合計27回の消去が行われます。



33回の消去では、ブロック2は制限を超えており、ブルートフォースに頼らなければなりません。 幸いなことに、ブルートフォースは少数の組み合わせで行われます。

8. Pythonとブルートフォース

PythonでReed-Solomonコーデックを使用してメッセージをデコードすることにしました。



Pythonコードと擬似コードの組み合わせを使用して、最終結果を見つけるために行った手順を説明します。



制限を下回り、ブロック3、4、および1をデコードするときに最適なシナリオから始めましょう。







図30.リードソロモンデコーダーを使用したブロック3のデコード。



3番目のブロックのデコード結果：

[115、22、181、6、151、103、118、229、22、133、167、39、101、164、87]

ブロック4と同じプロセスで、変数mess、ecc、error_posの値を変更するだけです。 結果：

[118、132、183、38、36、99、116、53、96、236、17、236、17、236、17]

ブロック1のデコード結果：

[67、68、183、149、87、167、53、39、86、71、4、230、180、196、182]

すべて順調です。 残念ながら、ブロック2で同じことを行おうとすると、制限を使用するためデコードが失敗します。



私たちが持っていた唯一の解決策はブルートフォースでした。 5の負のマージン（28ではなく33の消去）があったため、目標は5つのコードワードを復元（ソート）し、復号化によって得られた結果を確認することでした。



可能性を減らすために、未知のビットの少ないバイトをテーブル27および28で探しました。 コードワード17、19、20、27とECコードワード50は興味深いものでした。



合計21の不明なビットは、2²¹（2 097 152）の組み合わせになります。 そんなにない。 以下はブルートフォースの擬似コードです。







図31. 2番目のブロックのブルートフォースにより、最後に必要なビットが得られます。



私のi5-6600Kプロセッサは、シングルコアで1分あたり約30,000キーを計算できました。 秘密鍵の復元に適した最初のソリューションを見つけるには、30分と838,849サンプルが必要でした（これらの2,097,152の組み合わせのうち、フィルターに一致するソリューションは2つしかありませんでした）。









図32.ブロック2のブルートフォース



2番目のブロックの結果：

[85、99、35、131、19、84、181、99、148、87、165、38、99、116、84]

これですべてのコードワードが得られました。最後のステップは、これらすべてのコードワードをバイナリに変換し、表27に記入し、最初の12ビット、最後の52ビットをトリムし、デコードして出来上がりです！



最終結果は秘密鍵です：

KyUzsRudpNkLKeV2815KV9EzRf7EG1kPivwnQhZrvZEwhKrbF7CV

言うまでもないことですが、この秘密鍵はもはや関係ないので、使用すべきではありません！









秘密鍵のQRコードが復元されました。



ロジャー、セールありがとうございます。 BCHの償還プロセスは、テレビでQRコードをスキャンするほど簡単ではありませんでしたが、難しくて面白かったです。



翻訳：ヴャチェスラフ・ブカトフ

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この翻訳は、企業向けの会計システムを専門的に開発している企業であるEDISON Softwareによってサポートされています。たとえば、 印刷製品の生産と販売の 会計、プール訪問の会計などです 。

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