Tantangan terbesar dalam pengelolaan Bitcoin: peran kunci rahasia dan BIP39

Nilai intrinsik Bitcoin terletak pada bagaimana mengelola kunci pribadi secara tepat. Jika kunci ini hilang, maka hak akses ke Bitcoin juga hilang. Pepatah yang sering dikatakan “tanpa kunci, tidak ada koin” melambangkan otonomi Bitcoin.

Di mana Bitcoin berada

Hal yang sulit dipahami bagi orang yang tidak akrab dengan teknologi adalah, di mana Bitcoin “berada”. Secara umum, dompet dianggap seperti kotak penyimpanan uang. Namun, dompet sebenarnya tidak menyimpan Bitcoin itu sendiri. Yang disimpan hanyalah kunci pribadi.

Realitas Bitcoin hanyalah entri data di blockchain yang dihosting oleh semua peserta jaringan. Menggunakan Bitcoin sama dengan mengusulkan pembaruan data yang tercatat di blockchain. Kunci pribadi adalah alat yang membuktikan bahwa hanya pemiliknya yang dapat menyetujui pembaruan data tersebut.

Identitas kunci pribadi: angka yang sangat besar

Kunci pribadi pada akhirnya adalah angka yang sangat besar yang terdiri dari 256 angka 1 dan 0 yang dihasilkan secara acak. Dalam format biner, angka ini akan terlihat seperti berikut:

1110001011011001011110111100000101000000100010011110101110110101110111001111111111111010101110100101110100111010011100101001 101111010001100001111101011110011010010111100110111010000011011011011100011010001100011110100011000111101101001001111011010101010110011011010

Kebetulan acak yang luar biasa ini adalah dasar keamanan dompet. Jumlah kombinasi yang mungkin dari kunci pribadi Bitcoin hampir sama dengan jumlah atom di alam semesta yang dapat diamati. Oleh karena itu, jika dihasilkan melalui proses acak yang benar-benar acak, kunci pribadi secara esensial aman.

Berbagai format representasi kunci pribadi

Kunci pribadi yang sama dapat diungkapkan dalam berbagai skema encoding.

Dalam hexadesimal: E2D97BC144089EBB5773FFABA5D3A729BD187D79A5E6E836DC68C7A24F6AB36A

Dalam format impor dompet (WIF): 5KYC9aMMSDWGJciYRtwY3mNpeTn91BLagdjzJ4k4RQmdhQvE98G

Format WIF adalah standar saat awal Bitcoin digunakan untuk bertukar kunci pribadi. Saat itu, pengguna menghasilkan satu kunci pribadi dan menurunkan kunci publik dari sana.

Mekanisme pembuatan kunci publik

Proses membuat kunci publik dari kunci pribadi secara dasar adalah perkalian angka yang sangat besar. Elliptic curve cryptography Secp256k1 yang digunakan Bitcoin memiliki titik khusus yang disebut “titik generator”. Ini adalah titik dasar dari kurva Secp256k1 dan merupakan elemen penting dalam pembuatan kunci dan tanda tangan.

Titik generator G adalah: G = 02 79BE667E F9DCBBAC 55A06295 CE870B07 029BFCDB 2DCE28D9 59F2815B 16F81798

Dengan mengalikan kunci pribadi dengan titik ini, akan terbentuk titik baru di grafik. Titik ini memiliki hubungan matematis dengan kunci pribadi dan menjadi kunci publik.

Kunci publik dalam format tidak terkompresi: 04C0E410A572C880D1A2106AFE1C6EA2F67830ABCC8BBDF24729F7BF3AFEA06158F0C04D7335D051A92442330A50B8C37CE0EC5AFC4FFEAB41732DA5108261FFED

Untuk efisiensi data, kunci publik juga dapat dikompresi. Ini hanya menyimpan satu byte yang menunjukkan tanda dari koordinat y dan x.

Mekanisme penandatanganan transaksi

Saat menandatangani transaksi dengan kunci pribadi, prosesnya juga melibatkan perkalian. Dompet menghasilkan nonce (angka acak), lalu menggunakan kunci pribadi dan hash transaksi untuk melakukan perhitungan dan membuat tanda tangan (dua nilai r dan S).

Dengan tanda tangan ini, siapa pun dapat memverifikasi bahwa tanda tangan tersebut dibuat dengan kunci yang sah tanpa mengungkapkan kunci pribadi. Hak penggunaan Bitcoin secara esensial bergantung pada operasi matematika perkalian angka besar ini.

BIP39: solusi yang ramah pengguna

Segala yang telah dijelaskan mungkin terasa sangat rumit bagi orang yang tidak terbiasa dengan teknologi aset kripto. Bilangan biner, hexadesimal, titik kurva elliptic—semuanya menuntut pemahaman sekaligus. Terutama, tantangan praktis seperti bagaimana membackup kunci pribadi secara aman menjadi masalah serius bagi banyak pengguna.

Untuk mengatasi ini, dikembangkan metode yang lebih intuitif dan aman. Frasa seed (seed mnemonic) adalah jawabannya.

Apa itu Frasa Seed BIP39

Masalah utama dari seed mnemonic adalah kesulitan menyalin dan menuliskan angka 256 digit 1 dan 0. Bahkan satu kesalahan kecil dapat membuat backup menjadi tidak valid:

1110001011011001011110111100000101000000100010011110101110110101110111001111111111111010101110100101110100111010011100101001 101111010001100001111101011110011010010111100110111010000011011011011100011010001100011110100011000111101101001001111011010101010110011011010

Sebagai pengganti deretan angka yang rumit ini, diperlukan representasi yang lebih mudah digunakan manusia.

Contoh seed mnemonic: トラック 更新 怒り ロバ 思い出させる ラップトップ 改革 詳細 分割 悲しみ ため 脂肪

Hanya 12 kata. Penggunaannya menjadi jauh lebih sederhana. Lalu, bagaimana angka acak 1 dan 0 ini diubah menjadi kata-kata bermakna?

Mekanisme encoding BIP39

Seperti halnya biner dan hexadesimal, digunakan skema encoding. Setiap kata dalam seed mnemonic adalah hasil dari pemetaan string tertentu dari angka 1 dan 0 ke kata.

Dalam BIP39, skema encoding standar diperkenalkan. Setiap kata dalam daftar khusus dipetakan ke angka biner dari 00000000001 sampai 11111111111 secara alfabetis.

Contoh pemetaan seed demo:

• トラック: 11101001001
• 更新: 10110110001
• 怒り: 01011110011
• ロバ: 01000001001
• リマインド: 10110101110
• ノートパソコン: 01111101000
• 改革: 10110100010
• 詳細: 00111100010
• 分割: 11010010001
• 悲しみ: 01100110100
• 理由: 00010011110
• 太字: 01010011011

Dalam format biner: 11101001001 10110110001 01011110011 01000001001 10110101110 01111101000 10110100010 00111100010 11010010001 01100110100 00010011110 01010011011

2048 kata dan sistem 11-bit

Dalam BIP39, terdapat 2048 kata, masing-masing dipetakan ke angka 11-bit 1 dan 0. Ini memudahkan pengguna dalam mengelola kunci pribadi.

Ketika angka acak dari kunci pribadi dihasilkan, dompet membagi angka tersebut menjadi potongan 11-bit dan memetakannya ke daftar mnemonic BIP39. Angka besar yang sama akan diubah menjadi kata-kata yang dapat dibaca dalam bahasa Inggris. Otak manusia jauh lebih kuat dalam mengenali rangkaian kata daripada string panjang angka 1 dan 0. Format ini secara signifikan mengurangi risiko kehilangan Bitcoin akibat kesalahan penulisan.

Mekanisme checksum

Jika memperhatikan encoding biner di atas, kata terakhir sebenarnya hanya 8 bit. Ini adalah checksum untuk memastikan validitas seed phrase.

Saat kunci pribadi dibuat, jumlah digit yang diperlukan untuk memetakan ke 12 (atau 24) kata tidak cukup. Dompet akan melakukan hash terhadap angka yang ada dan menambahkan beberapa bit dari hash tersebut ke akhir kunci pribadi. Dengan cara ini, jumlah digit yang diperlukan untuk memetakan kata terakhir akan terpenuhi.

Checksum ini memungkinkan verifikasi matematis terhadap keakuratan salinan seed phrase. Jika seed mnemonic dimasukkan secara salah ke dompet, checksum tidak cocok. Setiap seed (12 atau 24 kata) memiliki beberapa checksum yang valid, tetapi jika kata terakhir tidak cocok dengan checksum seed yang benar, dompet akan memberi peringatan bahwa seed tidak valid.

Berbeda dengan menyalin angka biner secara langsung yang merepotkan, pendekatan ini bersifat intuitif sekaligus aman secara matematis.

Strategi pemilihan kata

Dari daftar 2048 kata dalam BIP39, kata-kata dipilih dengan hati-hati agar tidak memiliki empat karakter awal yang sama. Ini untuk mengurangi risiko salah tulis yang dapat merusak backup kunci pribadi.

Dari seed mnemonic ke beberapa pasangan kunci

Proses menghasilkan beberapa kunci pribadi dan kunci publik dari seed mnemonic sangat sederhana.

Seed mnemonic di-hash menggunakan SHA512, menghasilkan 512 bit hash 1 dan 0. Bagian awal dari hash ini berfungsi sebagai kunci pribadi, sementara bagian akhir digunakan sebagai indeks dan input ke SHA512 bersama kunci pribadi atau publik yang sudah ada, untuk menghasilkan pasangan kunci baru. Dengan mengulangi proses ini, dapat dibuat tak terhitung banyaknya kunci pribadi dan publik baru yang dapat diekstraksi dari satu frasa mnemonic.

Inovasi yang dibawa BIP39

Dengan mekanisme ini, pengelolaan kunci pribadi menjadi sesederhana dan seaman mungkin, sekaligus meminimalkan risiko kehilangan aset akibat kesalahan. Semua ini diwujudkan melalui matematika.

Alasan Bitcoin disebut sebagai “uang yang dilindungi oleh matematika” kini bisa dipahami dengan lebih jelas. BIP39 adalah penemuan penting dalam ekosistem Bitcoin yang mengimplementasikan kekuatan matematika secara ramah pengguna.