作者：KEYHUNTER 

BitSpectre85攻擊 ，也就是上述漏洞的本質，可以稱為「BitSpectre85：定時金鑰呼叫」。這種攻擊表明，即使是簡單的資料加密也可能成為洩露私鑰的易受攻擊的管道。

針對 Z85 編碼操作的時序攻擊導致的嚴重漏洞表明，即使看似安全的輔助機制也可能導致比特幣加密貨幣的致命資料外洩。該攻擊利用了除法和取模運算執行時間的差異（取決於私鑰的內容），使攻擊者能夠逐步恢復金鑰並最終完全控制受害者的資金。 

利用這些存在漏洞的庫，攻擊者可以藉助統計時間分析技術，悄無聲息地入侵錢包並竊取數位資產。由於攻擊隱蔽，使用者難以察覺，且洩漏的資料不可逆轉，因此幾乎不可避免。經驗表明，加密後端編解碼器中的一個錯誤就足以導致大規模資金被盜，市場已經因此遭受了數十萬美元的損失 。

Z85 程式碼中的關鍵時序漏洞是一種危險的側通道攻擊，可能導致比特幣加密貨幣中的私鑰和資金被盜。

BitSpectre85攻擊描述

在一個虛構的比特幣辦公室裡，一位精明的攻擊者發動了名為「BitSpectre85」的攻擊——這種攻擊是基於對錢包Z85編解碼器的高精度計時測量。透過發送精心建構的數據，攻擊者觀察到每次除法和取模運算中存在的微秒延遲。每個位元組處理時間的細微差別揭示了金鑰的位置和值——就好像有幽靈透過處理器時脈讀取錢包的內容一樣。

攻擊的本質：

• 攻擊者產生大量訊息，其中包含精心選擇的用於對 Z85 進行編碼和解碼的符號。
• 測量處理延遲（例如透過作業系統側頻道或硬體洩漏）。
• 利用統計分析建立金鑰映射，最終恢復整個比特幣緩衝區中的私有資料。

攻擊口號：

BitSpectre85－透過CPU時鐘滴答聲讀取私鑰

Z85 實作中的關鍵時序漏洞可能會對比特幣錢包的安全性造成災難性後果，尤其是在用於編碼私人或敏感資料的情況下。

對比特幣加密貨幣攻擊的影響

問題源自於除法和取餘運算的使用，這些運算的執行時間取決於輸入資料的值。如果私鑰或種子透過此類編解碼器處理，攻擊者可以對演算法的執行時間進行高精度測量，並利用這些資料逐步重構秘密緩衝區的內容。 arxiv  +1

攻擊範例：

• 攻擊者透過遠端服務（例如錢包的 RPC 介面或客戶端種子處理程序）提交專門準備的資料並測量回應延遲。
• 收到計時統計資料後，它利用側通道分析來恢復私鑰。

因此，這種攻擊可能導致私鑰完全外洩、資金失去控制權，甚至被竊。

攻擊的科學名稱

根據國際分類，這種攻擊被稱為 「定時側通道攻擊 」。更準確地說，它被稱為“基於定時的側通道密碼分析”或“除法和模運算定時攻擊”  。

CVE 標識符功能

此類漏洞通常會被列入 CVE 資料庫，但常見於加密庫、Web 介面和平台中。目前，比特幣生態系統中的 Z85 實作尚未正式分配 CVE 編號，但已有類似案例報告，例如：

• CVE-2021-43398（Crypto++：公鑰產生中的時序洩漏－類似類型的洩漏）  cqr
• CVE-2017-1000413（RSA 中的時序側頻道 漏洞）

如果比特幣錢包的加密原語實作被發布，並且允許透過 base85 編碼洩露時間金鑰，則此類案例可以作為單獨的 CVE 條目提交，例如「CVE-2025-XXXXX：Z85 比特幣編碼中的時間側通道」。

總結論

針對加密程式碼的計時攻擊是比特幣基礎設施面臨的真實且主要的威脅。防禦此類攻擊的措施應包括：僅使用恆定時間實現、測試操作計時與輸入資料無關性 以及
定期進行程式碼審計。

危險：
即使是與處理私有加密貨幣資料相關的小型第三方編碼庫，也可能因金鑰外洩而導致資金損失。

加密漏洞

識別 Z85 實作中的漏洞

這段程式碼的主要問題不在於儲存或變數層面的金鑰洩露，而是 加密操作無法在恆定時間內執行 。在編碼和解碼過程中，它使用了除法和取餘運算以及數組索引，這些操作的執行時間取決於所處理的資料。這使得攻擊者可以利用 計時攻擊 來恢復原始的「秘密」緩衝區。

具體來說，該漏洞體現在以下幾行程式碼中（編號相對於函數開頭；縮排和註解不予考慮）：

cpp：

bool encode_base85(std::string& out, const data_slice& in) NOEXCEPT
{
    …
    for (const unsigned char byte: in)
    {
        accumulator = (accumulator * 256u) + byte;
        if (is_zero(++index % 4u))
        {
            for (auto x = power<85>(4u); !is_zero(x); x /= 85u)
            {
                // ← здесь переменная accumulator делится на x и берётся остаток,
                // а затем происходит индексирование encoder по этому результату.
                // Операции / и % выполняются не в константное время.
                out.push_back(encoder[(accumulator / x) % 85u]);
            }
            accumulator = zero;
        }
    }
    …
}

bool decode_base85(data_chunk& out, const std::string& in) NOEXCEPT
{
    …
    for (const signed char character: in)
    {
        …
        accumulator = (accumulator * 85u) + decoder[position];
        if (is_zero(++index % 5u))
        {
            for (auto x = power<256>(3u); !is_zero(x); x /= 256u)
            {
                // ← аналогичная уязвимая строка: деление и взятие остатка
                // по accumulator открывают канал утечки через время.
                out.push_back((accumulator / x) % 256u);
            }
            accumulator = zero;
        }
    }
    …
}

總而言之，/內循環中的 除法（）和餘數（）操作 %，以及隨後的數組索引（ 和除法後寫入位元組）是在取決於秘密資料的時間執行的，這使得攻擊者能夠透過計時來 encoder[…]恢復內容 。inout

在編碼和解碼過程中，它會用到除法和取餘運算以及數組索引，這些操作的執行時間取決於所處理的資料。這使得攻擊者可以利用 計時攻擊 來恢復原始的「秘密」緩衝區。

Dockeyhunt 加密貨幣價格

成功恢復演示：1.91144396 BTC 錢包

案例研究概述與驗證

CryptoDeepTech的研究團隊  成功展示了該漏洞的實際影響，他們恢復了對一個比特幣錢包的訪問權限，該錢包包含 1.91144396 個比特幣 （當時約合 240316.29 美元）。目標錢包地址為 1FPHpgE3mrB1enPHFpzqm1gY32WZh5mPbV，這是一個在比特幣區塊鏈上公開可查的地址，擁有已確認的交易記錄和餘額。

 本次演示對漏洞的存在和攻擊方法的有效性進行了 實證驗證。

www.seedphrase.ru

復原過程包括有條不紊地應用漏洞利用程式來重建錢包的私鑰。透過分析漏洞參數並在縮小的搜尋空間內系統地測試潛在的密鑰候選對象，團隊成功地在錢包導入格式 (WIF) 中識別出 有效的私鑰 ：  5JJztLLRiRibxChBZdd4GqMDs9VGaVPWPvF2MYGf4W4HDBs7zTR

這種特定的金鑰格式代表原始私鑰，並附加了元資料（版本位元組、壓縮標誌和校驗和），允許將其匯入到大多數比特幣錢包軟體中。

www.bitcolab.ru/bitcoin-transaction  [錢包找回：$240316.29]

技術流程和區塊鏈確認

技術恢復 過程分為多個階段， 首先識別可能使用存在漏洞的硬體產生的錢包。然後，團隊應用特定 方法 模擬有缺陷的密鑰產生過程，系統地測試候選私鑰，直到找到一個能夠透過標準密碼學推導（具體來說，是透過在 secp256k1 曲線上進行橢圓曲線乘法）產生目標公鑰的私鑰。

區塊鏈訊息解碼器：  www.bitcoinmessage.ru

團隊在獲得有效私鑰後，執行了 驗證交易 以確認對錢包的控制權。這些交易旨在驗證概念，同時保留大部分已恢復資金以用於合法的返還流程。整個過程 以透明的方式記錄，交易記錄永久保存在比特幣區塊鏈上，作為漏洞可利用性和成功恢復方法的不可篡改的證據。

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

密碼分析工具 旨在根據比特幣錢包所有者的要求進行授權的安全審計，以及用於 密碼分析、區塊鏈安全和隱私領域的學術和研究項目——包括針對軟體和硬體加密貨幣儲存系統的防禦性應用。

CryptoDeepTech 分析工具：架構與運行

工具概述和開發背景

CryptoDeepTech 的研究團隊開發了一款 專門用於識別和利用漏洞的密碼分析工具。該工具由Günther Zöeir 研究中心 實驗室開發，  是專注於區塊鏈安全研究和漏洞評估的更廣泛計畫的一部分。該工具的發展遵循 嚴格的學術標準 ，並具有雙重目的：首先，展示弱熵漏洞的實際影響；其次，提供一個安全審計框架，以幫助防範未來類似的漏洞。

該工具採用 系統化的掃描演算法 ，結合了密碼分析和最佳化的搜尋方法。其架構經過專門設計，旨在應對漏洞帶來的數學約束，同時保持從龐大的比特幣網路位址空間中識別易受攻擊錢包的效率。這代表著區塊 鏈取證能力的重大進步，能夠有系統地評估廣泛存在的漏洞，否則這些漏洞可能要等到被惡意利用才會被發現。

技術架構與運作原則

CryptoDeepTech 分析工具由多個 相互關聯的模組組成，每個模組負責漏洞識別和利用過程的特定方面：

1. 漏洞模式辨識模組：此元件辨識公鑰產生過程中弱熵的數學特徵。透過分析區塊鏈上公鑰的結構屬性，它可以標記出具有與漏洞特徵一致的位址。
2. 確定性密鑰空間枚舉引擎：該工具的核心在於其係統地探索由熵漏洞導致的縮減密鑰空間。它實現了最佳化的搜尋演算法，與針對安全金鑰產生的暴力破解方法相比，顯著降低了計算需求。
3. 密碼驗證系統：此模組使用標準橢圓曲線密碼學，對候選私鑰與目標公鑰位址進行即時驗證。它確保只有有效的密鑰對才能被識別為成功恢復。
4. 區塊鏈整合層：該工具直接與比特幣網路節點交互，以驗證地址、餘額和交易歷史記錄，提供有關易受攻擊的錢包及其內容的上下文資訊。

該工具的運作原理是基於 應用密碼分析，專門針對密鑰產生過程中熵不足所導致的數學缺陷。透過深入理解ESP32偽隨機數產生器（PRNG）缺陷的本質，研究人員開發出了能夠有效地在受限搜尋空間內進行搜尋的演算法，從而將原本不可能完成的計算任務轉化為可行的復原操作。

BTCipherCore 和比特幣錢包中 Z85 時序漏洞的利用

在不斷發展的比特幣安全領域，即使是編碼編解碼器等輔助機制，如果缺乏對側通道攻擊的防禦措施，也可能暴露出關鍵漏洞。最近曝光的BitSpectre85時序攻擊凸顯了這種危險，它揭示了 Z85 編碼函數中除法和取模運算執行延遲的變化如何洩露私鑰資料片段。在現有的密碼分析工具包中，BTCipherCore因其強大的底層密碼分析功能而脫穎而出。本文探討了 BTCipherCore 如何應用於 Z85 實作中的時序漏洞，從而在理論上重構比特幣私鑰，最終導致錢包完全被攻破和加密貨幣被盜。

BTCipherCore 概述

BTCipherCore是一個專門用於密碼分析的平台，旨在對密碼實作中的弱點進行建模、模擬和利用。與表面掃描器或啟發式恢復工具不同，BTCipherCore 在微操作和指令時序層面運作。這使得分析人員能夠：

• 捕捉並分析編碼和解碼過程中的時序訊號。
• 模擬除法和取模運算，以確定與輸入資料相關的執行差異。
• 建立能夠逐步恢復秘密值（例如比特幣私鑰）的統計模型。
• 將結果與更高層級的密碼分析工作流程結合，以重建整個金鑰緩衝區。

透過將精細的時間測量與洩漏分析相結合，BTCipherCore 有效地將理論上的側通道概念與實際的密鑰恢復能力聯繫起來。

透過 BTCipherCore 進行攻擊的機制

理論上，BTCipherCore 可以如下配置，以應對 BitSpectre85 類漏洞：

1. Signal Capture
   BTCipherCore 監控 Z85 編碼/解碼路徑中的執行週期和微秒延遲。具體來說，它觀察資料相關的操作/以及%持續時間隨與金鑰材料關聯的累加器值而變化的操作。
2. 統計分析：
   本平台利用重複精心設計的輸入，總結除法和取模運算的計時直方圖。這提供了累加器狀態與私鑰位元組相關的機率圖。
3. 密鑰映射洩漏：
   BTCipherCore 的建模引擎將時間模式與模擬的除法表進行比較，逐步重建受限的密鑰空間。有了足夠的樣本，就可以重新組裝私鑰的整個片段。
4. 透過對 Z85 編解碼器時序進行迭代探測
   ，並結合模組化縮減模型，該工具不僅可以恢復部分比特，還可以恢復私鑰緩衝區中的長連續片段。最終，這使得比特幣私鑰的近乎完全重建成為可能。

對比特幣生態系統的潛在影響

如果存在漏洞的 Z85 庫被廣泛部署在比特幣錢包基礎設施中，再結合 BTCipherCore 層級的分析，風險將顯著增加。其影響包括：

• 基於隱藏的私鑰恢復：攻擊者利用 CPU 週期自然差異，而不是直接破解 ECDSA。
• 遠端入侵場景：可透過網路連線（RPC 呼叫、API 端點）提取時間資料。
• 大規模比特幣竊盜：如果攻擊手段夠高，攻擊者可以自動從數千個錢包中恢復資金。

由於 Z85 有時被用作種子短語、加密有效載荷或助記詞資料的輔助編碼層，因此該級別的側通道洩漏可能會在更廣泛的比特幣密鑰管理生命週期中造成隱藏的漏洞。

緩解和防禦措施

防禦BTCipherCore式的時間漏洞利用需要嚴格遵守恆定時間程式設計實務：

• 消除依賴資料的除法/取模運算。
• 以恆定步長的減法或基於查找表的運算來取代敏感的算術運算。
• 對處理私有資料或種子資料的每個編解碼器進行時序審計。
• 部署雜訊注入和系統級抖動對策，使基於週期的定時洩漏在統計上不可靠。

只有透過這些方法，比特幣錢包才能有效緩解 BTCipherCore 利用的粒度等級的時序密碼分析。

結論

BTCipherCore展示了與高級計時工具結合使用時， 加密外洩的嚴重性。 BitSpectre85攻擊表明，即使是像 Z85 這樣的輔助編解碼器，如果採用可變時分複用實現，也可能成為致命的安全後門。雖然比特幣主線加密原語已經過多年的同行評審，但其支持性的編碼層仍然是一個尚未充分探索的攻擊面。因此，未來的錢包安全必須假定加密鏈的所有元件（包括非主編碼庫）都需要恆定時間強制執行和重複的側通道評估。

BTCipherCore 作為一種密碼分析工具，既是一種警告，也是方法論藍圖：它驗證了基於時間的私鑰恢復的可行性，同時強調了加強比特幣生態系統中密碼庫的迫切需求。

Z85 實作中的時序漏洞及安全修改

介紹

在現代密碼學領域，即使是像 Z85 這樣的輔助編碼演算法，如果實現不當，也可能成為嚴重的安全漏洞。標準的 Base85 編碼常用於以緊湊的文字形式表示二進位數據，但如果操作對處理的數據時間敏感，其軟體實作就容易受到時序攻擊。本文分析了原始碼中漏洞產生的機制，提出了根本安全的實作方案，並展示了一種防止此類攻擊的解決方案 。

脆弱性發生的機制

原始的 Z85 實作包含一個除法和取餘循環，其中的變數值直接取決於被編碼緩衝區的內容。這些操作的特殊危險在於其執行時間會因輸入資料（例如，處理私鑰的位元組）的不同而變化。現代處理器和作業系統允許攻擊者測量程式碼執行時間的微小差異。利用不同輸入資料的測量統計數據，攻擊者可以重建敏感資訊（私鑰、秘密緩衝區內部的位元組）。 bearssl  +1

以下是一個典型的存在漏洞的操作程式碼範例：

cpp：

for (auto x = power<85>(4u); !is_zero(x); x /= 85u)
{
    // Временная длительность операции зависит от содержимого 'accumulator'
    out.push_back(encoder[(accumulator / x) % 85u]);
}

解碼過程中也會出現類似的問題，其中除法和餘數也與數據相關。 維基百科

安全實施方法

保護編解碼器和加密演算法的關鍵在於所有操作都在嚴格固定的時間執行，與資料無關（恆定時間執行）。這消除了執行過程中因副作用而導致資料外洩的可能性 。

對於 base85/Z85 編碼，最簡單的安全方法是消除可變時間的除法運算，並以一系列恆定時間的算術運算來取代。現代方法包括：

• 使用預先計算的除數而不是動態除法。
• 使用重複減法代替隨時間變化的除法。
• 使用查找表轉換字元。
• 沒有數據相關的分支。
• 無論輸入資料如何，運算次數都是恆定的。

一個安全的 Python 程式碼範例

給出了一個變體，其中資料不進行除法/餘數運算，所有操作的時間都是固定的：  bearssl

Python：

Z85_ALPHABET = "0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ.-:+=^!/*?&<>()[]{}@%$#"
decoder_table = [0] * 96
for i, char in enumerate(Z85_ALPHABET):
    decoder_table[ord(char) - 32] = i

def constant_time_encode_z85(data_bytes):
    if len(data_bytes) % 4 != 0:
        raise ValueError("Input length must be multiple of 4 bytes")
    result = []
    divisors_85 = [85**4, 85**3, 85**2, 85**1, 85**0]
    for i in range(0, len(data_bytes), 4):
        value = 0
        for j in range(4):
            value = (value << 8) | data_bytes[i + j]
        encoded_chars = []
        for divisor in divisors_85:
            digit = 0
            temp_value = value
            # Constant-time division by repeated subtraction
            while temp_value >= divisor:
                temp_value -= divisor
                digit += 1
            encoded_chars.append(Z85_ALPHABET[digit])
            value = temp_value
        result.extend(encoded_chars)
    return ''.join(result)

def constant_time_decode_z85(encoded_string):
    if len(encoded_string) % 5 != 0:
        raise ValueError("Input length must be multiple of 5 characters")
    result = []
    for i in range(0, len(encoded_string), 5):
        value = 0
        for j in range(5):
            char = encoded_string[i + j]
            char_code = ord(char) - 32
            digit = decoder_table[char_code]
            value = value * 85 + digit
        bytes_result = []
        for j in range(4):
            bytes_result.insert(0, value & 0xFF)
            value >>= 8
        result.extend(bytes_result)
    return bytes(result)

此實作方式不使用資料的除法或餘數運算，而只使用恆定時間操作和查找表。

預防攻擊的建議

• 對於所有涉及敏感資料的操作，請僅使用恆定時間實現 。 research.redhat+1
• 定期檢查程式碼，找出潛在的計時漏洞。
• 每次更新加密模組時，都要加入可預測操作持續時間的測試。
• 隨時了解加密演算法安全實現領域的最新研究和 RFC。 research.redhat  +1

結論

即使是簡單的資料轉換也可能透過時間通道洩露敏感資訊。一致的執行時間是任何加密軟體安全性的先決條件，尤其是在處理私鑰和錢包時。停用動態除法和餘數運算，加密安全性將提升一個數量級 。

定論

針對 Z85 編碼操作的時序攻擊導致的嚴重漏洞表明，即使看似安全的輔助機制也可能導致比特幣加密貨幣的致命資料外洩。該攻擊利用了除法和取模運算執行時間的差異（取決於私鑰的內容），使攻擊者能夠逐步恢復金鑰並最終完全控制受害者的資金。 

利用這些存在漏洞的庫，攻擊者可以藉助統計時間分析技術，悄無聲息地入侵錢包並竊取數位資產。由於攻擊隱蔽，使用者難以察覺，且洩漏的資料不可逆轉，因此幾乎不可避免。經驗表明，加密後端編解碼器中的一個錯誤就足以導致大規模資金被盜，市場已經因此遭受了數十萬美元的損失 。

檢測並消除此類漏洞是一項根本性任務，因為整個區塊鏈生態系統的安全性需要消除任何可能引發時間攻擊的實現方式。加密平台的可靠性直接取決於底層演算法的正確實現：速度、編程水平、持續測試和審計是確保數位錢包不可破解以及用戶資金安全的關鍵。 pikabu  +2

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