Vụ tấn công ví lạnh Bitcoin lan tới 4.585 địa chỉ, thiệt hại gần 89 triệu USD

Một chiến dịch rút Bitcoin khỏi các ví sử dụng khóa yếu do thiết bị Coldcard tạo ra đang bước sang làn sóng thứ ba. Sau khi nhắm vào những ví có số dư lớn, kẻ tấn công dường như đã chuyển sang quét hàng nghìn địa chỉ nhỏ hơn, đồng thời thay đổi cách tập hợp tài sản để khiến dòng tiền khó theo dõi hơn trên blockchain.

Theo Galaxy Research, khoảng 208 BTC đã bị rút khỏi 1.912 địa chỉ trong đợt tấn công mới nhất, diễn ra từ giữa ngày 31/7 đến sáng 1/8 theo giờ UTC.

Tổng cộng, ba làn sóng được phát hiện đã lấy đi khoảng 1.367 BTC từ 4.585 địa chỉ. Với mức giá Bitcoin tại thời điểm thống kê, tổng giá trị thiệt hại tiến gần 89 triệu USD.

Điều quan trọng cần phân biệt là mạng Bitcoin không bị xâm nhập. Vấn đề được cho là nằm ở quá trình tạo seed trên một số phiên bản firmware Coldcard, khiến phạm vi khóa có thể được tạo ra nhỏ và dễ dự đoán hơn đáng kể so với thiết kế bảo mật thông thường.

Làn sóng thứ ba nhắm tới những ví có số dư nhỏ hơn

Đợt tấn công đầu tiên ngày 30/7 diễn ra với tốc độ đặc biệt nhanh. Trong khoảng 41 phút, kẻ tấn công đã rút 1.083 BTC khỏi 1.196 địa chỉ, tương đương gần 1 BTC trên mỗi ví bị ảnh hưởng.

Sang làn sóng thứ ba, giá trị trung bình giảm xuống chỉ còn hơn 0,1 BTC cho mỗi địa chỉ. Phần lớn các ví mới bị rút chỉ nắm giữ lượng Bitcoin trị giá vài nghìn USD.

Việc giá trị trung bình liên tục giảm cho thấy phần có lợi nhuận cao nhất trong không gian khóa yếu có thể đã bị khai thác trước. Kẻ tấn công hiện phải kiểm tra nhiều ví hơn để thu được lượng Bitcoin nhỏ hơn.

Tuy nhiên, điều này không đồng nghĩa chiến dịch sắp kết thúc. Chỉ cần chi phí tính toán và phí giao dịch thấp hơn số Bitcoin tìm thấy, việc tiếp tục quét các địa chỉ nhỏ vẫn có thể mang lại lợi nhuận.

Kẻ tấn công thay đổi cách che giấu dòng tiền

Hai làn sóng đầu tiên tương đối dễ lập bản đồ vì phần lớn Bitcoin bị đánh cắp được chuyển về một số ít địa chỉ tập hợp chung.

Trong làn sóng thứ ba, mỗi ví nạn nhân lại gửi Bitcoin tới một địa chỉ đích riêng biệt. Thay vì nhìn thấy hàng nghìn dòng tiền hội tụ về một vài ví lớn, các công ty phân tích blockchain phải theo dõi một mạng lưới địa chỉ phân tán hơn.

Số dư bị đánh cắp cũng được giữ trong các đầu ra thuộc định dạng pay-to-witness-script-hash, thường được viết tắt là P2WSH. Loại đầu ra này có thể chứa các điều kiện chi tiêu phức tạp hơn, chẳng hạn yêu cầu nhiều chữ ký hoặc chỉ cho phép giao dịch sau một thời điểm nhất định.

Galaxy Research chưa kết luận rằng kẻ tấn công thực sự đang sử dụng multisig hoặc timelock. Việc chuyển sang P2WSH trước hết cho thấy cấu trúc giao dịch đã thay đổi so với các đầu ra một khóa đơn giản trong những làn sóng trước.

Một thay đổi khác là cách các ví nạn nhân được đưa vào giao dịch. Trong đợt đầu tiên, mỗi ví bị xử lý riêng. Đến đợt thứ ba, trung bình sáu nạn nhân được gom vào cùng một giao dịch quét.

Cách làm này giúp giảm số lượng giao dịch cần phát lên mạng lưới và tiết kiệm phí, đặc biệt khi kẻ tấn công bắt đầu nhắm tới những ví có số dư thấp hơn.

Kẻ tấn công chỉ còn quét đường dẫn mặc định

Ví Bitcoin sử dụng cấu trúc khóa phân cấp, cho phép tạo ra nhiều địa chỉ từ cùng một seed. Mỗi loại ví, tài khoản hoặc định dạng địa chỉ có thể nằm trên một đường dẫn phái sinh khác nhau.

Trong các làn sóng trước, kẻ tấn công được cho là đã kiểm tra nhiều nhánh địa chỉ đối với mỗi seed tiềm năng. Lần này, hoạt động quét chỉ tập trung vào đường dẫn mặc định, tức nhánh tiêu chuẩn mà phần mềm ví thường kiểm tra đầu tiên.

Đây có thể là một sự đánh đổi giữa độ bao phủ và tốc độ.

Thay vì dành thêm tài nguyên để tìm Bitcoin trên nhiều nhánh của một seed, kẻ tấn công chỉ kiểm tra khu vực có xác suất người dùng lưu tài sản cao nhất. Chiến lược này phù hợp với giai đoạn mà những ví lớn, dễ phát hiện có thể đã bị lấy hết.

Nó cũng cho thấy kẻ tấn công không nhất thiết phải xâm nhập từng thiết bị, kết nối với ví hay thu thập seed trực tiếp từ người dùng. Toàn bộ quá trình dò tìm có thể được thực hiện ngoại tuyến nếu phạm vi khóa ban đầu đủ nhỏ và có thể tái tạo.

Một kẻ tấn công thay đổi chiến thuật hay nhiều nhóm cùng khai thác?

Galaxy Research cho biết họ có độ tin cậy cao rằng các giao dịch trong từng làn sóng riêng biệt do cùng một đơn vị vận hành.

Tuy nhiên, công ty chưa liên kết cả ba làn sóng với một chủ thể duy nhất.

Một khả năng là kẻ tấn công ban đầu đã thay đổi hạ tầng sau khi các địa chỉ tập hợp bị cộng đồng công khai và theo dõi. Việc sử dụng địa chỉ nhận riêng, đầu ra P2WSH và giao dịch theo lô có thể là phản ứng trực tiếp trước hoạt động phân tích onchain.

Khả năng khác là một nhóm thứ hai đã nhận được thông tin về lỗ hổng và bắt đầu tự dò cùng không gian khóa yếu. Do các khóa đều được tạo từ một tập hợp đầu vào có thể dự đoán, nhiều bên có thể độc lập chạy quá trình tìm kiếm và cạnh tranh xem ai rút tiền trước.

Blockchain chỉ ghi lại địa chỉ, giao dịch và chữ ký hợp lệ. Nó không thể tự xác định hai nhóm giao dịch có được điều khiển bởi cùng một con người, cùng một tổ chức hay các bên hoàn toàn độc lập.

Lỗ hổng được cho là bắt nguồn từ firmware năm 2021

Nguồn gốc sự cố được truy về một bản firmware Coldcard phát hành trong tháng 3/2021. Thay vì sử dụng đúng bộ tạo số ngẫu nhiên phần cứng của thiết bị để tạo seed, bản dựng bị lỗi được cho là đã chuyển quá trình này sang một cơ chế ngẫu nhiên bằng phần mềm có thể dự đoán hơn.

Lịch sử phiên bản chính thức của Coldcard cho thấy firmware 4.0.0 được phát hành ngày 17/3/2021 với nhiều thay đổi đối với mã mật mã và BIP-39. Phiên bản 4.0.1 được phát hành ngày 29/3 sau đó ghi rõ đã sửa một vấn đề bảo mật trong phiên bản 4.0.0, dù phần mô tả công khai không giải thích chi tiết bản chất lỗ hổng.

Trong quy trình bình thường, seed phải được tạo từ một lượng entropy đủ lớn, khiến việc đoán khóa bằng phương pháp thử toàn bộ gần như không khả thi.

Nhưng khi nguồn ngẫu nhiên trở nên có thể dự đoán, số lượng seed mà thiết bị có khả năng tạo ra có thể bị thu hẹp. Kẻ tấn công sau đó có thể tái tạo các seed tiềm năng, sinh ra địa chỉ tương ứng và kiểm tra xem địa chỉ nào đang giữ Bitcoin.

Tài liệu Coldcard hiện tại cho biết các thiết bị sử dụng bộ tạo số ngẫu nhiên phần cứng, kết hợp với một cơ chế tạo số giả ngẫu nhiên trước khi xử lý kết quả bằng SHA-256. Coldcard cũng cung cấp lựa chọn bổ sung entropy thông qua xúc xắc, nhưng cảnh báo người dùng phải tạo các lần gieo thực sự ngẫu nhiên thay vì tự nghĩ ra chuỗi số.

Cập nhật firmware không thể sửa seed cũ

Một điểm dễ gây nhầm lẫn là lỗ hổng liên quan tới thời điểm seed được tạo, không chỉ phiên bản firmware đang chạy ở hiện tại.

Nếu một seed từng được tạo bằng nguồn entropy yếu, việc cập nhật thiết bị sau đó không làm cho seed đó trở nên ngẫu nhiên hơn. Khóa riêng và toàn bộ cây địa chỉ phát sinh từ seed vẫn giữ nguyên.

Vì vậy, cách xử lý phù hợp không chỉ là cài firmware mới. Người dùng thuộc nhóm có khả năng bị ảnh hưởng cần tạo một seed hoàn toàn mới bằng quy trình đã được khắc phục, xác minh địa chỉ nhận và chuyển toàn bộ tài sản khỏi ví cũ.

Việc chỉ tạo địa chỉ mới từ cùng seed cũng không giải quyết được vấn đề, bởi kẻ tấn công có thể tạo lại các địa chỉ trên những đường dẫn tương ứng nếu seed gốc nằm trong không gian khóa yếu.

Người dùng cũng không nên nhập seed cũ lên website hoặc công cụ kiểm tra không rõ nguồn gốc. Những dịch vụ tự nhận có thể xác định ví có bị ảnh hưởng hay không có thể trở thành một lớp tấn công khác nhằm thu thập trực tiếp cụm từ khôi phục.

Vì sao một ví lạnh vẫn có thể bị rút tiền từ xa?

Ví lạnh thường được hiểu là thiết bị giữ khóa riêng tách khỏi internet. Cơ chế này giúp giảm nguy cơ khóa bị lấy cắp bởi mã độc trên máy tính hoặc điện thoại.

Tuy nhiên, khả năng hoạt động ngoại tuyến không thể bù đắp cho một khóa yếu ngay từ thời điểm được tạo.

Trong vụ việc này, kẻ tấn công không cần kết nối từ xa với Coldcard, phá mã PIN hay lấy seed ra khỏi phần cứng. Nếu có thể tính toán lại seed từ một tập hợp đầu vào có giới hạn, họ có thể tạo chữ ký hợp lệ mà mạng Bitcoin không thể phân biệt với chữ ký của chủ sở hữu thật.

Đối với blockchain, bên sở hữu khóa riêng chính là bên có quyền chi tiêu Bitcoin. Mạng lưới không có cơ chế đảo ngược giao dịch chỉ vì khóa được tạo bởi một thiết bị có lỗi.

Một báo cáo ban đầu về sự cố cũng cho biết nhiều ví bị rút đã không hoạt động trong thời gian dài, phù hợp với đặc điểm của tài sản được lưu trữ lạnh và ít được chủ sở hữu kiểm tra thường xuyên.

Thiệt hại có thể tiếp tục tăng

Gần ba ngày sau làn sóng đầu tiên, hoạt động quét vẫn chưa dừng lại. Điều này cho thấy một lượng địa chỉ có khả năng bị ảnh hưởng vẫn chưa được di chuyển hoặc chủ sở hữu chưa nhận thức được mức độ khẩn cấp.

Sự suy giảm từ gần 1 BTC xuống khoảng 0,1 BTC trung bình trên mỗi nạn nhân là dấu hiệu những mục tiêu lớn đang dần cạn kiệt. Nhưng 1.912 địa chỉ bị rút trong làn sóng thứ ba cho thấy phạm vi ảnh hưởng thực tế rộng hơn nhiều so với những thống kê ban đầu.

Rủi ro lớn nhất hiện nay không chỉ nằm ở số Bitcoin còn lại trong những địa chỉ mặc định. Nếu các bên khác bắt đầu khai thác cùng tập hợp seed, cuộc đua quét tiền có thể mở rộng sang nhiều đường dẫn, định dạng địa chỉ và tài khoản phụ hơn.

Vụ việc cũng đặt ra một bài kiểm tra nghiêm trọng đối với mô hình bảo mật của ngành ví phần cứng. Người dùng mua thiết bị chuyên dụng vì tin rằng quy trình mặc định phải đủ an toàn, không phải vì họ có khả năng tự kiểm toán nguồn entropy hoặc kiểm tra từng cấu hình trong firmware.

Khi một lỗi tồn tại ở bước tạo khóa, lớp bảo vệ vật lý, khả năng air-gap và hệ thống chống nhập sai mã PIN đều trở nên thứ yếu. Kẻ tấn công không cần phá chiếc két nếu họ có thể tạo ra một bản sao của chìa khóa.

Theo dõi được 1.367 BTC, nhưng liệu có thể thu hồi?

Việc các công ty phân tích blockchain xác định được khoảng 1.367 BTC liên quan đến ba làn sóng tấn công không đồng nghĩa số tiền này có thể dễ dàng quay trở lại tay nạn nhân. Bitcoin cho phép theo dõi dòng tiền công khai, nhưng mạng lưới không có cơ chế đóng băng hoặc tự động đảo ngược một giao dịch đã được xác nhận.

Khả năng thu hồi trước hết phụ thuộc vào nơi kẻ tấn công chuyển Bitcoin tiếp theo. Nếu số tiền được nạp trực tiếp vào một sàn giao dịch tập trung có quy trình xác minh danh tính, cơ quan điều tra có thể yêu cầu sàn phong tỏa tài khoản hoặc cung cấp dữ liệu liên quan. Đây là kịch bản thuận lợi nhất, nhưng cũng là con đường mà một kẻ tấn công có kinh nghiệm thường cố tránh.

Trong làn sóng thứ ba, mỗi ví nạn nhân được chuyển tới một địa chỉ riêng thay vì hội tụ ngay về một số ít ví lớn. Cách tổ chức này không xóa được dấu vết onchain, nhưng làm tăng đáng kể số địa chỉ cần theo dõi và khiến việc xác định đâu là ví trung gian, đâu là địa chỉ lưu trữ dài hạn trở nên phức tạp hơn.

Kẻ tấn công cũng có thể chia nhỏ Bitcoin qua nhiều giao dịch, chuyển tiền giữa hàng trăm địa chỉ hoặc chờ trong thời gian dài trước khi tiếp tục di chuyển. Những kỹ thuật này không khiến Bitcoin biến mất khỏi blockchain, nhưng làm tăng chi phí phân tích và kéo dài thời gian điều tra. Trong khi đó, giá trị tài sản vẫn có thể được chuyển đổi từng phần qua nhiều kênh khác nhau.

Một rào cản khác là quyền tài phán. Các sàn, dịch vụ hoán đổi hoặc bên trung gian có thể hoạt động tại nhiều quốc gia với tiêu chuẩn tuân thủ khác nhau. Ngay cả khi một địa chỉ đã được gắn nhãn là liên quan đến vụ tấn công, quá trình yêu cầu đóng băng tài sản vẫn cần hồ sơ pháp lý, sự hợp tác của doanh nghiệp và đôi khi là phối hợp xuyên biên giới.

Khả năng thu hồi cũng giảm mạnh nếu Bitcoin được giao dịch trực tiếp với bên thứ ba, chuyển qua các nền tảng không lưu ký hoặc được dùng trong những giao dịch mà danh tính người nhận không thể xác định. Trong trường hợp đó, nhà điều tra vẫn có thể theo dõi đường đi của tài sản, nhưng rất khó buộc một chủ thể cụ thể hoàn trả tiền.

Điều này tạo ra nghịch lý quen thuộc của blockchain: dòng tiền có thể minh bạch hơn hệ thống tài chính truyền thống, nhưng quyền kiểm soát tài sản lại gần như tuyệt đối thuộc về người nắm khóa riêng. Có thể nhìn thấy Bitcoin bị đánh cắp đang ở đâu, nhưng không thể tự động lấy lại nếu không kiểm soát khóa hoặc không có một bên trung gian hợp tác.

Vì vậy, con số 1.367 BTC được xác định chủ yếu cho thấy phạm vi thiệt hại đã được lập bản đồ, chứ chưa phản ánh số tài sản có khả năng thu hồi. Tỷ lệ thực sự có thể lấy lại sẽ phụ thuộc vào việc kẻ tấn công có mắc sai lầm khi đưa tiền vào các dịch vụ được quản lý hay không, cũng như tốc độ phối hợp giữa công ty phân tích blockchain, sàn giao dịch và cơ quan thực thi pháp luật.

Trong các vụ tấn công tương tự, thời gian là yếu tố quyết định. Càng nhiều Bitcoin được chuyển qua các lớp địa chỉ và đổi chủ, cơ hội đóng băng toàn bộ số tiền càng thấp. Do đó, việc theo dõi onchain chỉ là bước đầu tiên; biến dấu vết đó thành tài sản được hoàn trả mới là phần khó nhất.