プライベートキーは、暗号資産の所有者がブロックチェーン上で資金やデジタル資産にアクセスできる秘密の番号です。これは、公開キーと関連付けられたコインの所有権の証明に相当します。プライベートキーがなければ、それらのコインを使用することはできません。
この記事では、プライベートキーとは何か、どのように機能するか、種類、セキュリティと管理のベストプラクティス、そしてマルチシグネチャウォレットのような高度な技術について詳しく説明します。
主なポイント
- プライベートキーは、暗号資産の資金に対する完全な所有権とコントロールを付与する秘密のパスワードです。
- LedgerやTrezorなどのハードウェアウォレットは、隔離されたセキュアエレメントでプライベートキーを生成し、現在最も安全な保管方法です。
- プライベートキーまたはシードフレーズを紙にバックアップすることは、耐久性のあるオフライン保管を提供しますが、バックアップコピーの物理的なセキュリティに注意が必要です。
- 暗号化されたデジタルバックアップ、マルチシグネチャウォレット、ハードウェアセキュリティモジュールは、適切に使用すれば追加の保護層を提供します。
- バックアップの定期的なテスト、セキュリティのベストプラクティスの遵守、ソーシャルエンジニアリングに対する警戒心は、デジタル資産のコントロールを維持するのに役立ちます。
プライベートキーとは？
基本的なレベルでは、プライベートキーはランダムに生成された数字と文字の長い文字列で、パスワードのように機能します。このキーは、公開キーまたは暗号資産アドレスに関連する資金へのアクセスと使用のコントロールを単独で提供します。プライベートキーは、ソフトウェア、オンライン、ハードウェア、または紙のウォレットの初期化プロセス中にランダムに作成されます。
プライベートキーは、楕円曲線暗号を使用して1つ以上の派生公開キーやアドレスと数学的にリンクされています。公開アドレスに資金が送金されると、送信者はプライベートキーを使ってトランザクションにデジタル署名することで所有権を証明します。ネットワークの他の参加者は、この署名を公開キーと照合して有効な所有権を確認できます。
プライベートキーを持つ人は、別の署名付きトランザクションメッセージを生成することでそのコインを使用できます。これにより、プライベートキー自体を公開せずに、真の所有者からの承認があることをネットワークに証明します。そのため、プライベートキーは秘密に保つ必要があり、公開すると他の人が関連するアドレスから資金を完全に引き出すことができます。
プライベートキーの形式
すべての暗号資産で同じ基本的な目的を果たしますが、プライベートキーはウォレットソフトウェア、ネットワーク、使用目的によって異なる形式を取ることがあります：
WIFプライベートキー
画像出典：Ballet
ウォレットインポートフォーマット（WIF）プライベートキーは、ビットコインや暗号資産アドレスとその対応する資金を特定のウォレットアプリケーションにインポートできるようにします。これは、ビットコインアドレスでは5で始まるbase58エンコードされた文字列で、ウォレットが理解できる形式でプライベートキーを表します。
インポートが簡単ですが、WIFキーは暗号化されていないため、慎重に扱う必要があります。安全にバックアップし、できる限りオフラインで保管してください。オンラインウォレットや取引所を通じて頻繁にキーにアクセスしたい場合は、キーストアファイルのような暗号化された形式を選ぶことをおすすめします。
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生のプライベートキー
画像出典：Emerald
生の16進数形式でプライベートキーを保管すると、制限なく完全なコントロールが可能ですが、厳格なセキュリティプラクティスが必要です。暗号化されていない数字の文字列である生のキーは、侵害に対する組み込みの保護を提供しません。漏洩または盗難された場合、キーを所持する者は関連するアドレスから資金をすべて引き出すことができます。
このため、生のキーはインターネットに接続されたデバイスに入力または保管してはいけません。オフラインの「コールドストレージ」ソリューション、例えばハードウェアウォレットが最適で、キーを公開せずにアドレス生成やトランザクション署名が可能です。さらに、資金を分割し、複数のアドレスを使用することで、完全な損失に対する耐性を向上させることを検討してください。
キーストア/JSONファイル
キーストアまたはJSONファイルは、MetaMaskなどの多くの暗号資産ウォレットでプライベートキーを保管するために使用される暗号化されたファイル形式です。パスワードで暗号化されたキーや、ウォレットアプリケーションでロックを解除するために必要なメタデータが含まれています。これにより、生の形式でキーが公開されないため、秘匿性によるセキュリティが提供されます。
ただし、パスワードが新たな攻撃の対象となるため、慎重に選択し保管する必要があります。キーストアファイルを使用する場合は、信頼できるデバイスでのみ開き、アカウント間でパスワードを再利用せず、パスワードをデジタルで保存したり、ファイル自体を公開共有しないでください。キーの復号にはキーストアファイルとパスワードの両方へのアクセスが必要なので、両方のバックアップが必要です。
ニーモニックシードフレーズ
画像出典：Emerald
ニーモニックシードフレーズ、またはリカバリーフレーズとも呼ばれるものは、プライベートキーが紛失した場合に暗号資産ウォレットを簡単にバックアップし、資金を回復できるようにします。これは、元のプライベートキーから派生した12または24のランダムな単語のリストで構成されています。
階層的決定性（HD）ウォレットの設定を通じて、シードフレーズを使用してウォレットに関連するプライベートキーとアドレスを再生成できます。これにより、実際のプライベートキーにアクセスせずにウォレットをバックアップする簡単かつ安全な方法が提供されます。
ただし、シードフレーズは、このリカバリーデータを持つことでウォレットとその資金を完全にコントロールできるため、慎重に扱う必要があります。シードフレーズは、デジタル侵害の場合の盗難や不正アクセスのリスクを最小限に抑えるため、複数の物理的な場所に安全にオフラインで保管するのが最善です。
BIP38暗号化キー
画像出典：the money mongers
BIP38暗号化プライベートキーは、パスフレーズが必要な追加のセキュリティ層を加え、キーを復号して資金にアクセスできるようにします。BIP38暗号化標準を通じて、プライベートキーはスクランブルされ、正しいパスフレーズでのみ元に戻せます。
これにより、キーが公開された場合でも、ハッカーはパスフレーズがなければ利用できません。ただし、パスフレーズが新たな単一障害点となるため、これも安全に保管する必要があります。
BIP38キーは、アクセシビリティと保護のバランスが良く、強力でユニークなパスワードを使用し、アカウント間で再利用せず、デジタルで保存しないなどのパスフレーズのセキュリティプラクティスに注意する必要があります。パスフレーズの盗難や忘れによる資金の損失を防ぐために適切な予防措置が必要です。
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プレーンテキストプライベートキー
生の暗号化されていないプレーンテキスト形式でプライベートキーを保管すると、資金に対する完全なコントロールが得られますが、キーが公開された場合の不正アクセスに対するセキュリティは提供されません。数字と文字の長い文字列であるこのキーを所持する者は、関連するすべての暗号資産を即座にアクセスし、転送できます。
このため、プレーンテキストプライベートキーはデジタルで保管したり、オンラインで入力してはいけません。一瞬の露出でもすべてが危険にさらされます。最も安全な選択肢は、インターネットに接続されないセキュアな「コールドストレージ」ハードウェアウォレットでキーを生成することです。
または、BIP38のような標準を使用してキーを暗号化し、使用前に追加の認証を要求することもできます。大きなコントロールには大きな責任が伴うため、プレーンテキストキーを扱う際には、紛失、盗難、デジタル露出による壊滅的なプライベートキーの侵害を避けるために、厳格なセキュリティプラクティスが必要です。
プライベートキーの生成
プライベートキーの生成プロセスは、使用するウォレットの種類によって異なります：
- ソフトウェアウォレット：ExodusやElectrumのようなソフトウェアウォレットを最初に初期化する際、プログラムはランダムに1つ以上のプライベートキーを生成し、デバイスに保存します。一部のウォレットは、手動バックアップのためにWIF形式でエクスポートできます。
- ハードウェアウォレット：LedgerやTrezorなどのデバイスは、露出を防ぐためにセキュアな環境でプライベートキーを生成します。シードフレーズまたはピンが関連キーの派生にアクセスを提供します。
- 紙ウォレット：BitAddressのようなウェブサイトは、デジタルアクセスなしで印刷や保管のためにオフラインでプライベートキーを生成できます。極めて注意が必要で、頻繁なトランザクションには不向きです。
- オンライン/取引所ウォレット：カストディアルサービスは、ユーザーに代わってプライベートキーを保持し、ウェブサイトアカウントを通じてトランザクションを容易にします。
すべての場合において、プライベートキーは、マルウェア、キーロガー、ネットワークの盗聴がその値を観察するのを防ぐために、セキュアなオフラインコンピュータまたは専用ハードウェアウォレットでのみ作成する必要があります。キーをランダムに生成することは、推測や解読可能なパターンを避けるために重要です。
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プライベートキーの保管
プライベートキーが生成された後、盗難や資金の損失を防ぐために安全な保管が最も重要です。どのオプションも完全には安全ではありませんが、セキュリティのベストプラクティスを厳格に守ることで、個々の脅威モデルやリスク許容度に基づいて保護を最大化できます。主な保管方法を探ってみましょう：
ソフトウェアおよびオンラインワレット
オンラインまたはソフトウェアベースのウォレットアプリケーション内にプライベートキーを保管することは便利ですが、ウォレット提供者のセキュリティプラクティスに依存します。資金は、会社や開発チームの安全性に依存します。主なリスクには、キーを公開するデータ侵害、リモートハッキングを可能にする脆弱性、法的/規制上の問題によるアカウント凍結が含まれます。
軽減策には、強力なセキュリティ監査を持つ評判の良いサービスを使用すること、長期の大きな残高の保管を避けること、2要素認証などすべての認証オプションを有効にすること、フィッシングサイトを避けること、不正アクセスを監視することが含まれます。ウォレットファイルやシードフレーズの定期的なバックアップも、プロバイダーが失敗した場合に役立ちます。
ハードウェアウォレット
LedgerやTrezorなどのハードウェアウォレットは、プライベートキーを保護するために隔離されたセキュアエレメントでトランザクションを生成および署名し、デバイス自体が侵害されても安全であると考えられるゴールドスタンダードのアプローチです。内蔵スクリーンにより、キーを他のハードウェアに公開せずにトランザクションの詳細を確認できます。
キーは通常、デバイスが紛失または故障した場合に別々に文書化し保管する必要があるリカバリーシードフレーズまたはピンから派生します。デバイスの物理的なセキュリティも重要です—使用していないときは耐火金庫や銀行の貸金庫に保管することで、紛失や盗難を防ぎます。メーカーは脆弱性を修正するファームウェアアップデートを提供するため、デバイスを最新に保つことも重要です。
紙ウォレット
印刷された紙ウォレットは、技術や第三者に依存せずにオフラインでプライベートキーを保管するシンプルで耐久性のあるバックアップを提供します。火災や洪水で単一のコピーが破壊されるリスクを軽減するために、複数のコピーを異なる安全な場所に保管する必要があります。ただし、紙が紛失、盗難、損傷、または間違った手に渡ると、プライベートキーは脆弱です。
定期的に資金を新しいアドレスにスイープし、古いバックアップ紙を破棄することで、物理的リスクや暗号解析の進歩に対するセキュリティを向上させます。頻繁に取引する予定の保有には、長期のコールドストレージとしての紙は理想的ではありません。印刷されたキーの適切な安全な保管も必要で、貸金庫、埋められた防水容器、または自宅の偽装された場所などに保管します。
暗号化されたデジタルバックアップ
プライベートキー、ウォレットファイル、またはシードフレーズを暗号化されたデジタルバックアップとして保管することで、物理的な紙に依存せずにアクセス性を提供し、暗号化によってキー自体を保護します。オプションには、暗号化されたディスクイメージ、パスワード保護されたドキュメント、クラウドストレージロッカー、またはハードウェアセキュリティモジュールが含まれます。
リスクには、暗号化パスワードの紛失、アルゴリズムの脆弱性が将来の解読を可能にすること、バックアップ場所のデータ漏洩がブルートフォース攻撃を助ける可能性が含まれます。ダイスワードのような実証された手法を使用してマスターパスワードを保存し、パスワードのヒント/手がかりをオフラインで保管することで、これらのリスクを軽減できます。最新の暗号化標準を使用するために、ファイル/クラウドストレージのバージョンを定期的に更新することも重要です。
マルチシグネチャウォレット
マルチシグネチャスキームに従ってキー素材を別々のデバイス、場所、または当事者に分割することで、トランザクションを承認するために必要なすべてのキーの単一の侵害に対する冗長性を提供します。一般的なオプションには、3つの参加者のうち2つが署名する必要がある基本的な2-of-3設定から、シャミアの秘密共有を使用してキーを閾値共有に分割するより高度な技術までが含まれます。
複雑さは増しますが、個々のキーに対する脅威に対してセキュリティバーが大幅に向上します。ネットワークに接続されていない専用オフラインコンピュータにキーを保持するエアギャップコールドストレージソリューションもこのモデルに該当し、マルウェアやハッキングの試みに対して脆弱なネットワークから保護します。緊急時の使いやすさを確保するために、定期的なテストと手順の文書化が重要です。
物理的ストレージ
プライベートキー、リカバリーシード、またはウォレットバックアップを彫刻、刻印、または物理的に保管することで、電気、電磁、またはサイバー脅威に対する耐久性のある長期保護を提供しますが、物理的損傷や紛失のリスクが導入されます。金属プレートへの刻印、ガラスへのエッチング、または安全な物理的場所に隠すなどのオプションはすべて可能です。
プライベートキーのセキュリティリスク
プライベートキーは資金に対する完全なコントロールをユーザーに与えますが、侵害された場合の単一障害点でもあります：
- マルウェア/キーロガー：ウイルスやスパイウェアは、インターネットに接続されたデバイスでの生成または保管中にキーを静かに盗む持続的なリスクをもたらします。
- 物理的盗難：ハードウェアウォレット、紙のバックアップ、または暗号化されていないキーを含むクラウドドライブの内容は、紛失または盗難された場合に脆弱です。
- オンライン攻撃：フィッシング、トロイの木馬、またはブルートフォースクラッキングの試みは、キーを保護する弱いパスワード/ピンを標的にしたり、安全でない取引所/サービスからキーを盗んだりします。
- データ侵害：取引所やカストディアルサービスによるキーの集中保管は、データベースやバックアップがハッキングされた場合にリスクを負います。Mt. Goxのケースで見られたように。
- 内部脅威：ウォレットプロバイダー、取引所、またはホストされたサービスの従業員は、十分なシステム権限や盗難の動機があれば、キーにアクセスする可能性があります。
- ソーシャルエンジニアリング：欺瞞や操作により、ユーザーがキーを公開したり、パスワードをリセットしたり、偽の前提で詐欺的なトランザクションを承認したりする可能性があります。
- 記憶喪失：忘れたパスワード、紛失/損傷した紙のバックアップ、またはシードフレーズの適切な保護の失敗は、資金からの永久的なロックアウトにつながります。
安全な保管、暗号化、パスワードマネージャー、ハードウェアウォレット、定期的なバックアップ、認証のベストプラクティス、未承諾の連絡に対する注意を通じて適切なキー管理を行うことで、これらの脅威にもかかわらずデジタル資産のコントロールを維持できます。
マルチシグネチャウォレット
より強力なセキュリティを求める上級ユーザーは、トランザクションを承認するために複数のプライベートキーを必要とするマルチシグネチャ（マルチシグ）設定を採用できます。これは、キー素材を別々のデバイス、場所、またはアルゴリズムに分割することで、単一の攻撃ベクトルに対する抑止力として機能します：
- 2-of-3マルチシグ：3つの事前に選択されたキーのうち2つが署名する必要がある設定は、1つが侵害された場合の盗難を防ぎながら機能性を維持します。
- シャミアの秘密共有：キーを異なる場所に保管された閾値共有に分割し、再構築に必要な最小限が必要です。
- マルチパーティ計算：暗号プロトコルにより、地理的に離れた参加者が個々のキーを公開せずに共同で支出できます。
- ハードウェアセキュリティモジュール：YubiKeyのようなハードウェアデバイスは、キー生成/署名にセキュアエレメントや暗号プロセッサを使用して、ソフトウェア/オンラインワレットを補完します。
- エアギャップ「コールドストレージ」：インターネットに接続されていない専用オフラインコンピュータにキーを保持することで、物理的な保護層を追加します。
- セグウィットアドレス：公開キーを署名から分離することで、ビットコインやライトコインの単一アドレス内でマルチシグのような機能を実現します。
複雑さが増しますが、適切に設計されたマルチシグは脅威に対するバーを大幅に上げます。トランザクション手数料や調整のオーバーヘッドが増えるため、日常的な支出よりも高価値の保有に最も適しています。
キー管理の課題
暗号資産ユーザーが時間とともにアドレス、コイン、アカウントタイプを増やすにつれて、プライベートキーの整理は継続的な課題となります：
- アドレス再利用：同じアドレスからの繰り返し送信は、トランザクショングラフを公開することでプライバシーと代替可能性を損ないます。多くの取引所はまだデポジットアドレスを再利用しています。
- アドレス追跡：ブロックチェーンエクスプローラーや分析サービスは、関連するアドレスをプロファイルにクラスタリングし、個別のキーの匿名性を損なう可能性があります。
- キー派生標準：互換性のないウォレットソフトウェア、廃止されたプロトコル、ハードフォークは、現在のノードでサポートされなくなった古いキーからの孤立した資金を生み出します。
- 複数のウォレットタイプ：ハードウェア、ソフトウェア、紙、取引所、その他のウォレットソリューション間でプライベートキー、シードフレーズ、ログイン認証情報を管理することは負担になります。
- パスワードの紛失：ピン、パスワード、シードフレーズを忘れると、適切に保護されたキーにもかかわらず永久的なロックアウトのリスクがあります。定期的なテストと文書化されたバックアップが重要です。
- アドレス統合：過去のトランザクションからの小さなUTXOの蓄積は、時間とともに同じプライベートキーコントロール下の統合されたアドレスにスイープしない場合、UXの摩擦や高い手数料を引き起こします。
階層的決定性（HD）ウォレットは、単一の復元されたシードから関連するアドレス/キーの分岐ツリーを派生させることで一部の課題に対処しますが、アクセス喪失を避けるためには継続的な注意が必要です。
キー管理ソリューション
これらの継続的なキー管理の課題に対処するために、ストレージ、追跡、安全な暗号資産ウォレットを簡素化するさまざまなソリューションが登場しています：
ハードウェアウォレット
LedgerやTrezorなどのハードウェアウォレットは、隔離されたセキュアエレメントでプライベートキーを生成、トランザクション署名、安全に保管する能力により、ますます人気があります。定期的なファームウェアアップデートは脆弱性を修正します。完全に無敵ではありませんが、ソフトウェアのみのソリューションに比べて、マルウェア/ハッカーに対する最適な使いやすさと保護のバランスを提供します。
階層的決定性（HD）ウォレット
HDウォレットは、BIP32、BIP39、BIP44標準に従って、単一の復元されたシードフレーズまたはリカバリーセンテンスから関連するアドレスの無限ツリーを派生させます。Electrumのような人気のソフトウェアはこれを利用して、多くの古いアドレスからの資金を同じ復元されたプライベートキーコントロール下の新しいアドレスに統合し、ストレージを簡素化します。
非カストディアル取引所
Bisqのような分散型取引所（DEX）は、集中管理者に資金を預けることなく、直接ピアツーピア取引を可能にします。ユーザーは取引中および取引後もプライベートキーを完全に管理し、大規模な集中型取引所に比べて流動性が低い代わりに、取引所のハッキングや破綻のリスクを回避します。
ハードウェアセキュリティモジュール（HSM）
YubiKeyのようなハードウェアセキュリティモジュールは、プライベートキーを公開せずにトランザクションを生成および署名するセキュア暗号プロセッサを使用して、ソフトウェアまたはオンラインストレージを超える追加の保護層を提供します。暗号資産ウォレットソフトウェアと統合して、強化された2要素認証体験を提供します。
マルチシグ
前述のマルチシグウォレットは、閾値暗号を使用してキー素材を別々のデバイス、場所、または当事者に分割します。これにより、個々のキーを攻撃するよりもはるかに高いバーを設けて盗難を抑止します。基本的な2-of-3設定からより高度なマルチパーティ計算プロトコルまでオプションがあります。
キーバックアップとリカバリー
シードフレーズ、プライベートキー、またはウォレットファイルを代替メディア/場所に定期的にバックアップすることで、復元可能でアクセス可能であることを保証します。紙のバックアップは適切に保管する必要があり、外部ドライブやクラウドサービス上の暗号化されたデジタルコピーは、アクセシビリティとセキュリティのバランスを取ります。
ブロックチェーンエクスプローラー
プライバシー重視のウォレットやミキサーは、アドレスのクラスタリングを時間とともに打破するのに役立ちますが、すべてのトランザクションは台帳上で永遠に公開されています。Whale Alertのようなサービスは大きな残高を追跡します。長期的なキー管理の注意は引き続き賢明です。
プライベートキーと公開キーの違い
プライベートキーと公開キーは、RSAや楕円曲線暗号（ECC）などの非対称暗号システムの基本的な構成要素であり、通信の保護やデジタル署名の真正性の検証に不可欠な役割を果たします。以下はその違いです：
プライベートキー
- 所有権：プライベートキーは秘密に保たれ、所有者のみに知られています。
- 生成：ユーザーまたは信頼できるキー生成エンティティによって生成されます。
- 用途：プライベートキーには2つの主な用途があります：
- 暗号化：対応する公開キーで暗号化されたデータの復号に使用されます。
- デジタル署名：関連する公開キーで検証可能なデジタル署名を生成します。
- セキュリティ：プライベートキーは機密である必要があるため、通常、暗号化とアクセス制御によって安全に保管されます。
- 配布：プライベートキーは決して共有または公開してはいけません。
公開キー
- 所有権：公開キーは自由に配布され、所有者と通信したい人に利用可能です。
- 派生：対応するプライベートキーから数学的演算を使用して派生します。
- 用途：公開キーには2つの主な用途があります：
- 暗号化：対応するプライベートキーでしか復号できないデータの暗号化に使用されます。
- 検証：関連するプライベートキーで生成されたデジタル署名の検証に使用されます。
- セキュリティ：非対称暗号システムのセキュリティは、対応するプライベートキーの機密性を損なうことなく公開キーが広くアクセス可能であることに依存します。
- 配布：公開キーはウェブサイトに公開、証明書に含める、またはさまざまな安全なチャネルを通じて送信できます。
結論
要するに、プライベートキーは暗号資産の所有権を支える基本的な構成要素であり、厳格なセキュリティプラクティスが必要です。注意を払えば、さまざまなソリューションがユーザーがキーやアドレスの増えるコレクションを将来にわたって安全に管理し、侵害やアクセス喪失による資金の損失を防ぐのに役立ちます。継続的な教育は、個人やプロジェクトが業界のベストプラクティスを進化させるのにも役立ちます。
