Ledger Wallet 真的安全嗎？ - CompoundWater 複水

**作者：CompoundWater 複水 ; Contents May Also Contribute to MatrixDAO本篇主整理來自 MatrixDAO GM 的週分享內容。
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https://youtu.be/GwUQNvX4x38

Contents

Intro
首先 Ledger 的架構如何運行?
為什麼 Ledger 需要 Firmware Update?
Firmware 韌體如何更新？
哪種情況下 Ledger 是可信任的?
大家以為 Ledger 安全元件是用特殊應用 ASIC 晶片，實際上可能是微控制器
Conclusion

Intro

近期 Ledger 推出新服務——Ledger Recover。一個基於ID的密鑰恢復訂閱的方案。此功能將用戶的助記詞分割成三個加密片段，由不同實體保存。

看似乎提供了額外的安全性，但該功能發布後引發不少用戶對隱私和安全的擔憂，尤其是涉及到存儲私鑰助記詞並與護照或 ID 證件相關聯等操作，顯然違背了加密社區的隱私價值觀與去中心化。

https://www.odaily.news/post/5187141

首先 Ledger 的架構如何運行?

https://developers.ledger.com/docs/embedded-app/bolos-hardware-architecture/

根據官網，Ledger 的架構如下，外圍與許多不同的設備連接，例如屏幕、按鈕、通過 USB 連接的主機，或 Ledger 的藍牙和 NFC。

且額外的 STM32 微控制器（MCU）連接到安全元件（SE），作為安全元件和外圍設備之間的“啞路由器”。微控制器不執行任何應用程序邏輯，也不存儲 BOLOS 使用的任何加密秘密，它只是管理外圍設備並在準備好接收新數據時通知安全元件。BOLOS 應用程序完全在安全元件上執行。

A detailed BOLOS architecture diagram

安全元件 (Secure Element, SE）

用於存儲 BIP-32 種子和密碼 (Stores BIP-32 seed & passcode)

韌體 (Firmware: BOLOS)

可訪問助記詞的介面（a kernel with access to the seed）
運行下載更新在應用端程序（an app loader that runs each app in a sandbox）
韌體更新 BOLOS 介面程序 (Each firmware update BOLOS kerne)l

為什麼 Ledger 需要 Firmware Update?

因為當新的鏈協議(Ex: Aptos)和簽名演算法方式出現，之前的軟體無法配合硬體，所以當任何惡意固件升級都可能導致攻擊者竊取您的種子

→ any malicious FW upgrade can lead attacker stealing your seed

Firmware 韌體如何更新？

新韌體更新必須由 Ledger 簽名（The new FW has to be signed by Ledger）
用戶也須使用他們的密碼批准（the user has to approve the update with their passcode）

→ 所以每個用戶更新不是被逼的，而是可以自己決定是否更新韌體

哪種情況下 Ledger 是可信任的?

只信任安全元件完整性（Assuming only trust in SE hardware integrity）
- 即 Ledger 公司和連接到該設備的電腦可能會受到損害（i.e, Ledger the company, and the computer attached to the device might be compromised）
- 用戶密碼是唯一阻止攻擊者提取種子的東西（the user passcode is the only thing preventing an attacker from extracting the seed）
消費者自己的選擇（Options for consumers ）
- 新的區塊鏈發佈時扔掉你的設備（throw away your device every time a new blockchain ships）
- 理論上信任賬本一次，因為你永遠不會“被迫”升級韌體 (in theory, Trust ledger once, since you are never “forced” to upgrade firmware)

大家以為 Ledger 安全元件是用特殊應用 ASIC 晶片，實際上可能是微控制器

Ledger 官網提到的安全元件 ST31 晶片，網上查了下可能是安謀晶片公司 ARM 的商用微控制器晶片 ST31 ARM SC000，能根據韌體更新調整其行為，所以可能並不像我們認為其安全元件使用了 ASIC 特殊晶片。

簡單科普，ASIC 是一種定制化的積體電路，專為特定的應用或功能而設計。處理特定的任務或執行特定固定的功能，其晶片行為是固定的，例如只做錢包簽章的固定行為。

而微控制器是一種整合了處理器（CPU）、記憶體、輸入/輸出接口和其他必要電路的單片電腦系統，通常用於控制和監控應用等嵌入式系統。微控制器具有可程式性，開發人員可以通過編寫軟體指令來控制其行為。

Ledger 自己也說有機會可以由更新韌體去擷取硬體上儲存的Key → 等於= 碰得到註記詞種子 Seed，還拿得出來 (韌體有風險的雙向傳輸設計)

Conclusion

本次探討了硬體錢包Ledger的架構和安全性，包括Ledger Recover的隱私和安全問題，以及韌體更新的必要性和更新方式。Ledger的安全元件（SE）存儲BIP-32種子和密碼，搭配韌體BOLOS運行。更新韌體需要Ledger簽名和用戶密碼批准。然而，似乎只有相信SE硬件完整性，用戶密碼才能防止攻擊者提取種子，因為 Ledger 也承認更新韌體可能擷取硬體上儲存的Key。

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