一些硬件钱包致力于打造完全隔空的、可由终端用户手动组装的设备,或在自由开源理念下为行业专业人士量身定制的产品。另一些则闭源,立志成为硬件钱包中的 Apple 或 Macintosh,通过精心设计的用户护栏展开竞争。凭借 Safe 7,Trezor 似乎在这两条路线之间找到了折中点。

硬件钱包的核心职责狭窄却至关重要:将控制 bitcoin 的私钥保存在离线隔离环境中,并在设备本身上签署交易,从而确保这些秘密永远不会存在于连接互联网的电脑上。围绕这一职责的软件和硬件有多少可供公众检验,正是业内两大阵营的分野所在。

这款设备给人的感觉更接近现代 iPhone,而非传统的 bitcoin 配件:金属外壳、延伸至机身边缘的宽大屏幕,以及明显经过精心设计以取悦用户的触觉反馈。Safe 7 以大多数其他钱包所不具备的方式,让人感觉到 bitcoin 是一种真实而有形的存在。

Trezor 还很好地处理了 Bitcoin 用户与更广泛加密货币用户之间的分野:它提供两套固件栈和两种设计——黑色和绿色的标准多币种版本,以及 Bitcoin 专用的橙色版本。用户无论订购哪种配色,都可以随意切换固件类型,但已经清楚自身需求的 Bitcoin 用户可以直接购买橙色版本,无需进行任何非标准路径的固件升级。

不过,这一选择也带来一些后果。许多固件更新围绕 bitcoin 以外的币种展开,这使得 Bitcoin 专用固件更加精简。Trezor 的支持文档直言不讳:"运行 Bitcoin 专用固件的额外优势包括更少的常规更新(与通用固件相比),以及更低的漏洞或安全问题的风险。"

那些神奇的单词

一个有经验的 bitcoin 用户第一次接触 Trezor 时,最可能注意到的就是其助记词列表的规模。Safe 7 生成的是 20 个单词的钱包备份,而非大多数其他钱包使用的 12 或 24 个单词。这是 Trezor 多年来一直坚持的安全设计选择:这种被称为 SLIP-39 的 20 词标准,由该公司于 2019 年随Shamir 备份功能的发布首次推出。

这一命名反映了两个标准体系:BIP-39 是定义大多数钱包所用的 12 词和 24 词种子短语的 Bitcoin 改进提案,而 SLIP-39 则来自 Trezor 母公司发布的 SatoshiLabs 改进提案系列。

Shamir 允许用户将钱包的备份种子拆分为多个分片,其中达到阈值数量的分片可以重建 Bitcoin 钱包,而任何单一分片本身都不足以做到这一点。例如,在 2-of-3 的 Shamir 设置中,用户写下三份 20 词列表,并将其存放在不同的实体地点——银行、家里、办公室。如果小偷找到其中一份,或火灾、洪水摧毁了其中一份,损失并非灾难性的:单一分片无法让任何人访问钱包,而剩下的两份则能让所有者重新获得控制权,并将币转移到新的钱包设置中。

这种特性通常被称为"冗余",多重签名钱包同样可以实现,只是存在链上交易成本等不同的权衡。Shamir 备份源自一种古老而著名的密码学方案,即Shamir 秘密共享,Trezor 为其构建了自己的实现。

与更流行的 12 词标准相比,额外的单词并不会给用户带来更多熵;Trezor 明确表示,用户可以获得与 12 词种子相同的 128 比特熵。不过据该公司称,SLIP-39 所使用的词表经过精心筛选,以避免出现令人混淆或相似的单词。

SLIP-39 还解锁了 BIP-39 所不具备的能力:可扩展为 Shamir。最初使用 Trezor 设备创建单一 20 词种子备份的用户,之后可以创建一套冗余的 Shamir 分片,例如 3-of-5。由于这些分片重建的是同一个钱包,因此转移资金无需任何链上交易。不过,用户应考虑销毁最初的 20 词单一种子,因为它本身仍然能够恢复相关的钱包。Trezor 就此主题维护着一份完整的 FAQ。SLIP-39 也得到 Sparrow 和 Electrum 等其他钱包的支持,尽管其采用率远低于其前身。

顶级用户体验

Safe 7 通过一系列微妙却令人难忘的功能,展现了对设计和用户体验的深度投入。在测试这款设备时,最令人印象深刻的莫过于它对重要确认决策(如签署交易或更改安全 PIN 码)的响应方式。用户被要求按住屏幕底部的一个数字按钮。设备开始通过内部陀螺仪缓慢振动,同时两道绿光从按钮处沿屏幕边缘流动。当两道绿光在屏幕顶部会合时,陀螺仪加速,在手中产生逐渐增强的机械声音和触感。整个过程以屏幕边框完全亮起、顶部一颗小绿色 LED 点亮作结,确认操作完成。整套仪式只持续一两秒钟,却让转移 bitcoin 这一原本颇为抽象的数字化体验变得相当真实。

与 Model T 和经典的 Trezor One 等其他 Trezor 型号相比,让密码学货币用起来舒适自在的用心显而易见。例如,屏幕上的按钮比 Model T 大得多,解决了常见的误触问题——这类误触在输入安全 PIN 码时可能带来严重后果。在大多数硬件钱包上,PIN 码输入错误可能升级为擦除设备内存等后果。更大的、手指大小的数字按钮缓解了这种不必要的压力。金属外壳也让 Safe 7 呈现出一种成熟感,告别了旧机型的塑料外壳。

界面中有一个特别的功能:"Wipe PIN"(擦除 PIN)——一种特殊的 PIN 码,在设备登录时输入即可删除用户数据。Trezor 的公开文档描述了它的功能,却没有说明其用途:它试图应对什么风险或威胁?面向什么使用场景?注重安全的 bitcoin 用户曾要求提供此类功能,以应对那些发生概率低但影响巨大的场景,例如恶名昭著的"扳手攻击"——窃贼强迫用户打开钱包以窃取资金。

Trezor 的 Wipe PIN 的问题在于,它会非常明显地表明你刚刚删除了钱包内容——在这种场景下,持扳手的攻击者恐怕不会善罢甘休。至少还有另一款硬件钱包实现了该功能的更复杂版本:它会删除主用户的钱包,但打开第二个"诱饵"钱包,并且不会通过用户界面暴露这一伎俩。对于想法足够周全的用户来说,更高级的擦除 PIN 会更受欢迎。

Safe 7 还具备蓝牙连接功能,以及可通过 Qi2 无线充电器充电的内置电池。设备也可以通过 USB-C 连接使用,并在设置中禁用蓝牙。无线操作让用户摆脱线缆——这是另一个微妙而有力的设计选择,可以缓解签署交易时的额外压力,毕竟 bitcoin 支出不可更改、不可逆转的性质本已让每一次签署决策都事关重大。对于更谨慎的用户来说,为蓝牙天线配备一个硬件开关将是受欢迎的补充。

隔空原则

按照严格定义,隔空钱包完全不接触任何网络,使私钥所在的环境与在线世界物理隔离。在 Safe 7 之前,没有任何 Trezor 型号配备内置电池或蓝牙。加入此类技术是一项重大决策,能在更广泛的消费群体对现代硬件的期望方面带来切实的收益,但也引入了潜在风险。

从硬件钱包到手机,许多设备的内置电池都会随时间推移而失效,发生膨胀并撑破外壳。这可能带来危险,并可能损坏设备内存或影响设备的可用性。Trezor 通过选用 LiFePO₄ 电池类型来回应这一担忧,其"化学性质比常见的锂离子电池更稳定、更安全"。在其文档中,该公司声称"电池膨胀是极其不可能的"。

与此同时,集成蓝牙意味着加入一套大体闭源的软硬件栈,使设备能够进行远程交互——这削弱了 bitcoin 冷存储的隔空原则。为缓解这一问题,Trezor 等硬件制造商尝试隔离蓝牙天线,并仅用它发送端到端加密的消息。为此,Trezor 构建了 Trezor Host Protocol,一种在数据传输至用户电脑的过程中进行加密的技术,该技术同样应用于 USB-C 线缆连接。Trezor 不信任 USB 线缆或蓝牙栈处理未加密的数据。

尽管如此,这种无线连接可以说使 Safe 7 摆脱了 Bitcoin 钱包中隔空或冷存储的类别,更接近高安全性的温钱包——所谓热钱包,是指连接互联网、持有私钥材料的通用计算机或服务器。

硬件概览与熵

如果说 Coldcard 被黑事件证明了什么,那就是:没有良好的熵,冷存储便毫无意义。熵是密码学中用于创建秘密的随机且不可预测的输入——例如掷骰子 100 次并记录结果。这些输出经过密码学算法处理,生成私钥和公钥对,即所谓的种子单词。Trezor 发布了一篇全面而深入的文章,介绍其如何生成和使用熵来创建钱包密钥对。

在 Safe 7 上,Trezor 使用四种熵源:

• 主机电脑或手机的熵。
• STM32 微控制器中的硬件 TRNG——Trezor 的计算机芯片之一。
• Optiga 安全元件,Trezor 硬件中的第二颗计算机芯片。
• TROPIC01,该公司最新的"可独立审计"安全元件芯片。

安全元件是经过加固的芯片,旨在独立于设备主处理器保护秘密免受物理篡改。生成钱包时,这四个独立来源会被组合在一起,处理这一逻辑的固件是 GPL 3 开源的。作为一种 copyleft 自由软件许可证,GPL 3 允许任何人在相同条款下阅读、修改和再分发代码——正是这种透明度,让独立研究者能够验证而非仅仅信任固件对这些熵源的实际处理方式。Trezor 目前不支持在创建钱包时输入用户生成的熵——没有掷骰子的选项——不过用户可以为已创建的密钥对添加"口令(passphrase)"或"第 25 个单词",其作用类似。

Trezor CTO Tomas Susanka 在与 Efrat Fenigson 的对话中解释说,用户生成的熵只有在代码真正使用它时才有意义。他指出,Coldcard 的漏洞并非硬件生成熵的失败,而是由于该漏洞,固件未能在其软件实现中使用那种高质量的熵。

Trezor CCO Danny Sanders 也表达了类似观点,不过他告诉 Bitcoin Magazine,用户添加熵这一话题已被"广泛讨论过",并补充说"这并非绝对的否决"。他表示,更庞大的 Trezor 用户群——据 Sanders 称是 Coldcard 的"数倍"——"不可能被要求去掷骰子",并补充说"光是抄写单词就已经让他们认知负担很重了",他所指的是 20 词种子备份。当机器熵源真正被正确使用时,用户添加熵的安全收益是微乎其微的。

配送、网络钓鱼与擦除码

无论购买哪款硬件钱包,在线购买并邮寄到家正变得越来越令人不安。Trezor 近来加入了 Ledger 的行列,成为用户数据库遭黑客攻击的大型加密硬件供应商之一——就 Trezor 而言,泄露是通过其物流合作伙伴 ShipMonk 发生的,后者数据库本月早些时候泄露了 67,000 条美国客户记录。据 Trezor 称,其中大部分记录本应已被该物流公司删除。结果是这些用户遭受针对性骚扰的风险上升,而在法国等国,这类用户本已是有组织犯罪的重点目标。

从操作安全的角度来看,拥有一个邮政信箱现在基本上是进行加密相关购买的必要条件。任何大型企业或政府都不能被信任来保护用户个人数据的安全;互联网的历史令人信服地证明了这一点。用户也可以参加大型会议,用现金或 bitcoin 购买心仪的硬件钱包,从而完全规避邮寄风险。

就此话题而言,Trezor 已预告了一项为应对此次泄露而正在构建的"匿名配送"服务。Sanders 告诉 Bitcoin Magazine,该服务将在数周内于欧盟推出,并将在不久后扩展至美国。根据公开数据,该公司目前仍在使用 ShipMonk。

结语

笔者使用 Trezor 产品多年——尽管是 Model T 和 Trezor One 等旧型号——Safe 7 给我的印象是产品线的重大演进,也是自我托管配置的有力补充,尤其是作为多供应商多重签名方案的一部分,或作为日常使用的温钱包。其 Shamir 备份功能也值得在更高级的自我托管方案中占有一席之地。

本文,Trezor Safe 7 评测:开源(FOSS)自我托管硬件钱包,首发于 Bitcoin Magazine,作者为Juan Galt](https://bitcoinmagazine.com/authors/juan-galt)。