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블록체인/레벨 IV · 프로토콜 심화/4.3 커스터디와 프라이버시/수업 2

하드웨어 지갑

에어갭, 보안 칩, 그리고 기기 밖으로 절대 나가지 않는 키

준비물하드웨어 지갑 장치함께 쓰는 소프트웨어 지갑(예: Electrum 또는 Sparrow)USB 케이블 또는 QR 코드 스캐너

호기심

  1. 장치는 연결된 컴퓨터에 개인 키를 한 번도 노출하지 않고 어떻게 거래에 서명할 수 있을까요?
  2. 보안 칩은 무엇을 막아 주며, 오픈 펌웨어는 외부인이 무엇을 검증할 수 있게 해 줄까요?
  3. 전문 장비를 갖춘 공격자가 하드웨어 지갑을 물리적으로 손에 넣으면 어떻게 될까요?

탐구

  1. 하드웨어 지갑은 개인 키를 격리된 하드웨어에 저장하는 전용 장치로, 인터넷에 연결된 컴퓨터에 키를 노출하지 않고 거래에 서명합니다. 장치는 승인 전에 확인할 수 있도록 수신 주소를 자체 화면에 표시합니다. 이러한 격리 덕분에 연결된 호스트의 악성코드가 비밀 정보를 빼내거나 거래 내용을 바꿀 수 없습니다. 초기 제품으로는 Trezor(SatoshiLabs, 2014), Ledger Nano S(2016), Coldcard(Coinkite, 2018)가 있습니다.
  2. 설계는 보안 칩과 범용 마이크로컨트롤러로 나뉩니다. 보안 칩은 물리적 추출에 강하지만 내부 구조가 공개되지 않습니다. 범용 마이크로컨트롤러는 완전히 검사할 수 있지만 물리적 공격에는 더 취약합니다. 일부 장치(예: Coldcard, BitBox02, Trezor Safe)는 보안 칩과 오픈 소스 또는 소스 공개 펌웨어를 결합합니다. 2020년 Kraken Security Labs는 장치의 전자 회로에 물리적으로 접근해 Trezor 시드를 추출해 보였습니다. 투명성 대 변조 방지라는 이 트레이드오프가 오늘날의 보안 방식을 규정합니다.
  3. 많은 서명 워크플로에서는 부분 서명 비트코인 트랜잭션(PSBT)을 사용합니다. 함께 쓰는 소프트웨어 지갑이 서명되지 않은 트랜잭션을 만들어 USB, NFC 또는 QR 코드로 하드웨어 장치에 전송합니다. 사용자는 장치 화면에서 세부 내용을 확인하고 승인합니다. 서명은 secp256k1 ECDSA 또는 Schnorr 알고리즘으로 장치 내부에서 생성되어 반환됩니다. 개인 키는 보안 경계를 절대 벗어나지 않습니다.
  4. 에어갭 장치는 컴퓨터와 케이블로 직접 연결하지 않습니다. Coldcard 같은 장치는 SD 카드를 통해 서명하고, 다른 장치들은 QR 코드로 거래 데이터를 전달합니다. SD 카드나 QR 코드도 데이터 채널이므로 해킹된 컴퓨터가 요청 내용을 바꿀 수 있으며, 이를 잡아내는 것은 장치 자체 화면에서 세부 내용을 확인하는 과정입니다. 네트워크 노출과 키 저장소를 물리적으로 분리하는 것은 여전히 장기 보관의 핵심 보안 모델입니다.
  5. 하드웨어 격리에도 불구하고 공급망 및 데이터베이스 위험은 여전히 남아 있습니다. 비공식 판매처에서 산 변조된 기기에는 백도어가 있을 수 있습니다. 2020년 Ledger의 고객 데이터베이스가 유출되면서, 암호 해독이 아니라 사회공학으로 사용자를 노리는 피싱 공격이 늘어났습니다. 2023년 Ledger Recover를 둘러싼 논쟁은 편의성과 논커스터디얼 원칙 사이의 긴장을 드러냈습니다. 이 선택형 서비스가 시드를 암호화한 조각을 제3자 회사에 백업하는 방식이었기 때문입니다.
  6. 하드웨어 지갑은 자주 접근하지 않는 장기 보관용으로, 일상적인 지출에 쓰는 모바일 지갑이나 거래소 지갑과는 구별됩니다. 많은 사용자가 자금을 이런 식으로 나눕니다. 대부분은 하드웨어 장치에, 소액은 휴대폰 지갑에 둡니다. 셀프 커스터디는 어떤 고객센터도 실수를 되돌리거나 도난당한 시드를 복구해 줄 수 없다는 뜻이기도 합니다.

핵심 사실

  • Trezor(2014)와 Ledger Nano S(2016)는 가장 먼저 널리 보급된 하드웨어 지갑에 속하며, Coldcard가 2018년에 뒤를 이었습니다.
  • Kraken Security Labs는 2020년 물리적 접근을 통해 Trezor 시드를 추출하여 범용 마이크로컨트롤러의 위험성을 보여 주었습니다.
  • 2020년에 Ledger의 고객 데이터베이스가 유출되어, 사용자들을 대상으로 한 타겟형 피싱 공격이 가능해졌습니다.
  • 에어갭 장치는 직접적인 데이터 연결 없이 PSBT가 포함된 SD 카드나 QR 코드를 사용하여 거래에 서명합니다.
  • 보안 칩은 물리적 추출에 강하지만 내부 구조가 공개되지 않습니다. 일부 장치는 이 칩을 오픈 펌웨어와 함께 사용합니다.
  • 하드웨어 지갑은 네트워크와의 연동 및 거래 생성을 위해 별도의 소프트웨어 지갑이 필요합니다.

연습 아홉, 여섯, 셋, 하나

9모으기하드웨어 지갑 모델 또는 제조사 9가지를 나열하세요. 각각의 칩 유형(보안 칩인지 마이크로컨트롤러인지)과 주요 연결 방식을 적으세요.
6묶기9개를 보안 아키텍처에 따라 폐쇄형 보안 칩, 오픈 펌웨어, 에어갭 전용, 하이브리드, 기타 설계상 차이 등 6개 그룹으로 분류하세요.
3추리기6개를 투명성, 물리적 저항성, 편의성 사이의 핵심 트레이드오프 3가지로 줄이세요.
1결정화에어갭이 무엇을 막아 주고 무엇은 막지 못하는지 한 문장으로 쓰세요.

팩트 체크

날짜, 수치 및 주장은 아래에 명시된 출처들을 통해 확인되었습니다.

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