ハードウェアウォレットをモバイルアプリと統合する方法

ハードウェアウォレットの通信プロトコル

1. USB HID プロトコルは、Android デバイス上の OTG アダプター経由で接続されている場合、多くのデスクトップ指向のハードウェア ウォレットの基本インターフェイスであり続けます。この方法は明示的なユーザー許可を必要とし、Android の USB ホスト モード制限内で動作します。

2. Bluetooth Low Energy (BLE) は、モバイル ペアリング用に Ledger Nano X、Trezor Model T、および新しい Coldcard バリアントで広く採用されています。 BLE を使用すると、物理ケーブルを使用せずに暗号化されたチャネルを確立できますが、トランザクション署名中にタイミングに敏感なハンドシェイク要件が導入されます。

3. NFC ベースの対話は、Ledger Nano S Plus および特定の BitBox02 ファームウェア バージョンでサポートされています。モバイル アプリは、特にユーザーがキー交換中にデバイスの位置を間違えた場合に、NFC 権限を要求し、タグ検出ループを処理する必要があります。

4. QR コード スキャンは、エアギャップ ワークフローのフォールバックとして機能します。アプリはトランザクション ペイロードを Base64 でエンコードされた文字列または bech32m でエンコードされた BLOB として生成し、ハードウェア ウォレットの表示画面と互換性のあるスキャン可能なビジュアル フレームとしてレンダリングします。

5. カスタム UART ブリッジは、ESP32 ベースの DIY ハードウェア ウォレットを含むニッチな統合のために存在します。これらにはカスタム Android カーネル モジュールが必要で、標準の Android セキュリティ サンドボックスをバイパスして、展開を root 化されたデバイスのみに制限します。

モバイル SDK 互換性レイヤー

1. Ledger Live SDKは、Ledgerデバイスが開発者モードの場合、localhost HTTP経由でRESTfulエンドポイントを公開し、モバイルアプリが署名されていないトランザクションを送信し、ループバック接続経由​​で署名された16進ペイロードを受信できるようにします。

2. Trezor Connect v2.0+ は、Android フラグメントへの WebView インジェクションをサポートし、ネイティブ JNI ラッパーなしでデバイス ファームウェア API に直接アクセスできるようにします。これにより APK サイズは削減されますが、WebView ランタイムの安定性への依存度が増加します。

3. BitBox02 Android Binding は、Kotlin コルーチンを使用して非同期ファームウェア呼び出しをラップし、アドレス導出、署名生成、ファームウェア更新検証のためのサスペンド関数を公開します。

4. KeepKey の非推奨の SDK は、同期ブロッキング呼び出しを強制し、厳密なバックグラウンド スレッド ハンドラーでラップされていない限り、Android 12 以降で ANR クラッシュを引き起こします。このパターンは現在、Google Play ポリシーの施行により推奨されていません。

5. Secalot SDK は、生の USB 記述子解析ユーティリティを提供し、開発者が抽象化されたトランスポート層に依存する代わりに HID レポートを手動で構築できるようにします。フォレンジック監査ツールには便利ですが、コンシューマー グレードのアプリには実用的ではありません。

トランザクション署名フローの実装

1. アプリは、ネットワーク構成に応じて EIP-1559 または従来のガス価格モデルを使用して署名なしトランザクションを構築し、それを RLP 形式にシリアル化し、送信前に keccak-256 ハッシュを計算します。

2. ハードウェア ウォレットは、受信者のアドレス、値、ガス パラメーターを OLED 画面に表示し、暗号化操作に進む前に物理ボタンの確認を必要とします。

3. デバイスは、セキュア エレメントに保存された秘密キーを使用して secp256k1 曲線を使用して決定論的な ECDSA 署名を実行し、生のキー素材をチップ境界外にエクスポートすることはありません。

4. 署名されたトランザクションは、r、s、v コンポーネントとシリアル化されたペイロードを含む生の 16 進文字列として返されます。モバイル アプリは、署名回復 ID が予想される公開キー導出パスと一致することを検証します。

5. 最終ブロードキャストは、Alchemy や Infura などのサードパーティ RPC エンドポイントを通じて行われ、ユーザーがカスタム Ethereum クライアント エンドポイントを構成している場合は、オプションのローカル ノード フォールバックが使用されます。

セキュリティ境界の強制

1. Android キーストアによる AES-GCM 暗号化は、デバイスのシリアル番号や最後に使用された導出パスなど、ハードウェア ウォレットのペアリングに関連するすべてのキャッシュされたメタデータをラップします。

2. BiometricPrompt API 統合により、署名セッションを開始する前に指紋または顔によるロック解除が強制され、デバイスのロックが解除されている場合でも不正使用が防止されます。

3. スコープ付きストレージのコンプライアンスでは、トランザクション履歴やニーモニックのバックアップが外部ディレクトリに存在しないことが義務付けられており、台帳全体がアプリ固有の内部ストレージ パーティション内に存在します。

4. SELinux ポリシーは、ウォレット アプリとシステム サービス間のバインダー IPC アクセスを制限し、ハードウェア通信スレッドを他のアプリ コンポーネントから分離します。

5. ファームウェア更新サーバーに対して行われるすべての HTTPS 呼び出しに適用される証明書のピン留めにより、重要なブートローダー パッチ配信中の中間者による改ざんが防止されます。

テストと認定の要件

1. ハードウェア ウォレットの相互作用を許可する前に、Google Play Integrity API チェックに合格する必要があります。安全な要素の分離が保証できない root 化またはパッチ適用された環境は拒否されます。

2. FIDO2 構成証明検証は、APK アセットに保存されているメーカー提供のルート証明書に対してハードウェア ウォレットのファームウェア署名を検証します。

3. トランザクション リプレイ テストにより、同じ導出パスから開始された複数の同時署名セッションにわたってノンス増分ロジックが正しく動作することが確認されます。

4. 署名生成中の電力損失シミュレーションにより、永続メモリ セクターを破損することなく状態を回復するハードウェア ウォレットの機能が検証されます。

5. USB エニュメレーション ストレス テストは、Android USB マネージャーがファイル記述子をリークしたり、ネイティブ HAL ドライバーをクラッシュさせたりしないことを検証するために、急速なプラグ/アンプラグ サイクルをシミュレートします。

よくある質問

Q: ハードウェア ウォレットは、デュアル スクリーン モードを実行している Android 折りたたみ式デバイスで使用できますか?はい、アプリが android:configChanges='screenSize|smallestScreenSize|orientation' を宣言し、BLE 接続状態をドロップせずにヒンジ遷移中に SurfaceView の再初期化を処理する場合に限ります。

Q: Samsung Blockchain Wallet は、Galaxy Z Fold デバイスでの USB-C ハードウェア ウォレットの直接接続をサポートしていますか?いいえ、Samsung Blockchain Wallet は BLE および QR コード チャネルのみに依存しています。 Knox TrustZone の制約により、USB-C パススルーはファームウェア レベルで無効になっています。

Q: アプリはモバイル SDK とハードウェア ウォレットの間のファームウェア バージョンの不一致にどのように対処しますか?アプリはデバイス INFO パケットからファームウェアのセマンティック バージョン文字列を解析し、ビルド時の定数でエンコードされた最小必要バージョンと比較します。不一致があると、ファームウェアのアップデートが完了するまで、強制的な UI ロックアウトがトリガーされます。

Q: 初期セットアップ後にインターネットにアクセスせずにオフラインで BIP-44 アドレスを取得することは可能ですか?はい、派生ロジックは、Bouncy Castle 暗号ライブラリを使用してアプリ コード内に完全に存在します。最初の公開鍵交換のみに、ネットワーク接続ではなく、ハードウェア ウォレットの対話が必要です。