CN111091381A - 一种硬件钱包及其管理方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开一种硬件钱包及其管理方法。所述管理方法包括：响应于钱包创建指令，硬件钱包生成多个助记词，根据用户选定的助记词生成种子，对种子进行摘要运算生成钱包标识，在硬件钱包中创建以钱包标识为索引的钱包；响应于钱包删除指令，根据钱包删除指令中的钱包标识删除对应的钱包记录；响应于更新钱包指令，根据更新钱包指令中的钱包标识获取对应的钱包，然后根据更新钱包指令更新钱包中的对应数据；响应于获取钱包列表指令，查看当前硬件钱包内存在的钱包个数，以及每个钱包对应的钱包数据，构成一个钱包列表返回给上层应用。方便用户在同一硬件设备内对不同的钱包资产进行管理，在保证安全性的同时也能够满足用户方便使用的需求。

Description

一种硬件钱包及其管理方法
技术领域
本申请涉及信息安全领域，尤其涉及一种硬件钱包及其管理方法。
背景技术
硬件钱包是指一种将数字资产私钥单独储存在一个芯片中、且与互联网隔离实现即插即用的设备。
目前的硬件钱包基本都实现了BIP39、BIP32以及BIP44，所以也称为HD(确定性分层)钱包。HD钱包根据BIP32从单个的种子(master seed)派生出许多密钥，而十六进制格式表达的master seed不容易记录，通常采用BIP39定义的一种方法，由一组标准化的英文单词生成HD钱包的种子，以人类可读的方式记录，易于抄录。
现在除了类andriod的硬件钱包外基本都只保存一个master seed，只管理一个钱包，在第一次随机生成时进行记录，将来用于恢复钱包。也就是说现有的硬件钱包内只能建立一个钱包，如果用户想将资产分开管理很不方便，需要将硬件钱包复位，重新导入新的钱包，而大部分硬件钱包导入钱包时，为了安全考虑都是从硬件输入助记词(以单词形式表达的master seed)，很不方便。
发明内容
本申请提供了一种硬件钱包的管理方法，包括：
响应于上层应用发送的钱包创建指令，硬件钱包生成多个助记词供用户选择，根据用户选定的助记词生成种子，对种子进行摘要运算生成钱包标识，在硬件钱包中创建以钱包标识为索引的钱包；
响应于上层应用发送的钱包删除指令，硬件钱包根据钱包删除指令中的钱包标识删除对应的钱包记录；
响应于上层应用发送的更新钱包指令，硬件钱包根据更新钱包指令中的钱包标识获取对应的钱包，然后根据更新钱包指令更新钱包中的对应数据；
响应于上层应用发送的获取钱包列表指令，硬件钱包查看当前硬件钱包内存在的钱包个数，以及每个钱包对应的钱包数据，构成一个钱包列表返回给上层应用。
如上所述的硬件钱包的管理方法，其中响应于上层应用发送的钱包创建指令时，还包括：硬件钱包检查钱包数量是否达到最大值，如果是，则向上层应用返回钱包创建数据超限响应，否则进行钱包创建操作。
如上所述的硬件钱包的管理方法，其中生成助记词具体包括如下子步骤：
根据钱包创建指令中的助记词个数创建对应个数的预设长度的随机序列；
从随机序列中截取部分序列，然后对部分序列作哈希运算，得到校验和，并将随机序列与校验和拼接得到助记词生成序列；
将助记词生成序列进行划分，并为划分后的子序列查询助记单词字典，得到助记词。
如上所述的硬件钱包的管理方法，其中在硬件钱包中创建以钱包标识为索引的钱包，具体为：在硬件钱包中创建包括钱包创建指令中的钱包名称、钱包标识、种子以及种子加密密钥的钱包记录，硬件钱包中的多个钱包记录以钱包标识作为唯一索引。
如上所述的硬件钱包的管理方法，其中根据助记词生成种子具体为根据助记词和钱包创建指令中的盐值使用密钥延伸函数循环计算2048次哈希值延伸助记词和盐值，得到最终值作为种子。
如上所述的硬件钱包的管理方法，其中响应于上层应用发送的数据签名指令时，硬件钱包根据数据签名指令中的钱包标识获取对应的钱包记录中的种子，使用BIP32对种子进行密钥衍生，使用衍生的密钥对数据签名指令中的待签名数据进行签名。
如上所述的硬件钱包的管理方法，其中使用BIP32对种子进行密钥衍生，具体包括如下子步骤：
将种子输入HMAC-SHA512算法中得到一个可用来创造主私钥和主链代码的哈希；
使用主私钥、主链代码以及预设密钥索引号使用HMAC-SHA512函数散列后产生512位的散列，将该散列作为种子的衍生密钥。
本申请还提供一种硬件钱包，所述硬件钱包执行上述硬件钱包管理方法。
如上所述的硬件钱包，其中所述硬件钱包还包括显示模块，用于将生成的助记词进行显示供用户选择；以及用于在接收到数据签名指令后显示待签名数据供用户选择确认或取消。
如上所述的硬件钱包，其中所述硬件钱包还包括按键模块，用于选择显示模块显示的助记词；以及用于接收到数据签名指令后选择确认或取消此次签名操作。
本申请实现的有益效果如下：本申请实现了硬件钱包内的多钱包管理，方便用户在同一硬件设备内对不同的钱包资产进行管理，不需要另外购买硬件钱包。而且本申请提供的硬件钱包能够既满足用户根据习惯设定钱包名称而且能够保证设置的钱包是唯一的，在保证安全性的同时也能够满足用户方便使用的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种硬件钱包的管理方法流程图；
图2是响应于上层应用发送的钱包创建指令时硬件钱包具体操作流程图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本申请实施例一提供一种硬件钱包的管理方法，如图1所示，包括对钱包数据执行增删改查管理，具体包括；
(1)钱包创建管理110：
响应于上层应用发送的钱包创建指令，硬件钱包生成多个助记词供用户选择，根据用户选定的助记词生成种子，对种子进行摘要运算生成钱包标识，在硬件钱包中创建以钱包标识为索引的钱包；
如图2所示，响应于上层应用发送的钱包创建指令时，硬件钱包具体执行如下操作：
步骤210、判断硬件钱包内的钱包数量是否达到最大值，如果是，则返回上层应用不能再创建的响应，否则执行步骤220；
本申请实施例中，硬件钱包内能够创建多个钱包，另外由于钱包空间有限，通常会定义最大钱包个数，如10个，在钱包数据为达到该最大值时，可以相应上层应用的钱包创建指令进行钱包创建操作；
具体地，上层应用向硬件钱包发送的钱包创建指令中包括但不限于对用户输入的钱包名称、用户选择的助记词个数以及盐值(即随机数，作为钱包创建信息生成的可选项用于增加构建能够进行暴力攻击查找表的困难度)进行加密得到的钱包创建信息。
步骤220、根据钱包创建指令中的助记词个数BIP39生成助记词并在屏幕显示，供用户记录；
具体地，根据钱包创建指令中的助记词个数生成助记词，具体包括：
步骤221、根据钱包创建指令中的助记词个数创建对应个数的预设长度的随机序列；
具体地，若用户选择的助记词个数为N，则创建N个预设长度的随机序列，可选地，预设长度为128位至256位的随机序列。
步骤222、从随机序列中截取部分序列，然后对部分序列作哈希运算，得到校验和，并将随机序列与校验和拼接得到助记词生成序列；
具体地，计算随机序列的熵长/32，得到的部分序列作为哈希运算数据，求得校验和，将随机序列与校验和拼接得到的数据作为助记词生成序列。
步骤223、将助记词生成序列进行划分，并为划分后的子序列查询助记单词字典，得到助记词；
具体地，助记词生成序列中包含多个长度为11位的不同子序列，将每个子序列与预先定义的2048个单词的字典作对应，生成的有顺序的单词组即为助记词。
步骤230、接收用户对其中一项助记词的选择，根据用户选定的助记词生成种子，并使用随机数对种子进行密钥加密后得到种子加密密钥保存；
具体地，在上述步骤中助记词表示长度为128位至256位的熵，根据BIP39由助记词生成种子(master seed)具体为使用密钥延伸函数PBKDF2导出长度为512位的种子，其中密钥延伸函数的参数为助记词和上层应用发送的盐值，通过HMAC-SHA512算法循环计算2048次哈希值延伸助记词和盐值，得到最终512位的值作为种子。
将master seed使用随机数作为密钥加密保存，master seed后续可用于BIP32衍生子私钥进行交易签名。
步骤240、对种子进行摘要计算生成钱包标识，将钱包名称、钱包标识、种子以及种子加密密钥作为一条钱包记录进行存储；
可选地，对种子进行摘要运算后，将运算结果选取首8个字节作为钱包ID用于唯一标识钱包，将钱包名称、钱包ID、master seed以及master seed加密密钥保存；
本申请将钱包ID作为唯一标识，即使不同的硬件钱包设备在同一个上层应用(APP端)使用也能够区分开，否则如果通过用户设置的钱包名称，可能在两个设备中出现相同的钱包名称，通过钱包ID则不会存在这个问题，在此钱包中使用用户设置的钱包名称，也便于用户区分不同的钱包；即钱包名称供用户查看，实际上在钱包管理过程中是通过钱包ID操作。
本申请在硬件钱包中创建多个钱包后，用户能够将不同资产存放在不同的钱包中进行管理。
(2)钱包删除管理120：
响应于上层应用发送的钱包删除指令时，硬件钱包根据钱包删除指令中的钱包标识删除对应的钱包记录。
具体地，当用户创建的钱包存在泄漏风险或用户不再继续使用时，可以将钱包内资产转出后，从上层应用向硬件钱包下发钱包删除指令，上层应用根据用户的选择将对应的钱包标识通过加密的钱包删除指令发送至硬件钱包；硬件钱包根据钱包删除指令中的钱包标识查找对应的钱包记录，然后释放该钱包内的master seed、钱包名称、钱包ID以及master seed加密密钥的空间，删除该钱包，删除后该钱包不能继续使用。
(3)钱包更新管理130：
响应于上层应用发送的更新钱包指令时，硬件钱包根据更新钱包指令中的钱包标识获取对应的钱包，然后根据更新钱包指令更新钱包中的对应数据。
具体地，为保证钱包中的数据安全通常为钱包数据设置一定的时效性，例如钱包中的种子加密密钥在预定时间后需要使用新的随机数对种子进行加密，得到新的种子加密密钥；另外若存在用户需要对钱包名称进行修改的情况，则上层应用根据用户选定的钱包名称向硬件钱包发送更新指令，硬件钱包根据指令中新的钱包名称更新存储的钱包名称。
(4)钱包查询管理140：
在创建多个钱包后，若响应于上层应用发送的获取钱包列表指令，则硬件钱包查看当前硬件钱包内存在的钱包个数，以及每个钱包对应的钱包数据，构成一个钱包列表返回给上层应用；
其中，钱包数据包括但不限于钱包名称、钱包ID等不涉及硬件钱包安全性的数据。
本申请通过在硬件钱包中设置多个钱包，可以实现用户资产在不同钱包中的管理；由此在响应于上层应用发送的数据签名指令时，硬件钱包根据数据签名指令中的钱包标识获取对应的钱包记录中的种子，使用BIP32对种子进行密钥衍生，使用衍生的密钥对数据签名指令中的待签名数据进行签名；
具体地，在上层应用中选择硬件钱包对应的应用，在进行数据签名时上层应用选择要签名的钱包标识，根据待签名数据和钱包标识成功数据签名指令发送至硬件钱包，然后硬件钱包根据签名指令中的钱包标识获取对应的钱包，使用BIP32对该钱包对应的种子进行密钥衍生，使用衍生的密钥对数据签名指令中的待签名数据进行签名；在签名成功后向上层应用返回签名成功响应；
其中，使用BIP32对该钱包对应的种子进行密钥衍生，具体为：
步骤A1、将种子输入HMAC-SHA512算法中得到一个可用来创造主私钥和主链代码的哈希；
其中主私钥可以使用椭圆曲线算法生成对应的主公钥，主链代码用作从种子中衍生密钥所用函数中引入的熵；
步骤A2、使用主私钥、主链代码以及预设密钥索引号使用HMAC-SHA512函数散列后产生512位的散列，将该散列作为种子的衍生密钥；
其中散列的左半部分以及索引号被加载至主私钥上用以再衍生子私钥，散列右半部分用于为子链作链码。
实施例二
本申请实施例二提供一种硬件钱包，包括：
钱包创建模块，用于响应于上层应用发送的钱包创建指令，生成多个助记词供用户选择，根据用户选定的助记词生成种子，对种子进行摘要运算生成钱包标识，在硬件钱包中创建以钱包标识为索引的钱包；
钱包删除模块，用于响应于上层应用发送的钱包删除指令，根据钱包删除指令中的钱包标识删除对应的钱包记录；
钱包更新模块，用于响应于上层应用发送的更新钱包指令，根据更新钱包指令中的钱包标识获取对应的钱包，然后根据更新钱包指令更新钱包中的对应数据；
钱包查询模块，用于响应于上层应用发送的获取钱包列表指令，查看当前硬件钱包内存在的钱包个数，以及每个钱包对应的钱包数据，构成一个钱包列表返回给上层应用。
所述硬件钱包还包括显示模块，用于将生成的助记词进行显示供用户选择；以及用于在接收到数据签名指令后显示待签名数据供用户选择确认或取消。
进一步地，所述硬件钱包还包括按键模块，用于选择显示模块显示的助记词；以及用于接收到数据签名指令后选择确认或取消此次签名操作。
以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种硬件钱包的管理方法，其特征在于，包括：
响应于上层应用发送的钱包创建指令，硬件钱包生成多个助记词供用户选择，根据用户选定的助记词生成种子，对种子进行摘要运算生成钱包标识，在硬件钱包中创建以钱包标识为索引的钱包；
响应于上层应用发送的钱包删除指令，硬件钱包根据钱包删除指令中的钱包标识删除对应的钱包记录；
响应于上层应用发送的更新钱包指令，硬件钱包根据更新钱包指令中的钱包标识获取对应的钱包，然后根据更新钱包指令更新钱包中的对应数据；
响应于上层应用发送的获取钱包列表指令，硬件钱包查看当前硬件钱包内存在的钱包个数，以及每个钱包对应的钱包数据，构成一个钱包列表返回给上层应用。
2.如权利要求1所述的硬件钱包的管理方法，其特征在于，响应于上层应用发送的钱包创建指令时，还包括：硬件钱包检查钱包数量是否达到最大值，如果是，则向上层应用返回钱包创建数据超限响应，否则进行钱包创建操作。
3.如权利要求1所述的硬件钱包的管理方法，其特征在于，生成助记词具体包括如下子步骤：
根据钱包创建指令中的助记词个数创建对应个数的预设长度的随机序列；
从随机序列中截取部分序列，然后对部分序列作哈希运算，得到校验和，并将随机序列与校验和拼接得到助记词生成序列；
将助记词生成序列进行划分，并为划分后的子序列查询助记单词字典，得到助记词。
4.如权利要求1所述的硬件钱包的管理方法，其特征在于，在硬件钱包中创建以钱包标识为索引的钱包，具体为：在硬件钱包中创建包括钱包创建指令中的钱包名称、钱包标识、种子以及种子加密密钥的钱包记录，硬件钱包中的多个钱包记录以钱包标识作为唯一索引。
5.如权利要求1所述的硬件钱包的管理方法，其特征在于，根据助记词生成种子具体为根据助记词和钱包创建指令中的盐值使用密钥延伸函数循环计算2048次哈希值延伸助记词和盐值，得到最终值作为种子。
6.如权利要求1所述的硬件钱包的管理方法，其特征在于，响应于上层应用发送的数据签名指令时，硬件钱包根据数据签名指令中的钱包标识获取对应的钱包记录中的种子，使用BIP32对种子进行密钥衍生，使用衍生的密钥对数据签名指令中的待签名数据进行签名。
7.如权利要求6所述的硬件钱包的管理方法，其特征在于，使用BIP32对种子进行密钥衍生，具体包括如下子步骤：
将种子输入HMAC-SHA512算法中得到一个可用来创造主私钥和主链代码的哈希；
使用主私钥、主链代码以及预设密钥索引号使用HMAC-SHA512函数散列后产生512位的散列，将该散列作为种子的衍生密钥。
8.一种硬件钱包，其特征在于，包括：所述硬件钱包执行如权利要求1-7中任一项所述的硬件钱包管理方法。
9.如权利要求8所述的硬件钱包，其特征在于，所述硬件钱包还包括显示模块，用于将生成的助记词进行显示供用户选择；以及用于在接收到数据签名指令后显示待签名数据供用户选择确认或取消。
10.如权利要求9所述的硬件钱包，其特征在于，所述硬件钱包还包括按键模块，用于选择显示模块显示的助记词；以及用于接收到数据签名指令后选择确认或取消此次签名操作。
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