Аппаратные особенности криптокошелька Ledger Nano S

Апапартный кошелек для хранения криптовалюты Ledger Nano S выпускался несколько лет (сейчас он снят с производства), но до сих пор встречается в продаже у неофициальных дистрибьютеров, а также используется некоторыми владельцами биткоинов, ETH, LTC и других криптомонет.

Далее рассматривается вариант устройства с интерфейсом Micro USB с металлической скобой-пружиной, скрепляющей составные части пластмассового корпуса:

Упрощенная блок-схема криптокошелька Ledger Nano S с микроконтроллерами STM32F042 и ST31H320:

Все электронные элементы аппаратного кошелька Ledger Nano S расположены на передней части платы, и, к сожалению, не имеют влагозащитного покрытия:

Распиновка USB-разъема кошелька Ledger Nano S:

DC-DC преобразователь 5V в 3.3V с маркировкой AF в правой части платы, который питает 48MHz RISC-процессор ARM Cortex-M0 (32-bit) STM32F042x4/x6 (микросхема посередине с маркировкой F042K66):

Процессор STM32F042 управляется защищенной операционной системой BOLOS.

Шифрование обеспечивается CC EAL5+ сертифицированным 32-битным контроллером ARM SecurCore ST31H320 производства STMicroelectronics (микросхема с маркировкой PHL727):

Подобные чипы аппаратного шифрования, но в другом корпусе, используются в банковских картах.

Полупроводниковые элементы микороконтроллера ST31H320 аппаратно защищены металлическим экраном, что значительно усложняет работу по его взлому, делая ее практически невозможной:

Экран устройства подключен с помощью гибкого 12-контактного шлейфа:

На некоторых модификациях может стоять 15-пиновый шлейф.

Для управления матричным экраном используется однокристальный контроллер SOLOMON SYSTECH Driver 1306 (сокращенно SSD1306).

Блок-схема контроллера SSD1306:

Он имеет встроенный кварцевый резонатор, обеспечивающий тактирование, RAM память объемом 1kByte, декодер команд, контроллер дисплея, а также драйвер светодиодной матрицы размером до 64×128 пикселей.

Назначение выводов контроллера SSD1306 :

Контроллер SSD1306 может работать с интерфейсами Serial SPI/I2C/6800/8080, питается от напряжения VDD номиналом 1.65-3.3V для логики микросхемы и VCC = 7-15V для сегментов панели.

Вольтаж для экрана формируется повышающим преобразователем ST8R00 (элемент U4 с маркировкой 8R00W на плате) кошелька Ledger Nano S:

Типовая схема включения step-up преобразователя ST8R00:

Выходное напряжение на выходе преобразователя в диапазоне от 6 до 12 V задается резистивным делителем (на схеме типового подключения это элементы R1 и R2), подключенным к выходу микросхемы (OUT) и контакту обратной связи (FB) согласно формуле:

Для формирования напряжения питания экрана номиналом 9.5 вольт используются резисторы R1 и R2 номиналом 68 и 10 kΩ соответственно. Керамические конденсаторы Cin и Cout обычно имеют номинал 10µF.

Шлейф подключения OLED-экрана у кошелька Ledger Nano S имеет маркировку QT1306 либо SSD1306:

В кошельке установлен монохромный 128 x 32 Serial SPI Graphic OLED экран с видимой частью размером 57.02 x 15.10 мм (0.91 дюйм).

Спецификация дисплея для Ledger Nano S:

Спецификация шлейфа:

Назначение пинов шлейфа с 12-ю контактами:

Печатная плата кошелька Ledger Nano S имеет три слоя:

Любое техническое устройство, в том числе аппаратный кошелек для хранения криптовалюты, можно взломать. Ledger Nano S не является исключением. Проблемы с безопасностью, которые были выявлены у этого устройства, рассматриваются в отдельной статье.