硬件錢包如何連接外部世界，一直是加密貨幣持有人爭論的焦點，但至今沒有攻擊者透過攔截 USB 或藍牙訊號來盜取資金。所有有紀錄的攻擊都瞄準韌體、實體晶片或周邊基礎設施。真正的問題不是「要剪掉哪條線」，而是「你準備應付哪一種威脅模型」。
TL;DR
- 斷網錢包雖然消除了某些遠端攻擊向量，但會透過 QR 解析和 microSD 微控制器引入新的風險，而且無法支援 anti-klepto 簽名協議。
- 具備認證安全元件的 USB 錢包，從未出現透過資料連線被攻破的案例；僅能在持續通道上運作的 anti-klepto 協議，代表真正的安全性進步。
- 儘管社群多年擔憂，到目前為止沒有任何硬件錢包曾因藍牙遭到利用；安全元件的隔離設計令攔截 BLE 在實務上對攻擊者毫無用處。
並非所有硬件錢包都是一樣造出來的
硬件錢包的共同核心原則是：私鑰永遠留在裝置內部，交易簽名在與主機電腦隔離的環境中完成。除此共同基礎外，各裝置之間差異極大：連線方式、晶片架構、韌體透明度，以至機身實體設計，在不同廠商和型號之間都不盡相同。
市場大致分成三種連線陣營。只支援 USB 的裝置，如 Trezor Safe 3 和 BitBox02，直接插入電腦。支援藍牙的錢包，如 Ledger Nano X 和 Ledger Stax，可與手機無線配對。斷網簽名器如 Coldcard、Foundation Passport、Keystone 3 Pro、NGRAVE ZERO 和 Ellipal Titan，完全不會連上任何網絡。
每種做法都有取捨。
USB 提供低延遲、雙向通訊，但同時建立了一條實體數據通道。
藍牙增加了行動裝置上的便利性，但也開啟了一個無線介面。斷網則完全移除了電子數據通道，但也限制了裝置可支援的安全協議。
價格與設計哲學差異亦十分大。Trezor Safe 3 或 Ledger Nano S Plus 售價約 79 美元。Coldcard Mk4 約 148 美元，Foundation Passport 199 美元，NGRAVE ZERO 則高達 398 美元。免費的選擇是 AirGap Vault，它可以將任何多餘的智能手機變成離線簽名器。
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「斷網（Air-Gapped）」其實是什麼意思？
NIST 將 air gap 定義為系統之間的實體隔離，以防止未授權數據傳輸。套用在硬件錢包上，也就是：沒有 USB 數據連線、沒有 Wi‑Fi、沒有藍牙、沒有 NFC、沒有行動網絡。裝置與外界之間唯一的橋樑是光線或可拆卸式儲存媒介。
斷網錢包通常遵循一套一致的流程：手機或電腦上的配套應用程式建立一筆未簽名交易，通常會以 PSBT（Partially Signed Bitcoin (BTC) Transaction，依 BIP‑174）格式。
應用程式之後會把該交易編碼成 QR code，或儲存至 microSD 卡。斷網裝置掃描這個 QR 或讀取檔案，在其可信螢幕上顯示交易細節，使用存放於安全元件內的私鑰簽名，再輸出一個已簽名的 QR code 或檔案。
基於 QR 的簽名流程，對於資料較大的交易，依賴 動態 QR 序列。像 Blockchain Commons 所提出、搭配噴泉碼的 Uniform Resource 規格，或 Coinkite 的 BBQr 協議，會將資料分割到數十個畫面中。單一 QR 畫面大約在 3 至 5 KB 之間就會開始難以讀取，因此在多重簽名或 CoinJoin 等複雜交易時，需要相當耐性。
基於 microSD 的簽名完全避開了這個容量限制。Coldcard 把這當作主要方法。但 microSD 卡本身內建帶有可被入侵韌體的微控制器，研究員 Bunnie Huang 已指出。把一台迷你電腦插入你的錢包，是否仍稱得上真正「斷網」，值得商榷。
斷網裝置的生態圈內，也存在幾種截然不同的做法：
- Coldcard Mk4（148 美元）：僅支援 Bitcoin，採用來自不同供應商的雙重安全元件、完全開源且可重現的韌體，並具備可在受脅時毀掉裝置的陷阱 PIN 等功能
- NGRAVE ZERO（398 美元）：聲稱其 ProvenCore 可信執行環境通過 EAL7 認證，但僅限於該執行環境，而非整台裝置，韌體大致仍屬閉源
- Foundation Passport（199 美元）：結合 Coldcard 風格的安全架構與較友善的大眾化設計，硬件與軟件皆完全開源
- Keystone 3 Pro（149 至 169 美元）：運行客製化 Android 8.1，配備三顆安全元件晶片，是首個將安全元件韌體開源的錢包
- Ellipal Titan 2.0（169 美元）：使用全金屬密封機身並具備防拆自毀機制
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USB 與藍牙錢包依賴的是安全元件，而非物理隔離
以 USB 連線的錢包，會透過 USB HID 協議並加上一層自家應用層來通訊。Ledger 採用智慧卡標準 APDU。Trezor 則使用 protobuf over HID，並以 Trezor Bridge 作為常駐服務。BitBox02 則使用基於 Noise Protocol Framework 的加密 protobuf 訊息，建立端對端加密通道，並透過額外的配對碼加以驗證。這種加密在 USB 錢包中相當少見。即使主機電腦被完全入侵，也無法讀取或竄改傳輸中的數據。
這類錢包安全性的脊樑，是安全元件——一種專為抵抗實體探測、電壓干擾以及側信道分析而設計的防拆晶片。Ledger 新款裝置採用 的 ST33K1M5 晶片具有 EAL6+ 等級，Ledger 的客製作業系統 BOLOS 直接執行在安全元件上，從安全邊界內驅動螢幕及按鍵。
Trezor 則在多年內走了另一條路。
其早期型號完全沒有安全元件。Safe 3 與 Safe 5 才加入獲得 EAL6+ 認證的 Infineon OPTIGA Trust M 晶片，用於 PIN 驗證及裝置證明。但密碼學簽名仍然在 通用微控制器上完成，而非在安全元件中。即將推出的 Trezor Safe 7 將引入 TROPIC01，這是首顆完全可審計、開源的安全元件，由 Tropic Square（SatoshiLabs 子公司）研發。
支援藍牙的錢包只把 Bluetooth Low Energy 當作傳輸層。Ledger 的實作假定 BLE 連線預設已被攻擊者全面控制。帶有 BLE 無線電的 STM32WB55 MCU 僅扮演轉發角色。安全元件則獨立控制螢幕與按鍵。私鑰永遠不會離開安全元件邊界。
Ledger 裝置上 BLE 實作的關鍵安全特性包括：
- 配對使用 Numeric Comparison，是目前 BLE 中最強的標準方法，並搭配 AES‑CMAC 驗證以防止中間人攻擊
- 無線通道上只會傳送公開資料（未簽名交易、已簽名交易），絕不傳送種子或私鑰
- 使用者可隨時完全關閉藍牙，改回 USB 模式
- 安全元件會獨立於 BLE 協議棧驗證並顯示交易細節
Trezor 在多年避免無線連線後，仍然在 Safe 7 新增了藍牙，這其實反映出產業上的某種共識：只要有適當的安全元件隔離，BLE 是可接受的。
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真實世界裡的攻擊，都指向韌體與物理層，而不是傳輸線
在硬件錢包安全領域，最耐人尋味的一點是：自這個行業出現以來，所有已公開的攻擊之中，沒有任何一次成功案例是依賴 攔截或操控數據傳輸通道而達成的。不是 USB，不是藍牙，也不是 QR code。
Shift Crypto（BitBox）共同創辦人 Douglas Bakkum 系統整理了所有已知漏洞，並得出結論：斷網通訊在實際上幾乎沒有額外安全收益，卻明顯犧牲了使用體驗。
Kraken Security Labs 在 2020 年 1 月展示，可以用大約 75 美元的設備，在約 15 分鐘內，從 Trezor One 與 Trezor Model T 兩款裝置中取出種子。該攻擊透過電壓干擾，將 STM32 微控制器的讀取保護從 RDP2 降級到 RDP1，然後利用 ARM SWD 偵錯介面抽取加密後的種子，再以暴力破解 PIN。
這項弱點源於 STM32 晶片家族本身，無法透過韌體更新修補。Trezor 給出的緩解建議是使用 BIP39 密語，而該密語並不儲存在裝置之中。
2020 年 6 月發生的 Ledger 資料庫外洩事件，因 API 金鑰設定錯誤而洩露 約 110 萬個電郵地址，以及約 272,000 筆包含姓名與住址在內的完整客戶紀錄，其對現實世界造成的傷害，甚至超過所有硬件層面漏洞的總和。 addresses, and phone numbers.
後果極為嚴重。被篡改韌體的假 Ledger 錢包被寄送給受害者。勒索電郵要求受害人支付 700 至 1,000 美元的比特幣。其後出現了一連串對加密貨幣持有者的實體攻擊模式，而且持續至今。2025 年 1 月，Ledger 聯合創辦人 David Balland 在法國被綁架，更被割下一截手指。
2023 年 5 月的 Ledger Recover 爭議，粉碎了許多用戶長期以來的一個核心假設。Ledger 這項每月 9.99 美元的選用服務，會把用戶的種子片語加密，分成三個碎片，分別交由 Ledger、Coincover 和第三方託管人保管，並要求用戶通過 KYC 身份驗證。
社群憤怒的焦點在於一個根本性的揭露：Ledger 的韌體一直以來就具備從安全元件中提取種子片語的技術能力。CTO Charles Guillemet 解釋，這是任何硬件錢包架構本身就具備的特性。聯合創辦人 Éric Larchevêque 亦在 Reddit 上確認，只要使用 Recover，資產就可能被政府凍結。
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反 Klepto 問題令 USB 在安全性上取得真正優勢
Dark Skippy 於 2024 年 8 月被 Frostsnap 聯合創辦人 Lloyd Fournier 和 Nick Farrow 及 BitVM 開發者 Robin Linus 披露，顯示惡意韌體可以只透過兩次交易簽名，就把用戶整組種子片語外洩。
攻擊手法是把種子資料嵌入簽名的 nonce 之中。攻擊者只要監控公有區塊鏈，就可以利用 Pollard's Kangaroo 演算法重建種子。這種攻擊影響所有硬件錢包，與是否連線無關。
防禦 Dark Skippy 的方法就是 anti-klepto（反 Klepto）協定。在標準的 ECDSA 簽名流程中，硬件錢包會在內部產生隨機 nonce。
如果韌體是惡意的，它可以選擇把私鑰資料編碼進去的 nonce。用戶無從察覺。
由 BitBox02 在 2021 年初首先實作的 anti-klepto 簽名機制，要求主機端軟件額外提供另一組隨機 nonce。硬件錢包必須在簽名過程中納入這個外部 nonce。如果錢包沒有正確納入，簽名驗證就會失敗。這令秘密外洩私鑰的行為變得可被偵測。
此協定需要一條持續、低延遲、雙向的通訊管道。USB 和藍牙正正能提供這種通道。用 QR code 掃描就變得不切實際，因為每多一輪 anti-klepto 驗證，就要多一次掃描動態 QR 碼的流程。現時只有 BitBox02 和 Blockstream Jade 實作 anti-klepto 簽名。全程隔離（air-gapped）的錢包在實務上無法支援這個協定。
這並不代表 air-gapping 只是作秀。它確實消除了幾個真實攻擊途徑：
- BadUSB 攻擊：被篡改的裝置偽裝成鍵盤連接主機
- USB 裝置枚舉指紋：可洩露已連線系統的相關資訊
- 由 Christian Reitter 於 2019 年發現的 OLED 耗電側信道攻擊：透過 USB 供電量測，部分還原螢幕上顯示的 PIN 或種子資訊
- 對非安全 MCU 的 JTAG 偵錯攻擊，例如 Kraken Security Labs 在 Ledger Nano X 上發現，在安裝 app 之前就可修改韌體
這些都是 air-gapping 能消除的真實攻擊向量。不過，它們同時也是可以透過妥善的安全元件架構、加密 USB 通訊協定及驗證開機機制，大幅降低風險的向量。
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硬件錢包從未被藍牙攻破
儘管社群對藍牙的焦慮普遍存在，但實際紀錄非常清楚。從未有任何加密貨幣硬件錢包，因藍牙連線而遭到攻陷。這包括對所有主要 BLE 漏洞類別的測試。
BlueBorne 是在 2017 年披露的八個 CVE 組合，可在超過 50 億個藍牙裝置上，在無需配對的情況下執行遠端程式碼。
但它利用的是作業系統藍牙協定棧實作上的漏洞，而不是 BLE 硬件本身。
KNOB（CVE-2019-9506）可在藍牙經典（Bluetooth Classic）配對時，把加密金鑰的熵壓到只剩 1 個 byte，但並不影響硬件錢包所用的 BLE。
BIAS（CVE-2020-10135）可以偽裝成已配對的裝置，但同樣只針對藍牙經典。BrakTooth 是 2021 年影響逾 1,400 款產品的 16 個漏洞組合，亦擊中藍牙經典協定棧而非 BLE。2020 年的 SweynTooth 的確有專門針對 BLE，造成當機和繞過安全機制，但從未在硬件錢包上被實際證明可行。
架構上的原因很直接。即使攻擊者完全攻陷 BLE 連線，也只會取得未簽名及已簽名的交易資料，這些資料無論如何都會公開廣播到區塊鏈上。
他們無法取得儲存在安全元件內的私鑰；無法偽造交易授權，因為仍需實體按鍵確認；亦無法在不被發現的情況下修改交易，因為受信任的螢幕顯示的是由安全元件提供的交易細節，而不是來自 BLE 通道。
不過，有一個與藍牙相關的顧慮值得一提。2025 年，研究人員發現 Espressif 的 ESP32 晶片存在漏洞，此晶片被用在如 Blockstream Jade 等錢包上。該漏洞在理論上可透過晶片的無線介面，注入惡意韌體。然而，這屬於特定晶片實作問題，而非藍牙協定本身的漏洞。
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誰實際上需要甚麼級別的隔離
硬件錢包市場在 2025 年估計規模約介乎 3.5 億至 6.8 億美元，因研究方法不同而出現巨大差異，並以每年約 20 至 30% 的速度成長。Ledger 以累計超過 600 萬台的銷量稱霸市場。SatoshiLabs 僅在 2024 年就出貨 240 萬台 Trezor。USB 連線仍佔約 47% 市場份額，但隨著藍牙增長而逐步下滑。
對於持有少於 50,000 美元 Ethereum (ETH)、Solana (SOL) 或比特幣的散戶投資者，一款配備認證安全元件的 USB 錢包已足夠安全。
在這個層級，主要威脅來自釣魚、社交工程，以及糟糕的種子片語存放方式。任何連線方式都無法解決這些問題。易用性本身就是安全性的一部分，因為繁複的 air-gapped 操作流程只會增加用戶犯錯風險。
對於大額持幣和長期冷錢包存放，air-gapped 錢包則能提供有意義的額外保障。關鍵並非在於消除了 USB 攻擊面，而是在於它所強制實行的營運安全模式。一個存放在安全地點的 air-gapped 錢包，與日常使用的設備在物理上分離。這可減少遭遇供應鏈攻擊、惡意軟件和實體盜竊的機會。
對於活躍的 DeFi 使用者和以手機為主的交易者來說，藍牙是實際需求，而非安全妥協。配合 Ledger Live 的 Ledger Nano X，或即將推出的 Trezor Safe 7，都可在手機上進行交易簽名，同時享有與 USB 相同的安全元件保護。
Keystone 3 Pro 透過 QR code 與 MetaMask 整合，為 EVM 鏈提供一個 air-gapped 替代方案，但每一筆交易的操作摩擦都大幅增加。
對機構託管而言，考量完全不同。企業用戶雖然裝置數量較少，但貢獻了約 69% 的硬件錢包收入。多簽架構、跨多台 air-gapped 裝置，甚至來自不同廠商的組合，可提供比任何單一裝置連線方式更強的縱深防禦。
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結論
關於 air-gapped vs. USB vs. 藍牙的爭論，往往產生的熱度大於實際啟發。資料傳輸通道其實是在整個硬件錢包攻擊面中，最少被利用的一環。所有已確認的、涉及硬件錢包的盜竊事件，最終都被追溯到實體拆解、供應鏈篡改、社交工程，或是周邊基礎設施遭入侵。沒有一宗是因為 USB 或藍牙通訊被攔截而造成。
air-gapping 的真正價值，在於營運安全紀律，而不是密碼學防禦本身。
一部放在保險庫、只透過 QR code 溝通的裝置，之所以較難被攻擊，是因為它本身就較難被接觸，而不是因為 QR code 本身比 USB 更安全。
與此同時，USB 的雙向通訊管道，使 anti-klepto 協定成為可能，而這是近年硬件錢包簽名安全性上最重要的進展之一；air-gapped 錢包在結構上根本無法採用這種防禦。作出選擇時應牢記三個重點：安全元件的品質比連線方式更重要；開源韌體讓社群可以在不論傳輸層為何的情況下進行審計；跨不同廠商裝置的多簽，比任何單一錢包的 air gap 都更能提供強而有力的保護。
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