区块链技术是二十一世纪的重大创新技术,而数字货币基于底层区块链技术应运而生。比特币作为首个采用区块链技术并成功运行的数字货币,其市值已达上千亿美金;以太坊的出现更是引领区块链技术进入2.0时代,极大地开拓了数字货币的应用领域和使用范围。2019年Libra白皮书正式发行,如今我国DCEP(Digital Currency Electronic Payment,数字货币电子支付)亦呼之欲出,由于二者皆基于区块链技术,这极大地刺激了当下数字货币钱包市场的发展。数字货币钱包是数字货币的管理平台、交易媒介以及区块链世界的入口,然而很多软件钱包存在安全漏洞,用户如果选择不慎,很可能遭受巨大的财产损失。因此如何改善和增强现有的钱包技术,为将来法定数字货币落地后的应用开发提供方向或服务具有重要意义。目前公认最安全的密钥存储钱包为网络隔离的硬件钱包,然而硬件钱包只可用于管理密钥和签名,无法联网发起交易,这意味着用户每次交易必须使用两个设备,无形中增加了用户的携带和使用负担。迄今为止,业界为增强软件钱包的安全性能已进行了大量研究,然而密钥存储在普通的网络环境中,仍然存在恶意软件攻击等安全隐患。本文针对上述钱包问题,设计了一个既拥有硬件隔离的安全性又兼具便携性和易用性的钱包系统。首先,本文设计的可信数字货币管理系统支持比特币以及以太坊两种主流的数字货币,是一个基于TEE(Trusted Execution Environment,可信执行环境)安全芯片的安卓钱包系统。为解决密钥的安全存储问题,可使用Trustzone技术将系统隔离为安全世界和非安全世界,通过设置安全中断进行两个世界的可信切换,并将密钥存储于TEE中,由于REE(Rich Execution Environment,普通执行环境)隔离于TEE,因此无论REE中是否存在恶意软件,均可防止密钥等敏感数据被攻击者窃取。其次,安全引导按顺序加载各镜像文件以防止系统中重要镜像文件被破坏或替换,通过组件完整性检查以拒绝加载恶意程序,确保攻击者无法获取或篡改TEE中的数据。为保护输入和输出数据免受恶意程序篡改,系统还实现了环境间的安全切换以及安全设备驱动。最后,为保障轻量级钱包交易的支付验证安全,使用安全存储功能将区块头数据加密以后存储在REE中,其中文件的加解密过程均在TEE中完成。本文在系统功能需求分析和架构设计基础上,完成了系统各个功能模块的详细设计,并对实现结果进行了功能测试,通过测试和分析系统的安全性能,验证了本钱包系统可抵抗恶意软件、网络钓鱼以及剪切板攻击。因此,本钱包系统比硬件钱包便携性更强,比软件钱包安全性更高。