Veo algunos problemas con este circuito, aunque creo que básicamente funcionará de la manera que pretendes.
Pero primero una corrección, ya señalada: ya que estás usando flexiones internas y conectas los interruptores a tierra, al presionar S1 tirarás el pin 7 bajo (no alto) y S2 tirará el pin 8 bajo.
El primer problema es que su procesador verá una tierra que está a unos 0.7 voltios sobre la tierra real debido a que está conectada a tierra a través de un diodo. Entonces, si su batería se está suministrando, digamos, 3V (es un llavero así que probablemente no sea 5V, ¿verdad?) Entonces el procesador solo usa 2.3V. También su idea de "alto" y "bajo" se compensará de todos los demás componentes de su circuito.
El siguiente problema es que al presionar un botón, el pin correspondiente se conectará directamente a tierra, que estará a -0.7 V en relación con la tierra del procesador (también se ha señalado). Eso puede generar una corriente desde la tierra del procesador, a través del diodo de protección interno del pin, y luego salir del pin a la tierra real. Si eso sucede, podría haber mucha corriente, porque no hay resistencias en ningún lugar del circuito para controlarlo. Por otro lado, si los diodos internos tienen el mismo voltaje directo que los diodos externos, entonces quizás no haya corriente. Pero parece dudoso.
Otro problema es que el usuario está controlando directamente la fuente de alimentación con el interruptor. Los contactos defectuosos en el botón pueden hacer que el procesador se inicie con un voltaje muy bajo, o ganar y perder energía un par de veces antes de que el interruptor esté completamente enganchado. También existe la posibilidad de que el usuario suelte el botón antes de que su programa pueda completar su tarea. Creo que estás al tanto de estos problemas.
Realmente creo que lo mejor es mantener el procesador encendido pero en modo de suspensión. El modo de suspensión está diseñado específicamente para este caso de uso. Incluso en su modo de reposo más profundo, el procesador ATmega puede responder a interrupciones de pin.