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密鑰管理系統(Key Management System)，也簡(jiǎn)稱(chēng)KMS，是IC項目安全的核心。如何進(jìn)行密鑰的安全管理，貫穿著(zhù)IC卡應用的整個(gè)生命周期。 非接觸CPU卡與邏輯加密卡 1、 邏輯加密存儲卡：在非加密存儲卡的基礎上增加了加密邏輯電路，加密邏輯電路通過(guò)校驗密碼方式來(lái)保護卡內的數據對于外部訪(fǎng)問(wèn)是否開(kāi)放，但只是低層次的安全保護，無(wú)法防范惡意性的攻擊。 早期投入應用的非接觸IC卡技術(shù)多為邏輯加密卡，比如最為著(zhù)名的Philips公司(現NXP)的Mifare 1卡片。非接觸邏輯加密卡技術(shù)以其低廉的成本，簡(jiǎn)明的交易流程，較簡(jiǎn)單的系統架構，迅速得到了用戶(hù)的青睞，并得到了快速的應用和發(fā)展。據不完全統計，截至去年年底，國內各領(lǐng)域非接觸邏輯加密卡的發(fā)卡量已經(jīng)達到數億張。 隨著(zhù)非接觸邏輯加密卡不斷應用的過(guò)程，非接觸邏輯加密卡技術(shù)的不足之處也日益暴露，難以滿(mǎn)足更高的安全性和更復雜的多應用的需求。特別是2008年10月，互聯(lián)網(wǎng)上公布了破解MIFARE CLASSIC IC芯片(以下簡(jiǎn)稱(chēng)M1芯片)密碼的方法，不法分子利用這種方法可以很低的經(jīng)濟成本對采用該芯片的各類(lèi)“一卡通”、門(mén)禁卡進(jìn)行非法充值或復制，帶來(lái)很大的社會(huì )安全隱患。因此，非接觸CPU卡智能卡技術(shù)正成為一種技術(shù)上更新?lián)Q代的選擇。 2、非接觸CPU卡：也稱(chēng)智能卡，卡內的集成電路中帶有微處理器CPU、存儲單元(包括隨機存儲器RAM、程序存儲器ROM(FLASH)、用戶(hù)數據存儲器EEPROM)以及芯片操作系統COS。裝有COS的CPU卡相當于一臺微型計算機，不僅具有數據存儲功能，同時(shí)具有命令處理和數據安全保護等功能。 (1)、非接觸CPU卡的特點(diǎn)(與存儲器卡相比較) 芯片和COS的安全技術(shù)為CPU卡提供了雙重的安全保證自帶操作系統的CPU卡對計算機網(wǎng)絡(luò )系統要求較低，可實(shí)現脫機操作;可實(shí)現真正意義上的一卡多應用，每個(gè)應用之間相互獨立，并受控于各自的密鑰管理系統。存儲容量大，可提供1K-64K字節的數據存儲。 (2)、獨立的保密模塊 -- 使用相應的實(shí)體SAM卡密鑰實(shí)現加密、解密以及交易處理，從而完成與用戶(hù)卡之間的安全認證。 非接觸CPU卡安全系統與邏輯加密系統的比較 密鑰管理系統(Key Management System)，也簡(jiǎn)稱(chēng)KMS，是IC項目安全的核心。如何進(jìn)行密鑰的安全管理，貫穿著(zhù)IC卡應用的整個(gè)生命周期。 1、非接觸邏輯加密卡的安全認證依賴(lài)于每個(gè)扇區獨立的KEYA和KEYB的校驗，可以通過(guò)扇區控制字對KEYA和KEYB的不同安全組合，實(shí)現扇區數據的讀寫(xiě)安全控制。非接觸邏輯加密卡的個(gè)人化也比較簡(jiǎn)單，主要包括數據和各扇區KEYA、KEYB的更新，在期間所有敏感數據包括KEYA和KEYB都是直接以明文的形式更新。 由于KEYA和KEYB的校驗機制，只能解決卡片對終端的認證，而無(wú)法解決終端對卡片的認證，即我們俗稱(chēng)的“偽卡”的風(fēng)險。 非接觸邏輯加密卡，即密鑰就是一個(gè)預先設定的固定密碼，無(wú)論用什么方法計算密鑰，最后就一定要和原先寫(xiě)入的固定密碼一致，就可以對被保護的數據進(jìn)行讀寫(xiě)操作。因此無(wú)論是一卡一密的系統還是統一密碼的系統，經(jīng)過(guò)破解就可以實(shí)現對非接觸邏輯加密卡的解密。很多人認為只要是采用了一卡一密、實(shí)時(shí)在線(xiàn)系統或非接觸邏輯加密卡的ID號就能避免密鑰被解密，其實(shí)，非接觸邏輯加密卡被解密就意味著(zhù)M1卡可以被復制，使用在線(xiàn)系統盡可以避免被非法充值，但是不能保證非法消費，即復制一張一樣ID號的M1卡，就可以進(jìn)行非法消費�，F在的技術(shù)使用FPGA就可以完全復制�；谶@個(gè)原理，M1的門(mén)禁卡也是不安全的。目前國內80%的門(mén)禁產(chǎn)品均是采用原始IC卡的UID號或ID卡的ID號去做門(mén)禁卡，根本沒(méi)有去進(jìn)行加密認證或開(kāi)發(fā)專(zhuān)用的密鑰，其安全隱患遠遠比Mifare卡的破解更危險，非法破解的人士只需采用的是專(zhuān)業(yè)的技術(shù)手段就可以完成破解過(guò)程，導致目前國內大多數門(mén)禁產(chǎn)品都不具備安全性原因之一，是因為早期門(mén)禁產(chǎn)品的設計理論是從國外引進(jìn)過(guò)來(lái)的，國內大部分廠(chǎng)家長(cháng)期以來(lái)延用國外做法，采用ID和IC卡的只讀特性進(jìn)行身份識別使用，很少關(guān)注卡與機具間的加密認證，缺少鑰匙體系的設計;而ID卡是很容易可復制的載體，導致所有的門(mén)禁很容易幾乎可以在瞬間被破解復制;這才是我們國內安防市場(chǎng)最大的災難。 2、非接觸CPU卡智能卡與非接觸邏輯加密卡相比，擁有獨立的CPU處理器和芯片操作系統，所以可以更靈活的支持各種不同的應用需求，更安全的設計交易流程。但同時(shí)，與非接觸邏輯加密卡系統相比，非接觸CPU卡智能卡的系統顯得更為復雜，需要進(jìn)行更多的系統改造，比如密鑰管理、交易流程、PSAM卡以及卡片個(gè)人化等。密鑰通常分為充值密鑰(ISAM卡)，減值密鑰(PSAM卡)，身份認證密鑰(SAM卡)。 非接觸CPU卡智能卡可以通過(guò)內外部認證的機制，例如像建設部定義的電子錢(qián)包的交易流程，高可靠的滿(mǎn)足不同的業(yè)務(wù)流程對安全和密鑰管理的需求。對電子錢(qián)包圈存可以使用圈存密鑰，消費可以使用消費密鑰，清算可以使用TAC密鑰，更新數據可以使用卡片應用維護密鑰，卡片個(gè)人化過(guò)程中可以使用卡片傳輸密鑰、卡片主控密鑰、應用主控密鑰等，真正做到一鑰一用。 非接觸CPU卡加密算法和隨機數發(fā)生器與安裝在讀寫(xiě)設備中的密鑰認證卡(SAM卡)相互發(fā)送認證的隨機數，可以實(shí)現以下功能： (1) 通過(guò)終端設備上SAM卡實(shí)現對卡的認證。 (2) 非接觸CPU卡與終端設備上的SAM卡的相互認證，實(shí)現對卡終端的認證。 (3) 通過(guò)ISAM卡對非接觸CPU卡進(jìn)行充值操作，實(shí)現安全的儲值。 (4) 通過(guò)PSAM卡對非接觸CPU卡進(jìn)行減值操作，實(shí)現安全的扣款。 (5) 在終端設備與非接觸CPU卡中傳輸的數據是加密傳輸。 (6) 通過(guò)對非接觸CPU卡發(fā)送給SAM卡的隨機數MAC1，SAM卡發(fā)送給非接觸CPU的隨機數MAC2和由非接觸CPU卡返回的隨機數TAC，可以實(shí)現數據傳輸驗證的計算。而MAC1、MAC2和TAC就是同一張非接觸CPU卡每次傳輸的過(guò)程中都是不同的，因此無(wú)法使用空中接收的辦法來(lái)破解非接觸CPU卡的密鑰。 3、非接觸CPU卡智能卡，可以使用密鑰版本的機制，即對于不同批次的用戶(hù)卡，使用不同版本的密鑰在系統中并存使用，達到密鑰到期自然淘汰過(guò)渡的目的，逐步更替系統中所使用的密鑰，防止系統長(cháng)期使用帶來(lái)的安全風(fēng)險。 非接觸CPU卡智能卡，還可以使用密鑰索引的機制，即對于發(fā)行的用戶(hù)卡，同時(shí)支持多組索引的密鑰，假如當前使用的密鑰被泄漏或存在安全隱患的時(shí)候，系統可以緊急激活另一組索引的密鑰，而不用回收和更換用戶(hù)手上的卡片。 非接觸CPU卡智能卡系統中，PSAM卡通常用來(lái)計算和校驗消費交易過(guò)程中出現的MAC碼，同時(shí)在計算的過(guò)程中，交易時(shí)間、交易金額、交易類(lèi)型等交易信息也都參與運算，使得交易更安全更可靠。某些情況下，非接觸CPU卡智能卡系統中的PSAM卡還可以用來(lái)支持安全報文更新數據時(shí)MAC的計算，以及交易TAC的驗證。因此，與非接觸邏輯加密卡系統相比，非接觸CPU卡智能卡系統中的PSAM卡支持更廣泛的功能，也更為靈活、安全和復雜。通常非接觸CPU卡智能卡系統的PSAM卡還支持不同的密鑰版本。 而非接觸CPU卡智能卡的個(gè)人化通�？梢苑譃榭ㄆ纯ê涂ㄆ瑐�(gè)人化兩個(gè)獨立的流程，前者創(chuàng )建卡片文件結構，后者更新個(gè)人化數據，并注入相應的密鑰。在信息更新和密鑰注入的過(guò)程中，通常都采用安全報文的方式，保證數據和密鑰更新的正確性和安全性。而且密鑰注入的次序和相互保護的依存關(guān)系，也充分體現了密鑰的安全設計，比如卡片主控密鑰通常被用來(lái)保護導入應用主控密鑰，應用主控密鑰通常被用來(lái)保護導入其他應用密鑰，比如消費密鑰等。 4、非接觸CPU卡的密鑰實(shí)現方式： (1) 硬密鑰：即在終端機具中安裝SAM卡座，所有的認證都是由安裝在SAM卡座中的SAM卡進(jìn)行運算的，這樣在終端機具維修時(shí)，只要取出SAM卡座中的SAM卡，這臺終端機具就是空的了。所以所有的銀行設備都采用SAM卡的認證模式。 (2) 軟密鑰：終端機具中沒(méi)有SAM卡座，這個(gè)密鑰的運算實(shí)際上是由終端機具完成的，這樣客戶(hù)的密鑰就等于存在終端機具中，廠(chǎng)家拿回終端機具維修時(shí)，極易造成密鑰流失。 總結以上所述，M1卡即邏輯加密卡采用的是固定密碼，而采用非接觸CPU卡智能卡采用的是動(dòng)態(tài)密碼，并且是一用一密即同一張非接觸CPU卡智能卡，每刷一次卡的認證密碼都不相同，這種智能化的認證方式使得系統的安全性得到提高，特別是當交易雙方在完成交易之后，收單方有可能擅自修改或偽造交易流水來(lái)達到獲利目的，為了防止終端偽造交易流水，系統要求卡片能夠產(chǎn)生由交易要素生成的交易驗證碼，在后臺清算時(shí)來(lái)對交易的有效性進(jìn)行驗證。非接觸式CPU卡則可以在交易結束時(shí)產(chǎn)生個(gè)交易驗證碼TAC，用來(lái)防止偽造交易。邏輯加密卡由于不具有運算能力，就不可能產(chǎn)生交易的驗證碼。 所以，從安全性的角度來(lái)看， 從IC卡邏輯加密卡升級到CPU卡是一種必然的選擇。 |
