CPU卡的三种认证和线路保护

2018-02-23 12:04:58 重庆诺塔斯智能科技有限公司 14

    首先,我们要搞清楚为什么要使用CPU卡,CPU卡和传统的逻辑加密卡之前有什么异同点和优缺点。IC卡从接口方式上分,可以分为接触式IC卡、非接触式IC卡及复合卡。从器件技术上分,可分为非加密存储卡、加密存储卡及CPU卡。非加密卡没有安全性,可以任意改写卡内的数据,加密存储卡在普通存储卡的基础上加了逻辑加密电路,成了加密存储卡。逻辑加密存储卡由于采用密码控制逻辑来控制对EEPROM的访问和改写,在使用之前需要校验密码才可以进行写操作,所以对于芯片本身来说是安全的,但在应用上是不安全的。它有如下不安全性因素:

1、密码在线路上是明文传输的,易被截取;

2、对于系统商来说,密码及加密算法都是透明的。

3、逻辑加密卡是无法认证应用是否合法的。例如,假设有人伪造了ATM,你无法知道它的合法性,当您插入信用卡,输入PIN的时候,信用卡的密码就被截获了。再如INTENET网上购物,如果用逻辑加密卡,购物者同样无法确定网上商店的合法性。

正是由于逻辑加密卡使用上的不安全因素,促进了CPU卡的发展。CPU卡可以做到对人、对卡、对系统的三方的合法性认证。

非接触式CPU卡

CPU卡具有三种认证方法:

持卡者合法性认证——PIN校验

卡合法性认证——内部认证

系统合法性认证——外部认证

持卡者合法性认证:

通过持卡人输入个人口令来进行验证的过程。

系统合法性认证(外部认证)过程:

系统卡,

送随机数X

[用指定算法、密钥]对随机数加密

 

[用指定算法、密钥]解密Y,得结果Z

比较X,Z,如果相同则表示系统是合法的;

卡的合法性认证(内部认证)过程:

系统卡

送随机数X

 

用指定算法、密钥]对随机数加密

 

[用指定算法、密钥]解密Y,得结果Z

 

比较X,Z,如果相同则表示卡是合法的;

 

在以上认证过程中,密钥是不在线路上以明文出现的,它每次的送出都是经过随机数加密的,而且因为有随机数的参加,确保每次传输的内容不同。如果截获了没有任何意义。这不单单是密码对密码的认证,是方法认证方法,就象早期在军队中使用的密码电报,发送方将报文按一定的方法加密成密文发送出去,然后接收方收到后又按一定的方法将密文解密。

通过这种认证方式,线路上就没有了攻击点,同时卡也可以验证应用的合法性;

但是因为系统方用于认证的密钥及算法是在应用程序中,还是不能去除系统商的攻击性。

 关于CPU卡的三次认证详细内容请阅读“CPU卡的三次相互认证

在此,我们引进了SAM卡的概念。

SAM卡是一种具有特殊性能的CPU卡,用于存放密钥和加密算法,可完成交易中的相互认证、密码验证和加密、解密运算,一般用作身份标志。

由于SAM卡的出现,我们有了一种更完整的系统解决方案。

在发卡时,我们将主密钥存入SAM卡中,然后由SAM卡中的主密钥,对用户卡的特征字节(如:应用序列号)加密生成子密钥,将子密钥注入用户卡中。由于应用序列号的唯一性,使每张用户卡内的子密钥都不同。

密钥一旦注入卡中,则不会在卡外出现。在使用时,由SAM卡的主密钥生成子密钥存放在RAM区中,用于加密、解密数据。

上述的认证过程就成为如下形式:

 

系统合法性认证(外部认证)过程:

 

SAM卡 系统 卡

送随机数X

 

SAM卡生成子密钥对随机数加密

 

解密Y,得结果Z

比较X,Z,如果相同则表示系统是合法的;

 

卡的合法性认证(内部认证)过程:

 

SAM卡 系统 卡

 

送随机数X

 

用指定算法、密钥]对随机数加密

 

SAM卡解密Y,得结果Z

 

比较X,Z,如果相同则表示卡是合法的;

 

这样在应用程序中的密钥,就转移到了SAM卡中,认证成为卡——卡的认证,系统商不再存在责任。

关于CPU卡的线路保护

    卡与外界进行数据传输时,若以明文方式传输,数据易被载获和分析。同时,也可以对传输的数据进行窜改,要解决这个问题,CPU卡提供了线路保护功能。

线路保护分为两种,一是将传输的数据进行DES加密,以密文形式传输,以防止截获分析。二是对传输的数据附加MAC(安全报文鉴别码),接收方收到后首先进行校验,校验正确后才予以接收,以保证数据的真实性与完整性。