CPU卡及認(rèn)證方法

文章出處：http://www.xianjuhong.com 作者：語馨 收編   人氣： 發(fā)表時(shí)間：2011年09月23日

一、為什么用CPU卡

    IC卡從接口方式上分，可以分為接觸式IC卡、非接觸式IC卡及復(fù)合卡。從器件技術(shù)上分，可分為非加密存儲(chǔ)卡、加密存儲(chǔ)卡及CPU卡。非加密卡沒有安全性，可以任意改寫卡內(nèi)的數(shù)據(jù)，加密存儲(chǔ)卡在普通存儲(chǔ)卡的基礎(chǔ)上加了邏輯加密電路，成了加密存儲(chǔ)卡。邏輯加密存儲(chǔ)卡由于采用密碼控制邏輯來控制對(duì)EEPROM的訪問和改寫，在使用之前需要校驗(yàn)密碼才可以進(jìn)行寫操作，所以對(duì)于芯片本身來說是安全的，但在應(yīng)用上是不安全的。它有如下不安全性因素：

    1、密碼在線路上是明文傳輸?shù)?，易被截取?
    2、對(duì)于系統(tǒng)商來說，密碼及加密算法都是透明的。
    3、邏輯加密卡是無法認(rèn)證應(yīng)用是否合法的。例如，假設(shè)有人偽造了ATM，你無法知道它的合法性，當(dāng)您插入信用卡，輸入PIN的時(shí)候，信用卡的密碼就被截獲了。再如INTENET網(wǎng)上購(gòu)物，如果用邏輯加密卡，購(gòu)物者同樣無法確定網(wǎng)上商店的合法性。

    正是由于邏輯加密卡使用上的不安全因素，促進(jìn)了CPU卡的發(fā)展。CPU卡可以做到對(duì)人、對(duì)卡、對(duì)系統(tǒng)的三方的合法性認(rèn)證。

二、 CPU卡的三種認(rèn)證

    CPU卡具有三種認(rèn)證方法：

    持卡者合法性認(rèn)證——PIN校驗(yàn)
    卡合法性認(rèn)證——內(nèi)部認(rèn)證
   系統(tǒng)合法性認(rèn)證——外部認(rèn)證

    持卡者合法性認(rèn)證： 

    通過持卡人輸入個(gè)人口令來進(jìn)行驗(yàn)證的過程。 
    
    系統(tǒng)合法性認(rèn)證（外部認(rèn)證）過程：
    系統(tǒng) 卡，
    送隨機(jī)數(shù)X 
    用指定算法、密鑰]對(duì)隨機(jī)數(shù)加密 
    用指定算法、密鑰]解密Y，得結(jié)果Z
    比較X，Z，如果相同則表示系統(tǒng)是合法的； 
    
    卡的合法性認(rèn)證（內(nèi)部認(rèn)證）過程： 

    系統(tǒng) 卡
    送隨機(jī)數(shù)X
    用指定算法、密鑰]對(duì)隨機(jī)數(shù)加密 
    用指定算法、密鑰]解密Y，得結(jié)果Z
    比較X，Z，如果相同則表示卡是合法的；

    在以上認(rèn)證過程中，密鑰是不在線路上以明文出現(xiàn)的，它每次的送出都是經(jīng)過隨機(jī)數(shù)加密的，而且因?yàn)橛须S機(jī)數(shù)的參加，確保每次傳輸?shù)膬?nèi)容不同。如果截獲了沒有任何意義。這不單單是密碼對(duì)密碼的認(rèn)證，是方法認(rèn)證方法，就象早期在軍隊(duì)中使用的密碼電報(bào)，發(fā)送方將報(bào)文按一定的方法加密成密文發(fā)送出去，然后接收方收到后又按一定的方法將密文解密。

    通過這種認(rèn)證方式，線路上就沒有了攻擊點(diǎn)，同時(shí)卡也可以驗(yàn)證應(yīng)用的合法性；

    但是因?yàn)橄到y(tǒng)方用于認(rèn)證的密鑰及算法是在應(yīng)用程序中，還是不能去除系統(tǒng)商的攻擊性。

    在此，我們引進(jìn)了SAM卡的概念。

    SAM卡是一種具有特殊性能的CPU卡，用于存放密鑰和加密算法，可完成交易中的相互認(rèn)證、密碼驗(yàn)證和加密、解密運(yùn)算，一般用作身份標(biāo)志。

    由于SAM卡的出現(xiàn)，我們有了一種更完整的系統(tǒng)解決方案。在發(fā)卡時(shí)，我們將主密鑰存入SAM卡中，然后由SAM卡中的主密鑰，對(duì)用戶卡的特征字節(jié)（如：應(yīng)用序列號(hào)）加密生成子密鑰，將子密鑰注入用戶卡中。由于應(yīng)用序列號(hào)的唯一性，使每張用戶卡內(nèi)的子密鑰都不同。

    密鑰一旦注入卡中，則不會(huì)在卡外出現(xiàn)。在使用時(shí)，由SAM卡的主密鑰生成子密鑰存放在RAM區(qū)中，用于加密、解密數(shù)據(jù)。
    上述的認(rèn)證過程就成為如下形式：

    系統(tǒng)合法性認(rèn)證（外部認(rèn)證）過程：

    SAM卡 系統(tǒng) 卡
    送隨機(jī)數(shù)X
    SAM卡生成子密鑰對(duì)隨機(jī)數(shù)加密
    解密Y，得結(jié)果Z
    比較X，Z，如果相同則表示系統(tǒng)是合法的；

    卡的合法性認(rèn)證（內(nèi)部認(rèn)證）過程：

    SAM卡 系統(tǒng) 卡 
    送隨機(jī)數(shù)X
    用指定算法、密鑰]對(duì)隨機(jī)數(shù)加密
    SAM卡解密Y，得結(jié)果Z
    比較X，Z，如果相同則表示卡是合法的；

    這樣在應(yīng)用程序中的密鑰，就轉(zhuǎn)移到了SAM卡中，認(rèn)證成為卡——卡的認(rèn)證，系統(tǒng)商不再存在責(zé)任。