非接觸智能卡芯片MIFARE Plus安全性探討

文章出處：http://www.xianjuhong.com 作者： 人氣： 發(fā)表時間：2012年02月19日

    作者姓名：暢江
    職務(wù)：技術(shù)經(jīng)理
    工作單位：恩智浦半導(dǎo)體（上海）有限公司
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    引言：眾所周知，在過去的十年中，MIFARE Classic在全球被廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)成為非接觸式智能卡的一個隱性“標準”。近日，恩智浦半導(dǎo)體宣布將推出新一代的非接觸式智能卡芯片，MIFARE Plus。對于價格敏感的公交自動付費和門禁系統(tǒng)，MIFARE Plus無疑在安全和性能方面具有突破性的意義。相對于MIFARE Classic, MIFARE Plus有更高級別的安全性，并且兼容未來用于移動支付的新技術(shù)NFC.

    MIFARE Plus 向下兼容，可以從已經(jīng)使用的MIFARE Classic系統(tǒng)無縫升級。系統(tǒng)升級以后，運營商可以很容易將卡片安全級別提高，而不用去重新發(fā)卡。

    更高的安全性是MIFARE Plus的核心優(yōu)勢。它采用128位密鑰長度的AES算法進行認證和加密。同時，MIFARE Plus在架構(gòu)上還包含了其他一系列的安全特征，例如，MIFARE Plus同時使用隨機卡序列號（RIDs）和7字節(jié)全球唯一序列號（UIDs），可以用來保護使用者的信息，防止被其他人竊聽。

    一．MIFARE Plus在NXP 目前的產(chǎn)品平臺里，處于MIFARE Classic和MIFARE DESFire中間。

    MIFARE 產(chǎn)品類型

    應(yīng)用MIFARE Plus， 對于公交運營商的好處

    對于已經(jīng)應(yīng)用非接觸式的系統(tǒng)運營上來說，MIFARE Plus通過了安全認證EAL 4+。從目前已運行的MIFARE Classic系統(tǒng)遷移到MIFARE Plus比較簡單，可以分為一系列的步驟。

    主要優(yōu)勢：

    - 從MIFARE Classic升級非常方便。
    - 和MIFARE Classic 在存儲結(jié)構(gòu)，指令集向下兼容。
    - 已發(fā)行卡片完美的安全等級升級（不需要召回或重新發(fā)卡）
    - MIFARE Plus可以用AES 算法對卡片認證和數(shù)據(jù)通信加密，保證數(shù)據(jù)完整和隱私安全。AES是繼DES算法以后最好的對稱算法。
    - 通過更大的指令集提高卡片的性能和安全性。
    - 通過新的驗證流程提高用戶數(shù)據(jù)的保密性。

    二．MIFARE Plus和MIFARE DESFire 的比較

    MIFARE Plus 是最新的主流非接觸智能卡芯片，其主要特性如下：

    - 和MIFARE Classic 兼容的固定數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)
    - 數(shù)據(jù)通信和認證采用標準化的加密算法（AES）
    - 適用于安全性要求較高的中低端市場
    - 緊湊的數(shù)據(jù)存儲模式

    DESFire中高端非接觸智能卡芯片，其特征如下：

    - 更快的交易速度
    - 更大的可用空間（最大8k）
    - 認證和通信加密可以用標準的DES或者AES算法
    - DESFire符合國際標準（3DES, AES加密算法），ISO14443-4
    - 靈活的數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)（可以自由定義文件大?。?br />     - 更高級別的靈活性（強大的指令集，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，不同的加密配置）
    - 在公共交通收費系統(tǒng)中，與其他符合ISO14443-4協(xié)議的CPU卡相比，具有良好的性價比。

    三．MIFARE Plus 的安全等級

    1．MIFARE Plus 級別0
    級別0是產(chǎn)品初始化配置，公共交通AFC運營商必須根據(jù)后臺系統(tǒng)安全性要求進行更改，而且應(yīng)該包括卡片黑名單管理，以及應(yīng)用加密算法通過UID對數(shù)據(jù)信息加密（和MIFARE Classic一樣的處理）。

    2．MIFARE Plus 級別1
    完全兼容MIFARE Classic(符合ISO14443 -3協(xié)議，2k或4k字節(jié)容量)。系統(tǒng)運營商應(yīng)當(dāng)注意級別1和級別0具有相同的安全級別，客戶可以通過應(yīng)用SAM模塊加強MIFARE Classic密鑰的安全性。

    3．MIFARE Plus 級別2
    AES僅用于通信建立期間的三路鑒別過程。在隨后的數(shù)據(jù)通信中，仍然使用MIFARE 加密算法。同樣，客戶也可以使用SAM模塊管理AES密鑰已達到更高的安全性。通信協(xié)議符合ISO14443-3。

    4．MIFARE Plus 級別3。
    AES用于通信建立期間的三路鑒別以及全部的數(shù)據(jù)通信過程中。非接觸傳輸過程協(xié)議符合ISO14443-4?？蛻艨梢愿逧AL5+標準使用SAM模塊提高系統(tǒng)安全性。

    從MIFARE Classic 升級到MIFARE Plus的路徑

    總結(jié)：

    總之，MIFARE Plus作為MIFARE平臺上又一個具有里程碑意義的產(chǎn)品，具有諸多的優(yōu)勢。恩智浦半導(dǎo)體將秉承以往一貫的做法，積極和本地的系統(tǒng)集成商、卡廠、讀寫器生廠商合作，為中國的公共交通、門禁等行業(yè)作出自己的貢獻。