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1、非接觸CPU智能卡技術(shù)2011-12-0218:36:55來源:互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵字:智能卡加密卡安全性引言?隨著非接觸邏輯加密卡的不斷應(yīng)用,其技術(shù)的不足之處也日益暴露,難以滿足更高的安全性和更復(fù)雜的多應(yīng)用的需求。2008年,互聯(lián)網(wǎng)上公布了破解MifareClassicIC芯片(即M1芯片)密碼的方法;德國研究員亨里克·普洛茨(HenrykPlotz)和弗吉尼亞大學(xué)計算機(jī)科學(xué)在讀博士卡爾斯滕·諾爾(KarstenNoh1)成功地破解了恩智浦半導(dǎo)體的Mirare經(jīng)典芯片的安全算法;德國Virginia大學(xué)和荷蘭Radboud大學(xué)兩個獨(dú)立研究小組
2、分別證實了Mi-fare芯片的易受攻擊性,并發(fā)表了破解芯片加密算法的論文以及演示了實際操作芯片的破解過程。?破解事件公開后,荷蘭內(nèi)務(wù)部大臣特霍斯特在接受媒體采訪時表示,全球多達(dá)10億張IC卡中所使用的一項技術(shù)可輕易破解。此次破解風(fēng)波經(jīng)過國內(nèi)媒體的轉(zhuǎn)載報道后,在我國引起了軒然大波,城市公用事業(yè)IC卡應(yīng)用作為非接觸式邏輯加密卡的應(yīng)用大戶,不得不讓我們靜下心來認(rèn)真思考城市公用事業(yè)IC卡系統(tǒng)的安全問題及未來走向。如果掌握了破解技術(shù),不法分子可以很低的經(jīng)濟(jì)成本對采用該芯片的各類“一卡通”、門禁卡進(jìn)行非法充值或復(fù)制,這將帶來很大的社會安全隱患。因
3、此,非接觸CPU智能卡技術(shù)正成為一種技術(shù)上更新?lián)Q代的選擇,用CPU卡替換邏輯加密卡的時代已到來。?1非接觸邏輯加密卡Mifare卡的安全性問題?Philips公司(現(xiàn)NXP)的Mifare1卡片,在非接觸卡應(yīng)用領(lǐng)域占有全球80%的市場份額,是目前非接觸智能卡的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),也成為ISO14443-A的工作草案。?Mifare的安全認(rèn)證依賴于每個扇區(qū)獨(dú)立的KEYA和KEYB的校驗,可以通過扇區(qū)控制字對KEYA和KEYB的不同安全組合,實現(xiàn)扇區(qū)數(shù)據(jù)的讀寫安全控制。其個人化也比較簡單,主要包括數(shù)據(jù)和各扇區(qū)KEYA、KEYB的更新,在其間所有敏感
4、數(shù)據(jù)(包括KEYA和KEYB)都是直接以明文的形式更新的。?KEYA和KEYB的校驗機(jī)制只能解決卡片對終端的認(rèn)證,而無法解決終端對卡片的認(rèn)證,即存在俗稱為“偽卡”的風(fēng)險。?Mifare的密鑰就是一個預(yù)先設(shè)定的固定密碼,無論用什么方法計算密鑰,最后一定要和原先寫入的固定密碼一致,就可以對被保護(hù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫操作。因此無論是一卡一密的系統(tǒng)還是統(tǒng)一密碼的系統(tǒng),經(jīng)過破解都可以實現(xiàn)對非接觸邏輯加密卡的解密。有種觀點(diǎn)認(rèn)為,只要是采用了一卡一密、實時在線系統(tǒng),或非接觸邏輯加密卡的ID號,就能避免密鑰被解密。其實,非接觸邏輯加密卡被解密就意味著M1卡
5、可以被復(fù)制,使用在線系統(tǒng)盡管可以避免被非法充值,但是不能保證非法消費(fèi),即復(fù)制一張一樣ID號的M1卡,就可以進(jìn)行非法消費(fèi)?,F(xiàn)在的技術(shù)使用FPGA就可以完全復(fù)制?;谶@個原理,Mifare的門禁卡也是不安全的。?2非接觸CPU卡的特點(diǎn)與優(yōu)勢?非接觸CPU卡,也稱智能卡,卡內(nèi)的集成電路中帶有微處理器CPU、存儲單元(包括隨機(jī)存儲器RAM、程序存儲器ROM(Flash)、用戶數(shù)據(jù)存儲器EEPROM)以及芯片操作系統(tǒng)COS。裝有COS的CPU卡相當(dāng)于一臺微型計算機(jī),不僅具有數(shù)據(jù)存儲功能,同時具有命令處理和數(shù)據(jù)安全保護(hù)等功能。?非接觸CPU智能卡
6、與非接觸邏輯加密卡相比,有以下特點(diǎn):?①芯片和COS的安全技術(shù)為CPU卡提供了雙重的安全保證;?②擁有獨(dú)立的CPU處理器和芯片操作系統(tǒng);?③對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)要求較低,可實現(xiàn)脫機(jī)操作,可實現(xiàn)真正意義上的一卡多用,每個應(yīng)用之間相互獨(dú)立,并受控于各自的密鑰管理系統(tǒng);?④交易中自動保證數(shù)據(jù)的完整性(防拔);?⑤可以更靈活地支持各種不同的應(yīng)用需求,更安全的設(shè)計交易流程;?⑥獨(dú)立的保密模塊——使用相應(yīng)的實體SAM卡密鑰實現(xiàn)加密、解密以及交易處理,從而完成與用戶卡之間的安全認(rèn)證。?非接觸CPU智能卡的優(yōu)勢是:?①先進(jìn)性。CPU卡可以作為銀行的金融卡
7、使用,代表當(dāng)前IC卡應(yīng)用的最高安全等級,正成為IC卡應(yīng)用中的主流產(chǎn)品。?②規(guī)范性。支持符合ISO7816-3標(biāo)準(zhǔn)的T=0、T=1通信協(xié)議,符合《中國金融集成電路(IC)卡規(guī)范》、《中國金融集成電路(IC)卡應(yīng)用規(guī)范》,支持符合銀行規(guī)范的電子錢包、電子存折功能。?③兼容性。由于有中國人民銀行的統(tǒng)一規(guī)范及嚴(yán)格檢測,CPU卡具有很好的兼容性、安全性。芯片和COS的安全技術(shù)為CPU卡提供了雙重的安全保證;支持DES、TripleDES等加密算法,支持線路加密、線路保密功能,防止通信數(shù)據(jù)被非法竊取或篡改,使用過程密鑰實現(xiàn)加密、解密。?④可擴(kuò)展性
8、??ㄆС侄喾N容量選擇,如2KB、4KB、8KB、16KB、32KB的EEPROM空間。CPU卡從卡結(jié)構(gòu)到卡容量可以很容易擴(kuò)展到多種應(yīng)用,可以與銀行聯(lián)合,實現(xiàn)真正意義上的一卡多用。?⑤安全性。與邏輯加密卡相比,由于智能卡