CPU卡發(fā)卡過(guò)程中應(yīng)當(dāng)注意的問(wèn)題

文章出處：http://botanicstilllife.com 作者： 人氣： 發(fā)表時(shí)間：2012年02月21日

    1摘要

    構(gòu)建IC卡應(yīng)用系統(tǒng)過(guò)程中，如何定義卡中的數(shù)據(jù)信息（相對(duì)邏輯加密卡）或卡中的應(yīng)用類型及其數(shù)據(jù)信息（相對(duì)CPU卡）及將數(shù)據(jù)信息寫(xiě)入卡中，以便應(yīng)用于系統(tǒng)中進(jìn)行交易是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。這一環(huán)節(jié)在業(yè)界通常稱為卡片個(gè)人化?？ㄆ瑐€(gè)人化既可以在專門的設(shè)備機(jī)器上進(jìn)行，以便于對(duì)大批量的CPU卡進(jìn)行個(gè)人化；也可以在PC機(jī)上通過(guò)連接IC卡讀寫(xiě)器進(jìn)行，以便于對(duì)小批量的卡片進(jìn)行個(gè)化。不管硬件設(shè)備如何，都必須設(shè)計(jì)一套程序軟件來(lái)進(jìn)行個(gè)人化。這個(gè)程序軟件通常稱為發(fā)卡程序。本文討論CPU卡發(fā)卡程序設(shè)計(jì)過(guò)程中將會(huì)遇到的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題及其解決方法?！　?/p>

    CPU卡發(fā)卡大體可分為三個(gè)組成部分：（1）卡結(jié)構(gòu)建立；（2）密鑰寫(xiě)入；（3）個(gè)人化數(shù)據(jù)寫(xiě)入。當(dāng)然，為確保正確發(fā)卡，程序設(shè)計(jì)過(guò)程中最好是采用一邊建立卡結(jié)構(gòu)，一邊寫(xiě)入密鑰和個(gè)人化數(shù)據(jù)。
　　
    2發(fā)卡前的準(zhǔn)備工作　　

    一般地，CPU卡供應(yīng)商提供CPU卡時(shí)，已經(jīng)對(duì)CPU卡進(jìn)行過(guò)初始化（主要用于對(duì)CPU卡進(jìn)行測(cè)試），亦即CPU卡上已經(jīng)建立了主文件（MF）及主密鑰文件（MF下的Keyfile文件），主密鑰文件中也已寫(xiě)入了初始CPU卡主控密鑰?！　?/p>

    在對(duì)CPU卡建立特定的卡結(jié)構(gòu)及寫(xiě)入密鑰和數(shù)據(jù)之前，程序設(shè)計(jì)中的第一步應(yīng)該對(duì)CPU卡進(jìn)行外部認(rèn)證。外部認(rèn)證所使用的密鑰正是初始CPU卡主控密鑰。　　

    當(dāng)完成外部認(rèn)證后，接下來(lái)最好是擦除CPU卡上已有的CPU卡結(jié)構(gòu)，然后再開(kāi)始重新建立CPU卡結(jié)構(gòu)。
　　
    許多發(fā)卡程序在設(shè)計(jì)過(guò)程中，沒(méi)有考慮到擦除CPU卡上已有的CPU卡結(jié)構(gòu)，而是在完成外部認(rèn)證后直接改寫(xiě)原有CPU卡的主密鑰文件的CPU卡主控密鑰。常見(jiàn)問(wèn)題是由于原有主密鑰文件創(chuàng)建時(shí)的空間大小不夠，而發(fā)卡程序試圖寫(xiě)入除CPU卡主控密鑰外還想寫(xiě)入CPU卡維護(hù)密鑰時(shí)，勢(shì)必造成寫(xiě)入空間不夠而導(dǎo)致寫(xiě)入不成功。
　　
    3密鑰文件的建立與密鑰值的寫(xiě)入
　　
    為了獨(dú)立地管理一張卡上不同應(yīng)用之間的安全問(wèn)題，CPU卡中的每一個(gè)應(yīng)用放在一個(gè)單獨(dú)的ADF中。各個(gè)ADF及其下屬各文件數(shù)據(jù)的訪問(wèn)（包括改寫(xiě)、讀取）只能應(yīng)用該ADF下的密鑰文件中的密鑰數(shù)值。為討論方便，此處假設(shè)只有一個(gè)ADF?！　?/p>

    用戶卡結(jié)構(gòu)中主要存在以下兩個(gè)密鑰文件及相應(yīng)的幾個(gè)密鑰：　　

    (1)MF下的密鑰文件(簡(jiǎn)稱KMF)，其裝載的密鑰是CPU卡主控密鑰(簡(jiǎn)稱CCK，以下同)；　　
    (2)ADF下的密鑰文件(簡(jiǎn)稱KADF)，其裝載的密鑰有應(yīng)用主控密鑰(簡(jiǎn)稱ACK，以下同),應(yīng)用維護(hù)密鑰(簡(jiǎn)稱AMK)，及其它應(yīng)用密鑰；
    (3)其它密鑰，如口令密鑰PIN，口令解鎖密鑰，DES運(yùn)算密鑰等等?！　?/p>

    3.1密鑰文件的創(chuàng)建
　　
    各密鑰文件在建立時(shí)必須慎重考慮以下兩個(gè)要素:
　　
    (1)文件大小的分配；
    (2)有關(guān)權(quán)限和密鑰使用后的后續(xù)狀態(tài)值的規(guī)定。
　
    密鑰文件的大小分配取決于要裝載的密鑰個(gè)數(shù)。每個(gè)密鑰均為一條可變長(zhǎng)的記錄，每條記錄的長(zhǎng)度為密鑰數(shù)據(jù)長(zhǎng)度加7。以此可以計(jì)算密鑰文件的大小。在發(fā)卡程序設(shè)計(jì)過(guò)程中，常常會(huì)出現(xiàn)因?yàn)槊荑€文件的大小分配不夠而造成后面的密鑰無(wú)法寫(xiě)入。
　　
    密鑰文件建立過(guò)程中的有關(guān)權(quán)限和密鑰使用后的后續(xù)狀態(tài)值的規(guī)定一方面起到對(duì)密鑰文件本身的安全維護(hù)作用，另一方面也將決定對(duì)CPU卡操作的流程。顯然這個(gè)要素至關(guān)重要。
　　
    3.2各密鑰值的寫(xiě)入
　　
    關(guān)于密鑰值的寫(xiě)入，關(guān)鍵問(wèn)題是要弄清楚該密鑰要求以何種形式寫(xiě)入。通常有以下幾種形式：
　　
    (1)以明文形式寫(xiě)入（常見(jiàn)的如口令密鑰PIN的寫(xiě)入）；　　
    (2)以帶線路保護(hù)的形式寫(xiě)入（要求計(jì)算MAC）；
    (3)以對(duì)密鑰值進(jìn)行加密后的密文形式寫(xiě)入（要求計(jì)算DES或3DES）；
    (4)以對(duì)密鑰值進(jìn)行加密并帶線路保護(hù)的形式寫(xiě)入（要求計(jì)算DES＆MAC）。
　　
    如果密鑰值的寫(xiě)入要求加密并帶線路保護(hù)，則密鑰值寫(xiě)入時(shí)須對(duì)該密鑰值進(jìn)行DES＆MAC計(jì)算后以密文形式寫(xiě)入（當(dāng)然CPU卡操作系統(tǒng)內(nèi)部會(huì)自動(dòng)將其解釋成明文），帶線路保護(hù)的目的是防止密鑰值在寫(xiě)入的過(guò)程中被劫取。如果不要求帶線路保護(hù)寫(xiě)入，可直接以明文方式寫(xiě)入。
　　
    在發(fā)卡程序設(shè)計(jì)過(guò)程中，尤其要注意CPU卡主控密鑰、應(yīng)用主控密鑰、應(yīng)用維護(hù)密鑰及其它密鑰之間的關(guān)系及其寫(xiě)入要求?！　?/p>

    3.2.1CPU卡主控密鑰與應(yīng)用主控密鑰　　

    CPU卡主控密鑰是對(duì)整個(gè)CPU卡的訪問(wèn)起控制作用的密鑰，由CPU卡生產(chǎn)商寫(xiě)入，由發(fā)卡方替換為發(fā)卡方的CPU卡主控密鑰。發(fā)卡程序設(shè)計(jì)過(guò)程中,在對(duì)CPU卡進(jìn)行任何操作之前,必須使用CPU卡主控密鑰作外部認(rèn)證,
　　
    應(yīng)用主控密鑰是應(yīng)用的控制密鑰，在CPU卡主控密鑰控制下寫(xiě)入。一般地，發(fā)卡方替換CPU卡的主控密鑰之后，為驗(yàn)證替換工作正確，再用新的CPU卡主控密鑰作一次外部認(rèn)證。