USBKEY技术性

大家好：一篇关于USBKEY技术性、安全性全面探讨的文章，内容涉及目前主流UBSKEY在网银应用中的安全性和各种攻击手段的分析，供大家学习、交流。

（内容有点长，好在是循序渐进，要有耐心哦，一定会让你豁然开朗的！）基础知识我们常见的加密，使用的是“对称加密算法”，也就是说，用一个密码加密的东东，同样可以用这个密码来解密。

我们称这样的加密算法为“对称加密算法”，用于对称加密算法中的密码，我们称之为“对称密钥”。

一旦别人知道了你的密钥，那么他就可以任意的解密你的秘密数据了。

这样的算法很多，常见的有 DES，3DES，AES，Blowfish等等。

使用USB Key来保证网银的安全，实际上是利用了PKI(公开密钥体系)技术中的数字证书应用，而PKI技术中至关重要的一点就是“保证私钥的安全”。

为了理解所谓的“保证私钥的安全”，我们先举一个简单的例子：假定有这样一种计算方法，可以将一篇文章用一个密钥A加密，要想解密的话，必须用另一个密钥B来解密，反过来也一样，用密钥B加密之后得到的密文只能用密钥A来解密。

这里的密钥A和密钥B一定是成对出现的，一一对应，绝对不会出现用密钥A加密的东西可以用密钥C、密钥D…等等来解密。

这样的算法我们称之为“非对称加密算法”，相对应的，这里的密钥A和密钥B我们称之为“密钥对”，因为它们是成对出现的。

密钥对中的一部分可以随意公开，例如其中的密钥A，我们称之为“公开密钥”，简称公钥。

而另外一半是自己持有的，需要保密，我们称之为“私有密钥”，简称私钥。

所谓“公开密钥体系”，就是指这里的公钥了。

我们常听到的RSA，就是这样一种算法。

此外还有DSA、ECC(椭圆曲线算法)等等。

使用公开密钥体系，不仅仅可以用来对数据加密，还可以用来确定身份。

试想一下：你有一对密钥对(A和B)，其中A是公钥，被放在网上，任何人都可以取得。

现在有人(如张三)想给你发送一份邮件，于是张三在网上找到你的公钥，然后将邮件用你的公钥加密并传送给你。

那么，只要你的私钥没有泄露出去，就只有你能够解密这封邮件(使用和A相对应的私钥B来解密)。

即使邮件在网络上传输的过程中被黑客获取了，没有私钥B，他也无可奈何。

这就意味着，使用公开密钥技术，可以保证只有指定的人(其实就是指定的私钥)才可以阅读私密信息。

反过来，如果张三先用他自己的私钥对邮件加密，然后再用你的公钥对密文再次加密，那么不但只有你能够阅读这封邮件，而且还可以确认这封邮件一定是张三发出来的。

这是因为你在收取到邮件之后，首先用自己的私钥解密，得到的还是一堆密文，然后你必须用张三的公钥再次解密，才能得到邮件的原文。

既然是使用张三的公钥才能解密，那么这封邮件一定是用张三的私钥加密过的。

此外，还有一种用法：例如你的老板(或者干脆你就是老板)要发布一份公告，内容为“给所有员工补助500元”，要求每个员工都能够看到，不用加密。

但是这封邮件在网络上传输的时候，被有心人篡改了，变成了“给所有员工补助5000元”，喔，老板亏大了～～～为了防止这种事情的发生，老板将公告用自己的私钥加密并附加在公告的后面，然后一起发送。

这样每个员工都能够用老板的公钥解密附加的密文，并与公告原文对比，于是就能够知道邮件在传输的过程中是否被篡改了。

高级阅读除了对称算法和非对称算法之外，还需要了解一种加密算法，称之为“散列”(也有人称之为“杂凑”、“哈希”等，英文名为Hash)，与对称/非对称算法不同的是，散列算法是不可逆的，也就是说，加密后的数据是无法再解密了，常见的散列算法有MD5、SHA1等。

散列算法还有一个特性就是无论原文有多长，散列之后的结果总是固定长度。

例如MD5散列的结果总是16字节，SHA1散列的结果总是20字节。

非对称加密算法的加解密速度要远远低于对称加密算法，所以在实际应用中，往往会将对称、非对称及散列算法混合使用，以提升性能。

例如，张三给你发邮件的时候，先产生一个随机数，用这个随机数来做对称算法的密钥并对邮件加密，随后用你的公钥对这个随机数加密，然后将邮件的密文和随机数的密文一起发给你。

你收到邮件之后，先用自己的私钥解密随机数，然后用随机数作为对称算法的密钥解密邮件。

随机数=对称密钥加密文件发送给对方对方公钥加密随机数又如，老板发布公告的时候，将公告进行散列，然后用老板的私钥对散列后的结果加密(这个加密结果，就是通常所说的“数字签名”)，而员工收到公告的时候，只需要再次对公告进行散列，并用老板的公钥对数字签名进行解密，然后将解密结果和公告的散列结果做对比，就能了解公告是否被篡改了。

这个对比的过程，就是通常所说的“验证签名”。

由此可见，公开密钥体系能够做到：1. 数据加密； 2.不可抵赖(就是发送者无法否认)； 3.防止数据被篡改。

绝对不要泄露你的私钥。

否则的话，黑客可以：∙偷看你给美眉写的肉麻情书；∙冒充你的身份给老板发邮件，然后你被叫到老板办公室谈心；∙在网上购物，花的却是你的血汗钱；等等等等，啊呀，实在是太糟糕了。

刚开始的时候，网银系统颁发给用户的数字证书(其中包含私钥)，是存放在硬盘上的，当然，对于普通用户来说，这些证书啊、公钥啊、私钥啊什么的，都不知道放在什么地方，只是当要用到的时候它就自己跑出来了。

但是黑客可不这么简单，他们能够在你的计算机里面放置病毒、木马什么的，悄悄的就把你的证书、私钥全部偷走了。

有些朋友会说，嗯，我记得证书存放到硬盘上的时候(就是备份证书)，需要设置密码的，这样黑客不就没办法了么？没有这么简单。

你早晚会用到你的私钥的。

一旦你使用私钥，操作系统就必须从硬盘中读取，还可能会询问你密码，然后在内存中就是私钥的明文了。

计算机的内存，天哪，对于黑客来说，简直就是自己的后花园一样。

且不说层出不穷的木马，玩游戏的朋友应该知道一些游戏修改软件如“游戏修改大师”、“金山游侠”，或者早期的FPE等等，这些大众化的工具就能在整个内存中搜索自己感兴趣的内容。

所以说，如果某个东西可能会出现在内存中，就意味着可能被黑客偷走。

因此，出现了USB Key。

一定一定一定要澄清一个观点：USB Key不是U盘。

USB Key是这样的一个东东：首先它的外观和U盘很像，所以常常被误认为U盘。

其实USB Key内部确实有一点点存储空间，能够存放你的证书、私钥等数据。

但最关键的是它有一块智能卡芯片，可以完成私钥的相关运算，例如加密、解密等。

而且，这块智能卡芯片保证了像私钥这样的秘密数据不能被外部访问，如果你要使用私钥干点什么，你只能把原始数据交给USB Key，然后USB Key内部完成各私钥读取出来的。

而且，在你使用私钥之前，还需要通过USB Key的一个身份验证手续，也就是输入一个密码，这样可以防止USB Key丢失后被别人利用。

啊，你说制造商可能留下后门，可以通过特别的方式读取私钥？天，哪个制造商敢冒这样的大不韪，给自己找麻烦～～～除非这个制造商不想混下去了，呵呵～～～更进一步的是，USB Key本身可以产生非对称加密算法要用到的密钥对，这样，私钥从出生开始就一直呆在USB Key内部，不见天日，终其一生不得离开USB Key。

为你默哀一秒钟，可怜的孩子…所以，只要你保管好自己的USB Key，并且不要把USB Key的密码泄露，你的网银基本上就是安全的了。

此时黑客再想花你的钱在网上购物，就必须知道你的银行帐号、网银登录密码、取款密码、拿到你的USB Key、从你脑子里找到USB Key 的密码。

有了USB Key，我们的网银就“基本安全”了，那么，使用了USB Key还会有什么安全性的隐患，我们又该如何应对呢？在进一步阅读之前，请先明确一个事实：一切安全性都是相对的。

越是安全的系统，对用户的要求就越高，使用起来就越繁琐。

我们只能在安全性与易用性之间找一个平衡点，而这个平衡点也会随着技术的发展朝不同的方向偏移。

安全隐患！首先我们来看看进行一次利用网银进行网上支付的全过程：∙將USB Key连接到计算机上，并打开网银网站；∙输入帐号、密码等信息登录网银；∙输入转帐的目标账户和金额；∙要进行网上支付时，需要输入USB Key的PIN码(即个人识别码)；∙网上支付完成。

其中，有可能在打开网银网站的时候就需要输入USB Key的PIN码，这是由网银系统设计决定的。

好了，让我们转变一下思维方式，假定我们现在来扮演海盗，呃，不，扮演黑客吧，我们来看看有什么地方可以侵入这个网银交易系统呢？嗯，我们已知的是，用户的私钥是无法得到的，但是看看，这里有好几个安全隐患：∙ 1. 输入帐号、密码信息；∙ 2. 输入USB Key的PIN码；∙ 3. 通常，在没有关闭浏览器之前，一般不用再次输入USB Key的PIN码。

那么，只要我能够植入一个键盘钩子类型的木马程序，监控用户的键盘输入，就可以得到他的帐号和密码了，同样的，也可以得到USB Key的PIN码了。

植入木马的手段很多，例如诱惑用户访问一个嵌入木马的网站，或者发送一封具有诱惑力的邮件(其中嵌入木马)，或者做一些工具软件帮助用户清除病毒(但实际上悄悄的嵌入了自己的木马)，或者將一些软件破解版重新打包供下载，只不过在安装包中加入了木马，甚至可以出一款“Windows XP SP3无限激活版”，让用户下载，结果安装好的系统中就已经具有木马了，嘿嘿，黑客的手段太多了。

好了，假定我们的木马已经进驻用户的电脑了。

拿到帐号、密码以及USB Key 的PIN码有什么用呢？毕竟我们无法拿到他的USB Key啊，也就没有办法使用他的私钥了。

不要着急，让我们守株待兔吧。

一旦用户將USB Key插入到电脑中，我们的木马程序第二部分就可以开始工作了，第二部分是以隐藏方式开启一个浏览器，模拟网上交易的全过程，包括填写帐号、密码、转帐金额、提供USB Key 的PIN码、确认转帐等等，对于网银服务端来说，根本没有办法区分这是用户的正常操作，还是木马的行为。

当然，编写这样的木马程序需要极高的反向工程能力、系统分析能力以及编程造诣，但既然有这种可能，那么在某个时刻这个可能就会变成现实。

啊，我听见你说，我们可以防止键盘钩子，让木马无法获取键盘信息。

但是我可以负责任的告诉你，键盘监控是无法彻底免除的，即使你使用驱动层次来首先截取输入，但是木马也可以，甚至木马可以使用网银不能使用的技术：rootkit。

可以预见，在终极PK的时候，木马是占上风的。

再看看上述第三点漏洞，这就是一个典型的“安全性与易用性”取平衡点的结果。

一旦打开浏览器，输入一次PIN码之后，后续的操作就无需再次输入了，这样可以给用户一个比较好的使用体验。

然而，倘若黑客在用户浏览器中嵌入一个BHO，一旦发觉用户成功完成一次转帐操作，就以黑客的帐号为目标帐号再次转帐一笔，瞧，多简单，都不用费心去获取什么帐号密码了。