IC卡安全技术
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生物鉴别方法 动态手写签名 拒绝失败率 1.0 接受失败率 0.5
手形 指纹
语音 视网膜
<1.0 1.0
3.0 <1.0
1.5 0.025
<1.0 可忽略
return
7.3.2 存储区的保护
－把智能卡的数据存储器划分为若干区， 对每个区都设定各自的访问条件；只有 符合设定的条件，才允许对数据存储区 进行访问。
3. 任选密钥： b1= 5236179902， b2= 4893524771； 4. 两个运算流同时运算。
return
运算流1
m1 1583492637 ＋ b1 5236179902 p = 6819672539
运算流2
m1 ＋ b2 1583492637 4893524771
q = 6477017408 S(5)q= 8217882178 ＋ m2 5283586900 v = 3501469078
＋ R(4)p= 2539681967 ＋ R(5)q= 1740864770 S(4)p= 9359354506 ＋ m2 5283586900 u = 4642941406
＋ R(8)u= 4294140646 ＋ R(2)v= 7835014690 S(8)u= 8937082052 S(2)v= 1336483768
方法：验证个人识别号PIN（personal identification number）；
生物特征； 下意识特征；
return
1. PIN 密码运算鉴别方法
读卡器与卡间以明码传输，在IC卡内 部完成PIN的鉴别；（图7.1）
卡片 键入PIN PIN 提交明码 明码 PIN 检查明码 ＝内部所 存密码 是
return
用户
否
终端机
指令
带密码运算的PIN鉴别（ CPU卡）
终端机
产生随机
卡片
产生随机 数指令
用户
键入PIN PIN
数N
M，AK参数 解密运算
密码运算 M＝f(N PIN,AK)
N′＝f′(M,AK)
检查
提交结果 M,AK
否
NPIN=N’ 是
return
2. 生物鉴别方法
拒绝失败率 接受失败率
在收发双方同时利用两个十位长的任选的十
进制数b1和b2，作为密钥。 十位一组。
将被鉴别的信息看成十进制数串，然后分组， 每次运算（加法）取一组，两个运算流并行
进行，直到所有信息组运算完毕，得到鉴别 码。
return
（2）DSA算法举例
用R（X）D表示对D循环右移X位，如D＝ 1234567890，则R（3）D＝8901234567。 用S（3）D表示相加之和：
return
7.2 物理安全
增强机械强度 加强电气保护 增加伪造难度 （制造设备的高精尖、 IC卡技术难度和专有、 参数保密性） 控制制造过程 （技术、管理、授权）
return
7.3
逻辑安全
用户鉴别
逻辑安全
存储区域安全
通信安全
return
7.3.1 用户鉴别
用户鉴别（个人身份鉴别）－ 验证持卡人的身份。
return
至此，两组信息组运算完毕，得到 两个十位长的十进制数，再组合一下， 将它们按模1010相加。
S(8)u= 8937082052 ＋ S(2)v= 1336483768 0273565820
鉴别码
return
练习：
假设信息M＝2851392637 43715687，如何计算 DSA算法的鉴别码？
S（3）D＝ R（3）D＋D（mod1010）。
其中：R（3）D＝8901234567 ＋ D＝1234567890 S（3）D＝0135802457
return
假设信息M＝1583492637 52835869，鉴别码 的计算如下： 1. 先将信息分成十位一组，最后一组不 足十位时补0；
2. 即：m1= 1583492637， m2= 5283586900；
第7章 智能卡的安全与鉴别
本章主要内容：
身份鉴别技术
报文鉴别技术
密码技术 数字签名
第7章 智能卡的安全与鉴别
7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 IC卡面临的安全问题 物理安全 逻辑安全 密码技术 IC卡的安全使用
return
7.1
IC卡面临的安全问题
如何保证IC卡的内部信息在存储和交易工 程中的完整性、有效性和真实性 使用伪造IC卡（在个人化过程进行伪造） 主动攻击（对交换过程的信息进行截听、 修改） 盗/冒用IC卡
rቤተ መጻሕፍቲ ባይዱturn
鉴别码1＋报文
加密
接收方；
（接收方）对报文解密得到明文； （接收方）对明文用约定算法计算解 密报文的鉴别码2； 将两个鉴别码比较。
相等，接受。 不相等，拒收并报警。
鉴别过程的安全性取决于鉴别算法的密 钥管理的安全性。
return
鉴别算法－DSA算法
DSA (decimal shift and add)算法是Sievi 在 1980年提出的。 （1）DSA算法
return
2. 有效性保证－对报文时间的鉴别
在传输中，防止对曾经发送过的或存储 过的信息的再利用。 通过对报文时间性的鉴别，保证所传送的 消息是唯一的。 随后重发的消息是非法的。
return
实现方法： ① 收发方预先约定一个时间变量，然后 用它作为初始化向量对所发送的报文 加密； ② 收发方预先约定一个时间变量，然后 在发送的每份报文中插入该时间变量， 保证报文的唯一性。
访问条件 确认发行密码 确认PIN
表 7.2
return
存储区划分后，普通数据和重要数 据被有效分离，各自接受不同程度的保 护，提高了逻辑安全的强度。
return
7.3.3 卡的通信安全与保密
通信方面对信息的修改有以下方式： 1. 2. 3. 4. 5. 更改、删除、添加信息内容； 改变信息的源或目的； 改变信息分组帧的顺序； 重复利用曾发送或存储过的信息； 篡改回执……
return
采取必要的技术防范措施：
保证信息交换过程－ 信息的完整性、 真实性、 有效性、 合法性、 保密性。
return
1. 完整性－采用报文鉴别 为保证所交换的信息内容未被非法修改， 在信息报文中加入报头/尾（即鉴别码）。
鉴别码是通过对报文进行某种运算而 得到的，它与报文的内容有关，报文 的正确与否可以通过鉴别码来检验。
return
手形 指纹
语音 视网膜
<1.0 1.0
3.0 <1.0
1.5 0.025
<1.0 可忽略
return
7.3.2 存储区的保护
－把智能卡的数据存储器划分为若干区， 对每个区都设定各自的访问条件；只有 符合设定的条件，才允许对数据存储区 进行访问。
3. 任选密钥： b1= 5236179902， b2= 4893524771； 4. 两个运算流同时运算。
return
运算流1
m1 1583492637 ＋ b1 5236179902 p = 6819672539
运算流2
m1 ＋ b2 1583492637 4893524771
q = 6477017408 S(5)q= 8217882178 ＋ m2 5283586900 v = 3501469078
＋ R(4)p= 2539681967 ＋ R(5)q= 1740864770 S(4)p= 9359354506 ＋ m2 5283586900 u = 4642941406
＋ R(8)u= 4294140646 ＋ R(2)v= 7835014690 S(8)u= 8937082052 S(2)v= 1336483768
方法：验证个人识别号PIN（personal identification number）；
生物特征； 下意识特征；
return
1. PIN 密码运算鉴别方法
读卡器与卡间以明码传输，在IC卡内 部完成PIN的鉴别；（图7.1）
卡片 键入PIN PIN 提交明码 明码 PIN 检查明码 ＝内部所 存密码 是
return
用户
否
终端机
指令
带密码运算的PIN鉴别（ CPU卡）
终端机
产生随机
卡片
产生随机 数指令
用户
键入PIN PIN
数N
M，AK参数 解密运算
密码运算 M＝f(N PIN,AK)
N′＝f′(M,AK)
检查
提交结果 M,AK
否
NPIN=N’ 是
return
2. 生物鉴别方法
拒绝失败率 接受失败率
在收发双方同时利用两个十位长的任选的十
进制数b1和b2，作为密钥。 十位一组。
将被鉴别的信息看成十进制数串，然后分组， 每次运算（加法）取一组，两个运算流并行
进行，直到所有信息组运算完毕，得到鉴别 码。
return
（2）DSA算法举例
用R（X）D表示对D循环右移X位，如D＝ 1234567890，则R（3）D＝8901234567。 用S（3）D表示相加之和：
return
7.2 物理安全
增强机械强度 加强电气保护 增加伪造难度 （制造设备的高精尖、 IC卡技术难度和专有、 参数保密性） 控制制造过程 （技术、管理、授权）
return
7.3
逻辑安全
用户鉴别
逻辑安全
存储区域安全
通信安全
return
7.3.1 用户鉴别
用户鉴别（个人身份鉴别）－ 验证持卡人的身份。
return
至此，两组信息组运算完毕，得到 两个十位长的十进制数，再组合一下， 将它们按模1010相加。
S(8)u= 8937082052 ＋ S(2)v= 1336483768 0273565820
鉴别码
return
练习：
假设信息M＝2851392637 43715687，如何计算 DSA算法的鉴别码？
S（3）D＝ R（3）D＋D（mod1010）。
其中：R（3）D＝8901234567 ＋ D＝1234567890 S（3）D＝0135802457
return
假设信息M＝1583492637 52835869，鉴别码 的计算如下： 1. 先将信息分成十位一组，最后一组不 足十位时补0；
2. 即：m1= 1583492637， m2= 5283586900；
第7章 智能卡的安全与鉴别
本章主要内容：
身份鉴别技术
报文鉴别技术
密码技术 数字签名
第7章 智能卡的安全与鉴别
7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 IC卡面临的安全问题 物理安全 逻辑安全 密码技术 IC卡的安全使用
return
7.1
IC卡面临的安全问题
如何保证IC卡的内部信息在存储和交易工 程中的完整性、有效性和真实性 使用伪造IC卡（在个人化过程进行伪造） 主动攻击（对交换过程的信息进行截听、 修改） 盗/冒用IC卡
rቤተ መጻሕፍቲ ባይዱturn
鉴别码1＋报文
加密
接收方；
（接收方）对报文解密得到明文； （接收方）对明文用约定算法计算解 密报文的鉴别码2； 将两个鉴别码比较。
相等，接受。 不相等，拒收并报警。
鉴别过程的安全性取决于鉴别算法的密 钥管理的安全性。
return
鉴别算法－DSA算法
DSA (decimal shift and add)算法是Sievi 在 1980年提出的。 （1）DSA算法
return
2. 有效性保证－对报文时间的鉴别
在传输中，防止对曾经发送过的或存储 过的信息的再利用。 通过对报文时间性的鉴别，保证所传送的 消息是唯一的。 随后重发的消息是非法的。
return
实现方法： ① 收发方预先约定一个时间变量，然后 用它作为初始化向量对所发送的报文 加密； ② 收发方预先约定一个时间变量，然后 在发送的每份报文中插入该时间变量， 保证报文的唯一性。
访问条件 确认发行密码 确认PIN
表 7.2
return
存储区划分后，普通数据和重要数 据被有效分离，各自接受不同程度的保 护，提高了逻辑安全的强度。
return
7.3.3 卡的通信安全与保密
通信方面对信息的修改有以下方式： 1. 2. 3. 4. 5. 更改、删除、添加信息内容； 改变信息的源或目的； 改变信息分组帧的顺序； 重复利用曾发送或存储过的信息； 篡改回执……
return
采取必要的技术防范措施：
保证信息交换过程－ 信息的完整性、 真实性、 有效性、 合法性、 保密性。
return
1. 完整性－采用报文鉴别 为保证所交换的信息内容未被非法修改， 在信息报文中加入报头/尾（即鉴别码）。
鉴别码是通过对报文进行某种运算而 得到的，它与报文的内容有关，报文 的正确与否可以通过鉴别码来检验。
return