國(guó)產(chǎn)自主密碼產(chǎn)品 引領(lǐng)非接系統(tǒng)升級(jí)

文章出處：http://www.fang1.net 作者：上海華虹集成電路有限責(zé)任公司   人氣： 發(fā)表時(shí)間：2011年10月07日

    第一部分：M1安全事件回顧

    目前，M1卡市場(chǎng)的規(guī)模是非常龐大的，全球銷(xiāo)售約20億張M1卡，并且擁有M1機(jī)具超過(guò)7百萬(wàn)臺(tái)，其中，2008年中國(guó)M1市場(chǎng)銷(xiāo)售總量就約2.3億張。在M1卡的應(yīng)用上也趨漸成熟，如證件、各類(lèi)門(mén)禁、停車(chē)場(chǎng)、旅游景點(diǎn)卡等身份識(shí)別與管理方面約占總應(yīng)用的45%，公交一卡通、高速公路收費(fèi)、各種充值卡、消費(fèi)卡等支付方面約占總應(yīng)用的35%，門(mén)票、防偽、網(wǎng)吧等其他應(yīng)用約占20%。 

    M1被破解事件：

    2007年12月，K.Nohl和H.Plotz公布了對(duì)M1 芯片進(jìn)行逆向工程和安全分析的部分結(jié)果，包括用于認(rèn)證過(guò)程的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生方法和算法，并指出其中的48比特流密碼算法（即CRYPTO1）也已經(jīng)被還原（但當(dāng)時(shí)并沒(méi)有公開(kāi)）。2008年3月，荷蘭奈梅亨Raboud大學(xué)（NRU）F.D.Garcia領(lǐng)導(dǎo)的研究小組還原出CRYPTO1算法和認(rèn)證方法，并找到了攻擊M1 系統(tǒng)的有效方法，但當(dāng)時(shí)沒(méi)有立即發(fā)表其研究結(jié)果。2008年10月，NRU在西班牙舉行的ESORICS 2008會(huì)議上發(fā)表了他們的研究結(jié)果。

    M1事件的影響：

    2008年8月，荷蘭內(nèi)務(wù)部命令對(duì)M1 系統(tǒng)的安全性進(jìn)行重新評(píng)估。歐洲部分重要工程受影響停工。 2008年底，中國(guó)國(guó)務(wù)院聯(lián)合發(fā)文，要求各大機(jī)關(guān)行業(yè)開(kāi)展IC卡安全問(wèn)題排查活動(dòng)，要求及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題。在各大部委（工信部、建設(shè)部、交通部、國(guó)密局、安全部、公安部等）的組織下，各IC卡應(yīng)用行業(yè)開(kāi)始進(jìn)行全面、系統(tǒng)的安全檢查。 國(guó)內(nèi)各類(lèi)重要門(mén)禁、一卡通等使用M1技術(shù)的智能卡系統(tǒng)受到了潛在的安全威脅。

    常用的M1偽造/變?cè)旆绞剑?nbsp;

    針對(duì)單一卡片的偽造/變?cè)彀ㄒ韵氯N常用情況： 

    基本的M1偽造條件：

    各種偽造分類(lèi)的前提條件是偽造的核心是利用算法弱點(diǎn)，非法獲取密鑰。 

    密鑰攻擊前提：
  
    第一，獲取算法已公開(kāi)；

    第二，了解算法和協(xié)議弱點(diǎn)：隨機(jī)數(shù)問(wèn)題、協(xié)議缺陷、算法強(qiáng)度，也已公開(kāi)；

    第三，采錄合法讀卡器與卡的正常交易過(guò)程數(shù)據(jù)； 第四，計(jì)算密鑰。

    解決安全問(wèn)題的方法： 

    現(xiàn)有M1系統(tǒng)防護(hù)性技術(shù)措施： 

    最徹底的方法是建立自主系統(tǒng)： 

    第二部分：基于國(guó)家自主算法的非接方案

    在2006年，國(guó)家密碼管理局組織國(guó)內(nèi)部分RFID及密碼相關(guān)企業(yè)共同發(fā)起成立了電子標(biāo)簽密碼應(yīng)用技術(shù)體系研究專(zhuān)項(xiàng)工作組。目標(biāo)是建立基于國(guó)產(chǎn)自主密碼算法的RFID安全體系和應(yīng)用原型。工作組提出了電子標(biāo)簽及非接觸智能卡系統(tǒng)的密碼安全體系。建立了RFID系統(tǒng)安全性要求從低到高的一系列密碼方案。在卡端分別采用流密碼（SM7）、分組對(duì)稱(chēng)密碼（SM1）和非對(duì)稱(chēng)密碼（SM2）來(lái)構(gòu)造不同安全等級(jí)要求的非接系統(tǒng)。

    RFID應(yīng)用系統(tǒng)原型： 

    RFID應(yīng)用系統(tǒng)算法需求：

    根據(jù)RFID應(yīng)用系統(tǒng)的業(yè)務(wù)特點(diǎn)，可以總結(jié)出如下安全需求，并提出對(duì)應(yīng)的算法需求。 

    SM7應(yīng)用范圍：

    SM7與M1的比較： 

    SM7適用于非接IC卡應(yīng)用包括身份識(shí)別類(lèi)應(yīng)用（門(mén)禁卡、工作證、參賽證），票務(wù)類(lèi)應(yīng)用（大型賽事門(mén)票、展會(huì)門(mén)票），支付與通卡類(lèi)應(yīng)用（積分消費(fèi)卡、校園一卡通、企業(yè)一卡通、公交一卡通）。

    SM7系統(tǒng)升級(jí)：

    方法：更換用戶(hù)卡；支持SM7算法的邏輯加密卡；讀卡器改造；通過(guò)軟件升級(jí)支持SM7認(rèn)證、通信加密和流程處理；讀卡機(jī)硬件結(jié)構(gòu)無(wú)需改動(dòng)；更換SAM卡；支持SM1算法進(jìn)行密鑰分散；支持SM7算法進(jìn)行身份認(rèn)證和通信加解密；后臺(tái)管理系統(tǒng)改造；應(yīng)用支持SM7/SM1算法的加密機(jī)；支持SM7算法發(fā)卡；支持SM1算法進(jìn)行128位密鑰分散。

    SM7在大型賽事展會(huì)中的應(yīng)用： 

    在大型賽事展會(huì)中算法使用：

    SM7主要用于電子門(mén)票與讀寫(xiě)器的安全認(rèn)證與通信加密；使用SM1算法進(jìn)行電子門(mén)票的密鑰分散，實(shí)現(xiàn)一票一密、一票多密；大型展會(huì)電子票務(wù)系統(tǒng)采用多級(jí)密鑰管理體制；支持多級(jí)SAM發(fā)行管理；支持多應(yīng)用管理；支持多級(jí)SAM密鑰安全導(dǎo)入導(dǎo)出；支持128位密鑰分散；門(mén)票支持多組SM7密鑰；支持多級(jí)票務(wù)發(fā)行管理；支持多應(yīng)用管理。

    SM7電子門(mén)票文件系統(tǒng)： 

    第三部分：華虹國(guó)產(chǎn)算法產(chǎn)品方案

    華虹目前已有用于非接應(yīng)用系統(tǒng)的芯片：

    包括：首個(gè)通過(guò)國(guó)密局商密產(chǎn)品型號(hào)鑒定的SM7邏輯加密卡產(chǎn)品，SHC1112（SSX0904）；符合ISO14443A標(biāo)準(zhǔn)；通信速率106kbps；EEPROM容量1k字節(jié)；支持SM7分組加密算法；適用于電子門(mén)禁、門(mén)票、各類(lèi)一卡通應(yīng)用；可用作RFID系統(tǒng)SAM安全模塊的SSX47安全芯片。

    華虹產(chǎn)品方案：

    華虹作為國(guó)家密碼管理局商用密碼產(chǎn)品定點(diǎn)生產(chǎn)與銷(xiāo)售單位，除支持SM7算法的非接芯片產(chǎn)品外，還擁有完整系列的國(guó)產(chǎn)自主密碼算法產(chǎn)品線：用于社保的支持SSF33算法的社?？ㄐ酒琒SX39；用于電子政務(wù)的支持SSF33算法的U-KEY芯片SSX38；用于網(wǎng)絡(luò)支付安全的支持SSF/SM1算法的U-KEY芯片SSX47；正在研發(fā)支持多個(gè)國(guó)產(chǎn)自主密碼算法的非接產(chǎn)品；SM1、SM2、SM3、SSF33的高端非接CPU卡芯片。