智能卡安全機制比較系列（六）TimeCOS

文章出處：http://www.fang1.net 作者：佚名 人氣： 發(fā)表時間：2012年02月26日

    TimeCOS是握奇公司推出的智能卡操作系統(tǒng)，也可以說是國內(nèi)早期自己開發(fā)的為數(shù)不多的幾款COS之一。當然隨著后來國內(nèi)公司對于CPU卡開發(fā)的投入，其他公司的COS產(chǎn)品也紛紛推出。

    其實從握奇的TimeCOS來看，早期的1.0版本和目前流行的TimeCOS版本之間在安全機制方面存在很大的差別。TimeCOS1.0采用的是按位比較的狀態(tài)機機制，也就是說TimeCOS1.0在內(nèi)存中維護一個安全狀態(tài)字節(jié)，這個字節(jié)的每個位分別對應一種安全狀態(tài)，在初始情況下這個狀態(tài)字節(jié)為00，只有通過外部認證或者是通過PIN的驗證之后這個字節(jié)的某個位才能從0轉(zhuǎn)變?yōu)?。而某個文件或者應用的安全狀態(tài)一般都需要這個安全狀態(tài)字節(jié)的某些位必須被置1之后才能被訪問或者操作。這種模式簡單易行，基本可以滿足各種基本的應用需求。

    但是在隨后的TimeCOS版本中，握奇借鑒了StarCOS的安全機制模式，也采用前后順序狀態(tài)，以及狀態(tài)數(shù)值之間的大小比較來確定安全狀態(tài)是否被滿足。

    在握奇各種細分的COS版本中，基本上都采用了這種類StarCOS的安全機制，其中包括：PBOC產(chǎn)品、PKI產(chǎn)品、PSAM產(chǎn)品等。

    具體的實施方法是：卡片的內(nèi)存中同樣會有一個安全狀態(tài)字節(jié)，不過這個字節(jié)的變化不是按位改變，而是由認證密鑰（或者PIN）中預設的“后續(xù)狀態(tài)”來直接指定，對于卡片中存儲的任何一個密鑰（含PIN）都有一個所謂的“后續(xù)狀態(tài)”。

    這個字節(jié)被劃分為前后兩個半字節(jié)，分別用來指出MF和當前DF的狀態(tài)。

    卡片各種操作的權(quán)限的獲得就是通過這個狀態(tài)的轉(zhuǎn)變來實現(xiàn)，該狀態(tài)的取值范圍是0到15，操作的權(quán)限用一個字節(jié)表示，分為左右兩個半字節(jié)，其中左半字節(jié)和右半字節(jié)的取值均為0-15（0x0-0xF），可以表示為0xXY，如果當前DF的安全狀態(tài)值V滿足Y<=V<=X的條件，那么就獲得了操作權(quán)限。

    比如一個文件的讀權(quán)限是0x52，而寫權(quán)限是0x84；密鑰1的后續(xù)狀態(tài)是0x03，而密鑰2的后續(xù)狀態(tài)是0x05。那么認證密鑰1之后可以文件滿足讀權(quán)限，但是不可寫；認證密鑰2后可以滿足文件的寫權(quán)限，但是不可讀。

    如果要把某個權(quán)限設定為可以自由操作，無需認證密鑰，那么可以設為0xF0，這種情況下無論安全狀態(tài)字節(jié)的值V是什么都滿足0<=V<=15的條件。當然如果要把某個權(quán)限設定為禁止，即無論認證多少密鑰都不能滿足權(quán)限，那么可以設定為0x1F，在這種情況下無論S為任何值V都不能滿足小于等于1并且大于等于15的條件。

    特別地如果操作權(quán)限為0x0Y（即0xXY中的X=0），則表示需要比較MF下的安全狀態(tài)大于Y。

    如果仔細分析了StarCOS的安全機制，可以發(fā)現(xiàn)握奇采用的機制是在StarCOS的基礎上進行的一個改進版本，因為StarCOS可以定義比較模式，也就是StarCOS可以更靈活地定義比較安全狀態(tài)究竟是采用大于、小于還是等于或者不等于的模式。

    國內(nèi)另外一些廠商推出的COS多數(shù)借鑒握奇的TimeCOS安全機制，比如明華的所謂SmartCOS，以及復旦的FMCOS。

    而航天金卡的PowerCOS則是完全照搬了StarCOS的安全機制。

    國內(nèi)的一些應用開發(fā)商和某些行業(yè)標準制定者，在進行系統(tǒng)開發(fā)和行業(yè)標準規(guī)劃的過程中根本沒有去認真閱讀ISO7816的相關(guān)標準，僅把某家廠商的用戶手冊作為唯一的參考，甚至錯誤地認為全世界所有的COS都應該是這樣的，實在讓人無語！