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CPU 卡工程系统架构的变化改造

非接触CPU卡与非接触逻辑加密卡相比,拥有独立的CPU处理器和芯片操作系统,所以可以更灵活的支持各种不同的应用需求,更安全的设计交易流程。但同时,与非接触逻辑加密卡系统相比,非接触CPU卡的系统显得更为复杂,需要进行更多的系统改造,比如密钥管理、交易流程、PSAM卡以及卡片个人化等。

密钥管理和认证机制

众所周知,密钥管理系统(KeyManagementSystem),也简称KMS,是IC项目安全的核心。如何进行密钥的安全管理,贯穿着IC卡应用的整个生命周期。非接触逻辑加密卡的安全认证依赖于每个扇区独立的KEYA和KEY的校验,可以通过扇区控制字对KEYA和KEY的不同安全组合,实现扇区数据的读写安全控制。

由于KEYA和KEYB的校验机制,只能解决卡片对终端的认证,而无法解决终端对卡片的认证,即我们俗称的“伪卡”的风险,所以通常在采用非接触逻辑加密卡的时候,还会使用卡片认证码的机制。 而非接触CPU卡可以通过内外部认证的机制,以及像建设部定义的电子钱包的交易流程,高可靠的满足不同的业务流程对安全和密钥管理的需求。对电子钱包圈存可以使用圈存密钥,消费可以使用消费密钥,清算可以使用TAC密钥,更新数据可以使用卡片应用维护密钥,卡片个人化过程中可以使用卡片传输密钥、卡片主控密钥、应用主控密钥等,真正做到一钥一用。 

实施非接触CPU卡项目,可以使用密钥版本的机制,即对于不同批次的用户卡,使用不同版本的密钥在系统中并存使用,达到密钥到期自然淘汰过渡的目的,逐步更替系统中所使用的密钥,防止系统长期使用带来的安全风险。 

实施非接触CPU卡项目,还可以使用密钥索引的机制,即对于发行的用户卡,同时支持多组索引的密钥,假如当前使用的密钥被泄漏或存在安全隐患的时候,系统可以紧急激活另一组索引的密钥,而不用回收和更换用户手上的卡片。 

因此,要成功实施非接触CPU卡项目,需要一个完善的密钥管理系统,能支持多种不同用途的密钥,并支持密钥版本和密钥索引的机制。 

交易流程

非接触逻辑加密卡的交易流程比较简单,通过认证KEYA或者KEYB,达到操作的安全权限,然后就直接进行交易操作,增加或者减少钱包金额。 

非接触CPU卡的交易分为圈存交易和消费交易等,不同的交易类型,拥有不同的交易流程和安全机制。在非接触CPU卡的交易中,交易数据与交易过程中的相互认证紧紧结合在了一起,使得交易更加安全和严谨。同时,非接触CPU卡也通过卡内自增的交易流水号以及卡片计算的交易TAC码保证了交易的唯一性和可追踪性。 

非接触CPU卡消费交易流程示例:

PSAM 卡

在非接触逻辑加密卡的系统中,PSAM卡主要使用卡片认证密钥和各扇区的KEYA、KEYB密钥来产生非接触逻辑加密卡操作所需要的各扇区的KEYA和KEYB认证码,交易信息不直接参与运算。 而在非接触CPU卡系统中,PSAM卡通常用来计算和校验消费交易过程中出现的MAC码,同时在计算的过程中,交易时间、交易金额、交易类型等交易信息也都参与运算,使得交易更安全更可靠。某些情况下,非接触CPU卡系统中的PSAM卡还可以用来支持安全报文更新数据时MAC的计算,以及交易TAC的验证。因此,与非接触逻辑加密卡系统相比,非接触CPU卡系统中的PSAM卡支持更广泛的功能,也更为灵活、安全和复杂。通常非接触CPU卡系统的PSAM卡还支持不同的密钥版本。

卡片个人化

非接触逻辑加密卡的个人化比较简单,主要包括数据和各扇区KEYA、KEYB的更新,在期间所有敏感数据包括KEYA和KEYB都是直接以明文的形式更新。 

而非接触CPU卡的个人化通常可以分为卡片洗卡和卡片个人化两个独立的流程,前者创建卡片文件结构,后者更新个人化数据,并注入相应的密钥。在信息更新和密钥注入的过程中,通常都采用安全报文的方式,保证数据和密钥更新的正确性和安全性。而且密钥注入的次序和相互保护的依存关系,也充分体现了密钥的安全设计,比如片主控密钥通常被用来保护导入应用主控密钥,应用主控密钥通常被用来保护导入其他应用密钥,比如消费密钥等 

因此,要成功实施非接触CPU卡项目,必须和密钥管理系统配合,建立一套安全和完善的卡片个人化系统,并配备相应的HSM硬件加密机或者密钥母卡,来实现个人化流程中密钥的安全存储和运算。