智能卡安全攻略

文章出處：http://psychicreadingswithdeb.com 作者：大明五洲   人氣： 發(fā)表時(shí)間：2011年09月09日

一、 威脅系統安全的人為因素 　　

　　威脅到一卡通系統的安全有外部的客觀(guān)環(huán)境，更有人為的惡意破壞。 　　
　　所謂客觀(guān)環(huán)境對公交一卡通收費系統的影響，是指由于系統中使用到的各種IC卡、各類(lèi)設備廣泛散布于市民的手中和公共交通車(chē)輛等環(huán)境中，它們面臨的客觀(guān)環(huán)境非常復雜和惡劣，對IC卡及設備的干擾、破壞如彎折、腐蝕、靜電、輻射、塵污、溫度、濕度、磁場(chǎng)等因素，可以對IC卡及設備產(chǎn)生重大影響，嚴重影響系統信息的持久性和準確性。面對這些來(lái)源于外部客觀(guān)環(huán)境的破壞，我們可以在系統設計、IC卡制造、機具生產(chǎn)等方面有針對性采取某些特別的措施，通過(guò)采用專(zhuān)門(mén)的設計和優(yōu)良的產(chǎn)品，提高系統的抗干擾、抗腐蝕的能力，確保系統的運轉不受影響。如何設計系統防止外部客觀(guān)環(huán)境對系統的損壞的問(wèn)題不是本文討論的目標。 　　
　　本文要論述的是那些由于人為蓄意侵犯、攻擊而給系統信息的保密性、完整性、真實(shí)性、可獲取性和持久性進(jìn)行破壞的可能性，這些才是系統安全技術(shù)重點(diǎn)防范的主要威脅對象。 　　
　　一個(gè)系統的安全性，我們應該從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考察：
　　 （1） 保密性：防范對未經(jīng)授權的信息存取的能力；
　　 （2） 完整性：防范對未經(jīng)授權的信息更改（增、刪、改）的能力；
　　 （3） 真實(shí)性：在信息的發(fā)送和接收過(guò)程中，對信息真偽性的鑒別能力；
　　 （4） 可獲取性：防范對未經(jīng)授權的信息截取的能力；
　　 （5） 持久性：對系統信息長(cháng)久準確、可靠地保存的能力。 　　

　　我們應該清楚：入侵者對系統進(jìn)行非法攻擊所采取的手段是多種多樣，針對不同的對象他們有不同的做法，各種手段層出不窮、無(wú)所不用！因此在公交一卡通系統的建設中，我們應該全方位地考察系統的安全性，包括：
　　 * 對IC卡的攻擊
　　 * POS機安全技術(shù)
　　 * 密碼管理體系
　　 * 數據傳輸
　　 * 網(wǎng)絡(luò )安全技術(shù)
　　 * 中心數據庫安全技術(shù)
　　 * 行政管理措施

二、 系統安全設計的原則 　　
　　既然公交一卡通系統對安全性有很高的要求，在系統設計時(shí)，我們就要把系統的安全性放在重要的位置進(jìn)行考慮。 　　
　　對于公交企業(yè)的用戶(hù)們，由于專(zhuān)業(yè)著(zhù)重點(diǎn)的不同，他們不可能對IC卡、對系統安全技術(shù)都能有透徹的認識，面對琳瑯滿(mǎn)目、鋪天蓋地的廣告，如何才能找到一套既適合自己又安全可靠的系統，確實(shí)令人眼花繚亂，我們對公交用戶(hù)的這一心情深感理解。通過(guò)參與多個(gè)地方的公交系統的建設，通過(guò)與眾多的公交企業(yè)和IC卡界的同行進(jìn)行交流后，我們總結了一些實(shí)際的經(jīng)驗和體會(huì )，也總結出一些簡(jiǎn)單可行的方法，在此愿意向公交用戶(hù)提出，希望能為他們設計和建設系統的安全性提供參考，也希望能幫助他們去鑒別和甄選市場(chǎng)上各類(lèi)的系統或產(chǎn)品。 　　

　　怎樣的系統才有可信賴(lài)的安全性？
　　我們認為一套安全的一卡通系統至少要符合如下的基本原則： 　　

　　1、 一定要嚴格遵守國家關(guān)于安全產(chǎn)品的法規 　　
　　早在1999年，國家總理朱镕基就簽發(fā)了《商用密碼管理條例》，以國家法律條文的形式規范了商業(yè)密碼及其產(chǎn)品的使用。 　　
　　按照這個(gè)條例的規定，城市公交一卡通收費系統所涉及的安全性能問(wèn)題屬于商業(yè)密碼管理的范圍，適用于該條例的使用。條例的第三條和第四條明確規定：
　　第三條　商用密碼技術(shù)屬于國家秘密。國家對商用密碼產(chǎn)品的科研、生產(chǎn)、銷(xiāo)售和使用實(shí)行專(zhuān)控管理。
　　第四條　國家密碼管理委員會(huì )及其辦公室（以下簡(jiǎn)稱(chēng)國家密碼管理機構）主管全國的商用密碼管理工作。 　　
　　由于商用密碼的特殊性，國家立例要對它實(shí)行專(zhuān)控專(zhuān)管。由國家密碼管理委員會(huì )指定的安全產(chǎn)品和技術(shù)，都是經(jīng)過(guò)有關(guān)的專(zhuān)家和權威人士對其進(jìn)行詳細、周密、細致的論證后，才能作出“指定專(zhuān)用”的結論，是具有十分權威與專(zhuān)業(yè)的認證。這對于一個(gè)公交IC卡系統的應用者，是具有很好的指導、指引的作用，不但可以從專(zhuān)業(yè)的角度、權威的角度為我們提供指導與幫助，也免除了用戶(hù)面對鋪天蓋地的廣告宣傳的無(wú)可適從、無(wú)從選擇的擔憂(yōu)。 　　
　　按照這個(gè)條例去行動(dòng)，不但可以免除我們對產(chǎn)品選擇的憂(yōu)慮，同時(shí)可大大減輕用戶(hù)對產(chǎn)品進(jìn)行考察與論證的工作量，反之，不執行國家的這一法規，不但可能給系統的生存帶來(lái)災難性的影響，同時(shí)系統的使用者還有可能要面對嚴峻的法律。 　　

　　2、 一定要符合建設部的頒發(fā)的行業(yè)標準 　　
　　隨著(zhù)IC卡技術(shù)及產(chǎn)品在城市建設事業(yè)中的應用越來(lái)越廣泛，為了提高城市管理水平、促進(jìn)應用行業(yè)社會(huì )效益、經(jīng)濟效益的增長(cháng)，規范建設事業(yè)IC卡應用市場(chǎng)，建設部頒發(fā)了在有多個(gè)企業(yè)共同參與制訂的關(guān)于建設事業(yè)IC卡應用的技術(shù)規范和應用規范，這是建設部貫徹落實(shí)國家對金卡工程提出的統一規劃、統一標準、統一發(fā)卡、統一管理的原則，同時(shí)也是我國建設事業(yè)方面應用IC卡技術(shù)的最權威的行業(yè)規范。 　　
　　今年（2002年）6月，建設部正式頒發(fā)的《建設事業(yè)IC卡應用》的規范，是建設部最新頒布的規范，她包括了對IC卡片的要求、對終端技術(shù)的要求、對應用技術(shù)的要求、對密鑰系統和安全認證技術(shù)的要求等，不但從一些物理特性、應用特性上對應用進(jìn)行了規范，而且從應用的安全性上也提出了重要的論述和操作指導，規定了各類(lèi)安全的操作流程和安全算法，按照這個(gè)規范去建設系統，無(wú)疑可以嚴格保證我們所建立的系統的安全性。應該說(shuō)這套規范是全面而實(shí)用的，確實(shí)對行業(yè)進(jìn)行IC卡應用具有指導性、指示行、實(shí)用性，因此作為一卡通用戶(hù)的行業(yè)用戶(hù)完全可以用此規范對市場(chǎng)上各種系統和產(chǎn)品進(jìn)行甄選，也應該是判斷各種產(chǎn)品的其中一個(gè)重要標準。 　
　　值得注意的是，在建設部頒發(fā)的規范中，關(guān)于應用系統安全要求（7.3節）中提出的“安全保密的基本原則”（7.3.1）中指出： 根據目前我國建設部所轄行業(yè)的實(shí)際情況，建設事業(yè)IC卡應用安全保密的基本原則是：
　　a) 安全服從于國家利益：任何部門(mén)或機構在實(shí)施安全管理時(shí)應遵循國家有關(guān)法律、法規，并接收國家相關(guān)部門(mén)的指導、監督和檢查。
　　b) 獨立自主：在建設事業(yè)IC卡應用中，凡涉及安全保密的重要環(huán)節，所用技術(shù)與產(chǎn)品應遵守國家有關(guān)管理部門(mén)的規定。
　　c) 選用成熟技術(shù)：建設事業(yè)IC卡應用系統應盡量采用成熟的技術(shù)和產(chǎn)品。 　　

　　在這里，建設部的規范以“基本原則”的方式強調了所建的系統必須符合國家的法律，必須接收國家相關(guān)部門(mén)的指導、監督和檢查，這不僅體現了國家法律的嚴肅性，更主要的是能在根本上確保系統的安全性。 　　

　　建設部的規范關(guān)于系統安全的規定是多方位的，我們在下面的論述中會(huì )逐步提到。 　　

　　3、 符合人民銀行關(guān)于金融方面的標準 　　
　　一卡通系統與經(jīng)濟利益、金融結算密不可分，有些系統還需要把銀行引入到系統中來(lái)。所以這些系統的設計、卡片的規劃、機具的應用等還必須符合人民銀行的有關(guān)規范。 　　
　　人民銀行關(guān)于IC卡應用的多項規范，除了是保證各銀行的IC卡系統有統一的操作方式、數據信息有統一的交換格式外，更重要的是保證對銀行系統的安全特性有統一的規定，以確保我國金融系統的運轉有嚴格的、可控制、規范的安全特性。 　　
　　人民銀行的規范對建設事業(yè)單位應用IC卡系統有同樣重要的指導與參考作用，事實(shí)上，建設部的規范是在參考人民銀行的規范的基礎上，通過(guò)增加自己特色的規定而發(fā)展起來(lái)的，兩者沒(méi)有沖突。在可能的情況下，特別是在包含金融企業(yè)在內的建設事業(yè)IC卡系統中，我們應該共同遵守建設部、人民銀行制訂的各項標準。換句話(huà)說(shuō)，在對市場(chǎng)上各種系統和產(chǎn)品進(jìn)行考察時(shí)，應重點(diǎn)考察它們能否很好遵守建設部、人民銀行制訂的各項標準。 　　

　　4、 可供參考的其它權威部門(mén)所頒發(fā)的資質(zhì)認證和檢驗證書(shū) 　

　　由于一卡通系統是一個(gè)龐大的系統，在有些方面，商密辦、建設部、人民銀行等方面沒(méi)有作出規范前，我們也可以參考有關(guān)部門(mén)、權威機構等所頒發(fā)的資質(zhì)認證和檢驗證書(shū)作為補充，以便對市場(chǎng)上各類(lèi)系統和產(chǎn)品進(jìn)行甄選，以防有些單位魚(yú)目混珠，趁機推銷(xiāo)不良產(chǎn)品。例如信息產(chǎn)業(yè)部、公安部等在系統集成資質(zhì)認證、布線(xiàn)系統、防病毒等方面的認證也是很好的參考，至少可以對某些單位或系統的能力有說(shuō)明的作用。

三、 卡的安全性 　　

　　在一卡通系統的各行業(yè)中，在用現金付費的場(chǎng)合中，假幣的出現難以杜絕。同樣，在采用IC卡付費時(shí)，IC卡作為電子貨幣的載體，大量散發(fā)于廣大市民手中，是破壞者最易攻擊的對象之一，特別是在一個(gè)包含有大量應用在內的一卡通系統中，系統高度的復雜性會(huì )給入侵者提供更多的機會(huì )，同樣會(huì )引發(fā)假卡的出現。 　　

　　防范對IC卡的攻擊，我們通常要考慮如下幾個(gè)方面：
　　1、 芯片的安全技術(shù) 　　防范對IC卡芯片的攻擊，是IC卡芯片安全的基礎，各芯片廠(chǎng)家在設計時(shí)就應注意采取各類(lèi)的安全保護措施，以防范敵手的惡意攻擊和探測，一般較為常用的芯片安全技術(shù)有：
　　 （1） 采用燒斷熔絲的技術(shù)是芯片制造商用于對芯片進(jìn)行檢測的功能無(wú)法再次使用；
　　 （2） 加入特別的技術(shù)，防止對芯片工作中高低電壓變化、頻率變化等多項探測的攻擊；
　　 （3） 加入監控技術(shù)，防止對程序、數據總線(xiàn)、地址總線(xiàn)等信息的非法截??；
　　 （4） 加入對總線(xiàn)和存儲器的物理保護層；
　　 （5） 隨機數產(chǎn)生的技術(shù)；
　　 （6） 實(shí)施對存儲器的邏輯加密保護，并設置密碼輸入錯誤計數器； 　　

　　對于一卡通系統用戶(hù)來(lái)說(shuō)，這些技術(shù)雖然是屬于芯片廠(chǎng)家的問(wèn)題，但我們也應該對它們有所了解，掌握芯片安全技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，通過(guò)比較選擇出最適合自己系統的產(chǎn)品。 　　

　　2、 卡片的軟件安全技術(shù) 　
　　上述提到的芯片安全技術(shù)，是芯片的硬件安全技術(shù)，如果我們采用CPU卡則還可借助卡內的操作系統COS（Chip Operation System）,獲取更為完善的安全保護，這是卡片的軟件安全技術(shù)。 　　通過(guò)COS我們可以得到如下的安全保護功能：
　　 （1） IC卡與外部讀寫(xiě)器的相互驗證；
　　 （2） 硬件＋軟件的測試功能；
　　 （3） 隨機數的產(chǎn)生與應用；
　　 （4） 對信息的加密與解密；
　　 （5） 對應用程序流程的控制；
　　 （6） 對安全應用級別的控制；
　　 （7） 多應用的隔離或結合。 　　
　　 由于有了COS這一軟件的產(chǎn)品，使IC卡的安全控制方式可以是多種多樣、靈活多變，使我們的應用更加多姿多彩。當然為了保證應用的一致性和安全性，各個(gè)行業(yè)的管理部門(mén)，會(huì )根據本行業(yè)的特點(diǎn)制定相應的COS規范，如建設部、人民銀行都有對COS制定自己的規范，并建立相應的檢測和認證部門(mén)，對市場(chǎng)上的相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)行檢測和頒證，為用戶(hù)的選擇提供權威的鑒證。 　　
　　在當今的一卡通市場(chǎng)上，由于產(chǎn)品價(jià)格、以及設備、技術(shù)等應用的成熟性等原因，目前在公交一卡通系統中作為大量發(fā)到市民手中的用戶(hù)卡，還是采用非接觸式的邏輯加密卡，從理論上來(lái)說(shuō)它們的安全保密性雖然不如CPU卡，但如果結合下面提到的卡片應用的安全技術(shù)，加上卡片本身已有的安全措施，同樣可以在一段時(shí)間內達到安全應用的要求。 　　

　　3、 卡片的應用安全技術(shù) 　　
　　卡片的應用安全技術(shù)也可分為兩種：一種是卡片表面的防偽技術(shù)，另一種是應用中的信息安全處理技術(shù)。 　　
　　 （1）卡片表面的防偽技術(shù)：為了進(jìn)一步提高安全卡片的防偽性，可以在卡基的制造、印刷上采取各種保護措施：
　　　 A、熒光圖象：采用熒光圖象的印刷技術(shù)，使得印刷的圖象可以在紫外光下顯現。 B、微縮曲線(xiàn)：普通看去是一段直線(xiàn)或曲線(xiàn)，但在高倍數的放大鏡下卻是一段很小的，有一定數學(xué)規律的，由字母、文字組成的序列曲線(xiàn)。
　　　 C、激光雕刻：利用激光將圖形、文字、簽名、甚至照片等“刻蝕”到卡基內，而不是普通的印刷。
　　　 D、偏振光圖象：利用偏振光及材料的印刷技術(shù)，一般看去只是卡片的表面圖象，但在偏振鏡片下，看到的卻是“隱藏”的另一幅圖象。 　　

　　隨著(zhù)印刷技術(shù)的不斷提高，各種各樣的卡面防偽技術(shù)不斷涌現。在我國以上這些卡片表面印刷技術(shù)已經(jīng)可以在國內實(shí)現，為卡片的表面防偽也能提供多種選擇。 　　


　　 （2）卡片的信息安全處理技術(shù)：正如前面提到的，由于CPU卡具有較高的智能判斷能力，可以采用完善的驗證技術(shù)確保信息的發(fā)送和接收都可以進(jìn)行鑒別，防止對卡和POS機具的偽造，保證信息真實(shí)性的最佳方法，使系統有較高的安全性，因此CPU卡一定會(huì )使用在密鑰管理、發(fā)卡、充值等這些對安全性要求很高的地方。 　　
　　 對于邏輯加密卡除了卡本身具有密碼校驗功能外，卡本身沒(méi)有智能的身份驗證功能和技術(shù)，因此在系統設計時(shí)，就需要為它們設計出一套完善的密碼計算和驗證功能，以保證系統的安全及系統密碼不能外露。正是根據這些需要，同時(shí)也是出于指導和保護行業(yè)所建設的IC卡應用系統，建設部在頒布的有關(guān)規范中，嚴格規定了采用安全存儲模塊進(jìn)行卡的密碼計算的方法，切實(shí)保證了“一卡一密”的實(shí)現，為廣大用戶(hù)提供了經(jīng)嚴格證明是安全可靠的科學(xué)方法計算方法。 　　


　　要執行建設部這一規范，我們必須具有： 　　
　　A、符合建設部規范的安全存儲模塊（或PSAM卡（COS））； 　　
　　B、系統設計符合建設部規范的密鑰管理體系； 　　
　　C、讀寫(xiě)機具對卡的操作流程符合建設部規范的有關(guān)要求。 　

　　值得注意的是：雖然建設部有嚴格的規范規定了卡片密碼的計算方法，但如果在設計中不能作出全面的考慮，也會(huì )給敵手留下可怕的漏洞。

四、 密鑰管理系統 　　
　　我們已經(jīng)看到，在一卡通系統中，我們是依靠密鑰來(lái)對信息進(jìn)行加密保護，因此系統的安全很大程度上是取決于密鑰的安全。密鑰是所有加密系統信息安全的關(guān)鍵，任何疏忽導致密鑰的泄露，都可能給系統帶來(lái)難以估量的巨大損失。 　　
　　密鑰管理是一門(mén)綜合性的管理技術(shù)，她涉及到密鑰的生成、分配、傳遞、保管、使用、備份、恢復、吊銷(xiāo)、銷(xiāo)毀、更換等內容內容。
　　1、一卡通系統對密鑰管理系統的要求 　　
　　根據一卡通系統的特點(diǎn)，我們可以提出在系統中建設密鑰管理子系統的原則：
　　 （1） 密鑰與使用人隔離；
　　 （2） 管理嚴密，使用方便；
　　 （3） 出現問(wèn)題可追溯；
　　 （4） 主密鑰不能出現在傳輸路徑上或保留在未經(jīng)認證的終端設備中；
　　 （5） 存放的密鑰不能讀出；
　　 （6） 符合建設部規范；
　　 （7） 按照中國人民銀行金融規范進(jìn)行設計；
　　 （8） 密鑰的儲存、傳輸等均采用國密辦指定的商用產(chǎn)品；
　　 （9） 密鑰系統的設計按照設計、生產(chǎn)、應用互不關(guān)聯(lián)性的原則進(jìn)行，不但從技術(shù)上確切保證用戶(hù)的安全性，更保證了用戶(hù)的自主性，使用戶(hù)在今后的系統擴展中不再受制于系統開(kāi)發(fā)商；
　　 （10） 使用已經(jīng)完善的算法體系； 　　

　　2、一卡通系統中的密鑰管理子系統的基本功能
　　 * 密碼生成和注入；
　　 * 密碼分發(fā)和保管；
　　 * 密碼的傳輸；
　　 * 密碼的使用；
　　 * 密碼的選用、控制及更新；
　　 * 密碼的銷(xiāo)毀；

　　3、密鑰的生成 　　

　　盡管密鑰生成已有成熟的理論與基礎，但為了保證密鑰的安全和防止泄露，在密鑰生成時(shí)，應采取以下措施：
　　a）密鑰生成時(shí)，應采取多人輪換操作生成的方式，或采用硬件加密的方式；
　　b）要嚴格保證密鑰生成環(huán)境的絕對安全；
　　c）應該對參加密鑰生成的人員有嚴格的審查，完全符合系統的安全管理規定；
　　d）密鑰生成過(guò)程必須按照嚴格的操作規程，逐步進(jìn)行，對一些需要封存的數據，要現場(chǎng)封閉，做好安全移交；
　　e）對于無(wú)需重復生成的密鑰，要使用隨機過(guò)程，真正生成不可重復的密鑰；對于可重復生成的密鑰，要注意密鑰變換的可重復性，以便需要之時(shí)，保證能重復生成與原密鑰絕對相同的密鑰。
　　f）對于已經(jīng)生成的密鑰要馬上存放到CPU母卡上，保證不會(huì )泄露；
　　g）盡可能是在一個(gè)封閉的、有限的環(huán)境中生成密鑰；
　　h）密鑰生成完后，要把所有的臨時(shí)結果全部清除干凈。

　　4、密鑰的傳遞、保管 　　

　　密鑰的傳遞應采用層次方式，由上往下，逐級傳遞，亦即由上一級按照特定的方式生成下一級所需的各種子密鑰，密鑰的傳遞和保管依靠CPU卡形式逐級進(jìn)行。 　　
　　利用CPU卡進(jìn)行密鑰的傳遞和保管是一項十分成熟的技術(shù)，CPU卡的COS操作系統有非常規范的對密鑰進(jìn)行操作的指令系列，使用者只要采用經(jīng)認證的COS系統，相信這一步是容易實(shí)現的，但必須注意在密鑰的導出時(shí)，必須采用密文方式，以保證密鑰的安全。 　　

　　5、密鑰的控制、選擇、應用 　

　　密鑰的正常使用，就是使用者按照系統設計方案對密碼進(jìn)行操作，為使用者提供對敏感信息的加解密以及身份認證等多項功能，這些都是通過(guò)CPU卡來(lái)進(jìn)行，因此CPU卡COS操作系統仍然是十分重要的安全工具。 　　

　　由于系統的不斷發(fā)展，即便是同樣的操作，使用的密鑰（密種）是可以不同的，這就是密鑰的版本控制，在密鑰管理系統的設計以及今后的應用中，必須考慮這種情況的發(fā)生，應該有一套完善、清晰的關(guān)于密鑰版本選擇、應用的解決方案。 　　

　　6、密鑰的更新 　　

　　當密鑰的生命周期結束，或者是系統密鑰被泄露后，系統應該有進(jìn)行密鑰更新的能力，以便保護系統的敏感信息不再被泄露。密鑰的更換必須以不損害持卡人的利益、不影響持卡人正常使用為前提，同樣密鑰的更新過(guò)程必須保證不會(huì )影響到這個(gè)系統的安全性能，這些要求對設計者來(lái)說(shuō)確實(shí)是一個(gè)重大挑戰。 　　

　　密鑰的更新可以視作為：一旦發(fā)生密碼泄露的災難事件后的應急恢復措施。密鑰的更新有兩種做法：替換和更換。 　　
　　 （1）替換——在考慮到密鑰有可能被破譯或者經(jīng)過(guò)一段使用時(shí)間以后需要更換等特點(diǎn)，在系統密鑰生成之時(shí)，我們就生成多組互不關(guān)聯(lián)的密鑰組，在卡片初始化時(shí)預先安裝于卡內，一旦其中一套由于各種原因被停用后，可以馬上啟用另外一套，保證系統能不間斷地運轉。當前那一套密鑰在有效使用，是通過(guò)卡內、設備中的“密鑰版本標識”來(lái)指示，以便它們相互間的認證。替換的過(guò)程是簡(jiǎn)單的：一旦系統需要更換密碼組，我們需要對所有的POS機中的“密鑰版本標識”進(jìn)行設置，經(jīng)過(guò)設置后的設備，在新舊密碼更替的周期內，對前來(lái)交易的卡片首先判斷該卡片使用的密碼版本，如果已經(jīng)是新的密碼版本，就繼續操作；如果卡片仍然使用的是舊的密碼版本，在確認該卡片的合法性后，馬上對卡片的“密鑰版本標識”進(jìn)行更新，然后再按新的密碼體系對卡片進(jìn)行操作，密碼的更換就是這樣在用戶(hù)的不知不覺(jué)中進(jìn)行了替換。 　　
　?。?）更換——停止現行的密碼的使用，重新生成新的密鑰組，再重新下載到各設備、卡片中。這一過(guò)程的最大難點(diǎn)是新密鑰是如何才能安全傳輸到各設備和卡片中，這里涉及的是密碼的安全傳輸，和密碼更改真實(shí)性的確認。特別是對于那些大型的系統，為了實(shí)現快速的密鑰更換，有可能需要采用網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行新密鑰的傳輸方式，為保證密鑰傳遞的安全，就必須引入非對稱(chēng)性密鑰的加密算法（如RSA、ECC等），使得操作者能對發(fā)送或接收者身份的進(jìn)行確認，同時(shí)又能確保信息自身的保密性，實(shí)現真實(shí)性、完整性的控制。 　　
　　更換密鑰對于CPU卡作為票卡的情況來(lái)說(shuō)是容易的，但對于邏輯加密卡作為票卡的情況來(lái)說(shuō)，把密鑰的更換工作放于普通的車(chē)載收費機中去實(shí)現是不安全的（理由與上述的分段收費的情況類(lèi)似），它只能在充值點(diǎn)這種安全的環(huán)境中才能實(shí)現，這與上面所說(shuō)的不影響持卡人的使用的前提是矛盾的。因此采用更換的方法影響面很廣，應慎重考慮。

五、 設備安全性 　　

　　在公交一卡通系統中，各類(lèi)IC卡設備，特別是車(chē)載類(lèi)POS機設備，分散于各輛汽車(chē)上，流動(dòng)性大，是破壞者最易于攻擊的另一個(gè)目標，為了保證其安全為了保證其安全，系統在設計時(shí)除了對信息處理有嚴格安全規范外，在設備的結構上，電路控制板上也應采取相應的措施：
　?。?） 按照建設部的規范，我們必須采用安全性能極高的安全存儲模塊（SAM卡或模塊），它必須是符合建設部、中國人民銀行的規范，同時(shí)應該是得到這些部門(mén)認證的。
　?。?） 機器內數據的存放是一式兩份，最大限度地保證機器的數據的完整性。
　?。?） 存放于機器內的數據最好是被加密的，以防被盜；
　?。?） 存放于機器內的數據一定是有校驗碼，以確保數據的不可更改性；
　?。?） 機器在執行完任一操作后，都應忠實(shí)地把情況記錄下來(lái)，以便必要時(shí)能對機器的使用情況進(jìn)行追蹤；
　?。?） 對于初始化機、售卡充值機：它們除了有上述的性能外，在對使用人員的控制上，還應加入“操作員身份證卡”的方法，即每個(gè)合法的操作員均有一張CPU卡作身份驗證，里面放置該人員的信息、密碼，操作時(shí)只有經(jīng)過(guò)驗證是合法的CPU卡才能從中獲得進(jìn)門(mén)的密鑰；該CPU卡同時(shí)還存有對售卡充值金額等方面進(jìn)行適當限制的信息，防止身份證的惡性“丟失”，每張CPU身份證卡，要定期到控制中心進(jìn)行“更新”確認。
　?。?） 所有設備的工作流程要按建設部的規范實(shí)施。
　?。?） 設備應有較大的黑名單數據容量。

　　六、 系統的其它安全性

　　　1、網(wǎng)絡(luò )安全
　　?。?） 任何在網(wǎng)上傳輸的信息都是已加密的，系統實(shí)現了應用層的保護。
　　?。?） PC機與IC卡讀寫(xiě)器間的通訊有嚴格的接口規范，它們之間具有動(dòng)態(tài)的識別、加密傳輸功能，實(shí)現了包傳輸的加密，任何偵聽(tīng)、加插、偽造的操作都是無(wú)效的。這些措施也是金融IC卡進(jìn)行身份驗證和數據保密傳遞的技術(shù)。
　　?。?） 傳輸信息與校驗信息一起傳送，可防止信息的非授權更改。
　　?。?） 管理中心在收到信息后，要在數據庫中檢查正確后才能入庫，防止信息的重復投遞。 　　?。?） 身份權限的控制：實(shí)行嚴格的密碼管理制度，每個(gè)在系統上工作的人員都有自己的編號和密碼，該密碼對任何人（包括上級人員）均保密。本系統密碼對系統開(kāi)發(fā)者（供貨商）也是保密的
　　?。?） 訪(fǎng)問(wèn)權限的控制：通過(guò)嚴格的安全體系保證系統上的開(kāi)發(fā)者、使用者、發(fā)行者之間互相絕緣，各有獨立密碼系統不被別人竊取。
　　?。?） 路由控制：網(wǎng)絡(luò )管理中應配備防火墻，路由控制等多重控制，因而任何想通過(guò)這些關(guān)卡進(jìn)入網(wǎng)絡(luò )中心是極其不易的。
　　?。?） 網(wǎng)絡(luò )數據的傳輸采用“下取”的方式：即從各數據匯集點(diǎn)收集到的數據量放在站點(diǎn)機器上，由管理中心（或營(yíng)運公司計算機室）按照時(shí)間分配，自動(dòng)撥號到這些站點(diǎn)機上進(jìn)行存取，從而使中心通訊機的使用得到控制。
　　?。?） 為了防止病毒的攻擊，系統設計在網(wǎng)絡(luò )上只進(jìn)行數據的交換，而不進(jìn)行程序的交換，任何程序的交換都是非法的，這不但是技術(shù)的控制，更重要的是行政的管理。

　　2、主機及中心數據庫的安全技術(shù) 　
　　中心數據庫是信息匯集的地方，更是攻擊的最終目標，系統采用目前流行的C/S或B/S模式，操作終端和數據中心嚴格分離，只有中心管理員才有權進(jìn)行數據庫級的操作，客戶(hù)端的操作都是通過(guò)系統內部指令而進(jìn)行。 　　
　　系統通過(guò)采用先進(jìn)、可靠、安全、成熟的核心平臺和技術(shù)，這些都是可以令人信服地增強系統安全、可靠性的有力措施。 　　
　　按照系統的規定及時(shí)進(jìn)行數據備份，及時(shí)互換密碼，在行政的規范管理上保證系統的安全。 　　　系統應建立完善的日志功能，對進(jìn)入系統的各項操作都進(jìn)行真實(shí)完備的記錄，以便系統今后的追蹤回索。
　　系統中心在處理各類(lèi)營(yíng)運信息時(shí)，都要對其真實(shí)性進(jìn)行判別（包括解密、校驗碼認證、身份認證等）后才能加入到主數據庫中，其運算量是很大的。因此在中心機房一定要采用一卡通專(zhuān)用的加密機，一方面可以為系統的運轉提供較大的數據處理吞吐能力，另一方面可保證不會(huì )泄露有關(guān)的密鑰信息，絕對不能把密碼直接存放于計算機中。

　　3、管理制度的完善 　　
　　大家都知道，堡壘是最易從內部攻破的。雖然在一卡通的設計與建設中，我們可以加入很多安全技術(shù)，確保敵手不易攻破我們的防線(xiàn)。但如果自己內部出現問(wèn)題，或者破壞者就是操作員，或者是內部人員沒(méi)有按規范操作，把敏感的東西向外界泄露等，都會(huì )給系統帶來(lái)不可估量的損失。因此建立、健全完善的管理體系，加強系統內部人員的管理，也是保證系統安全性的一個(gè)重要方面，這方面的例子已經(jīng)存在很多，是十分值得系統管理者去認真對待的。 　　 　　
　　一卡通系統是一個(gè)龐大的系統，系統的安全性還涉及多個(gè)方面，仔細分析和總結各方面的情況，將會(huì )是一項艱巨而又十分有意義的工作。鑒于本文的篇幅，我們不能一一細談，有興趣的讀者，請與我們公司或與作者聯(lián)系，我們愿意把我們的教訓和經(jīng)驗與大家共享，共同促進(jìn)我國公交一卡通事業(yè)的向前發(fā)展。