CPU卡發(fā)卡過程中應(yīng)當(dāng)注意的問題
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1摘要
構(gòu)建IC卡應(yīng)用系統(tǒng)過程中，如何定義卡中的數(shù)據(jù)信息（相對邏輯加密卡）或卡中的應(yīng)用類型及其數(shù)據(jù)信息（相對CPU卡）及將數(shù)據(jù)信息寫入卡中，以便應(yīng)用于系統(tǒng)中進行交易是一個重要環(huán)節(jié)。這一環(huán)節(jié)在業(yè)界通常稱為卡片個人化。卡片個人化既可以在專門的設(shè)備機器上進行，以便于對大批量的CPU卡進行個人化；也可以在PC機上通過連接IC卡讀寫器進行，以便于對小批量的卡片進行個化。不管硬件設(shè)備如何，都必須設(shè)計一套程序軟件來進行個人化。這個程序軟件通常稱為發(fā)卡程序。本文討論CPU卡發(fā)卡程序設(shè)計過程中將會遇到的關(guān)鍵技術(shù)問題及其解決方法。
CPU卡發(fā)卡大體可分為三個組成部分：（1）卡結(jié)構(gòu)建立；（2）密鑰寫入；（3）個人化數(shù)據(jù)寫入。當(dāng)然，為確保正確發(fā)卡，程序設(shè)計過程中最好是采用一邊建立卡結(jié)構(gòu)，一邊寫入密鑰和個人化數(shù)據(jù)。
2發(fā)卡前的準備工作
一般地，CPU卡供應(yīng)商提供CPU卡時，已經(jīng)對CPU卡進行過初始化（主要用于對CPU卡進行測試），亦即CPU卡上已經(jīng)建立了主文件（MF）及主密鑰文件（MF下的Keyfile文件），主密鑰文件中也已寫入了初始CPU卡主控密鑰。
在對CPU卡建立特定的卡結(jié)構(gòu)及寫入密鑰和數(shù)據(jù)之前，程序設(shè)計中的第一步應(yīng)該對CPU卡進行外部認證。外部認證所使用的密鑰正是初始CPU卡主控密鑰。
當(dāng)完成外部認證后，接下來最好是擦除CPU卡上已有的CPU卡結(jié)構(gòu)，然后再開始重新建立CPU卡結(jié)構(gòu)。
許多發(fā)卡程序在設(shè)計過程中，沒有考慮到擦除CPU卡上已有的CPU卡結(jié)構(gòu)，而是在完成外部認證后直接改寫原有CPU卡的主密鑰文件的CPU卡主控密鑰。常見問題是由于原有主密鑰文件創(chuàng)建時的空間大小不夠，而發(fā)卡程序試圖寫入除CPU卡主控密鑰外還想寫入CPU卡維護密鑰時，勢必造成寫入空間不夠而導(dǎo)致寫入不成功。
3密鑰文件的建立與密鑰值的寫入
為了獨立地管理一張卡上不同應(yīng)用之間的安全問題，CPU卡中的每一個應(yīng)用放在一個單獨的ADF中。各個ADF及其下屬各文件數(shù)據(jù)的訪問（包括改寫、讀取）只能應(yīng)用該ADF下的密鑰文件中的密鑰數(shù)值。為討論方便，此處假設(shè)只有一個ADF。
用戶卡結(jié)構(gòu)中主要存在以下兩個密鑰文件及相應(yīng)的幾個密鑰：
(1)MF下的密鑰文件(簡稱KMF)，其裝載的密鑰是CPU卡主控密鑰(簡稱CCK，以下同)；
(2)ADF下的密鑰文件(簡稱KADF)，其裝載的密鑰有應(yīng)用主控密鑰(簡稱ACK，以下同),應(yīng)用維護密鑰(簡稱AMK)，及其它應(yīng)用密鑰；
(3)其它密鑰，如口令密鑰PIN，口令解鎖密鑰，DES運算密鑰等等。
3.1密鑰文件的創(chuàng)建
各密鑰文件在建立時必須慎重考慮以下兩個要素:
(1)文件大小的分配；
(2)有關(guān)權(quán)限和密鑰使用后的后續(xù)狀態(tài)值的規(guī)定。
密鑰文件的大小分配取決于要裝載的密鑰個數(shù)。每個密鑰均為一條可變長的記錄，每條記錄的長度為密鑰數(shù)據(jù)長度加7。以此可以計算密鑰文件的大小。在發(fā)卡程序設(shè)計過程中，常常會出現(xiàn)因為密鑰文件的大小分配不夠而造成后面的密鑰無法寫入。
密鑰文件建立過程中的有關(guān)權(quán)限和密鑰使用后的后續(xù)狀態(tài)值的規(guī)定一方面起到對密鑰文件本身的安全維護作用，另一方面也將決定對CPU卡操作的流程。顯然這個要素至關(guān)重要。
3.2各密鑰值的寫入
關(guān)于密鑰值的寫入，關(guān)鍵問題是要弄清楚該密鑰要求以何種形式寫入。通常有以下幾種形式：
(1)以明文形式寫入（常見的如口令密鑰PIN的寫入）；
(2)以帶線路保護的形式寫入（要求計算MAC）；
(3)以對密鑰值進行加密后的密文形式寫入（要求計算DES或3DES）；
(4)以對密鑰值進行加密并帶線路保護的形式寫入（要求計算DES＆MAC）。
如果密鑰值的寫入要求加密并帶線路保護，則密鑰值寫入時須對該密鑰值進行DES＆MAC計算后以密文形式寫入（當(dāng)然CPU卡操作系統(tǒng)內(nèi)部會自動將其解釋成明文），帶線路保護的目的是防止密鑰值在寫入的過程中被劫取。如果不要求帶線路保護寫入，可直接以明文方式寫入。
在發(fā)卡程序設(shè)計過程中，尤其要注意CPU卡主控密鑰、應(yīng)用主控密鑰、應(yīng)用維護密鑰及其它密鑰之間的關(guān)系及其寫入要求。
3.2.1CPU卡主控密鑰與應(yīng)用主控密鑰
CPU卡主控密鑰是對整個CPU卡的訪問起控制作用的密鑰，由CPU卡生產(chǎn)商寫入，由發(fā)卡方替換為發(fā)卡方的CPU卡主控密鑰。發(fā)卡程序設(shè)計過程中,在對CPU卡進行任何操作之前,必須使用CPU卡主控密鑰作外部認證,
應(yīng)用主控密鑰是應(yīng)用的控制密鑰，在CPU卡主控密鑰控制下寫入。一般地，發(fā)卡方替換CPU卡的主控密鑰之后，為驗證替換工作正確，再用新的CPU卡主控密鑰作一次外部認證。
