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IC卡的安全性技术及其数字签名技术分析

来源:中国一卡通网  作者:杨风暴 刘 星  发布时间:2010-04-13 16:53:00  字体:[ ]

关键字:数字签名  安全性技术  IC卡技术  同磁卡  

摘   要:IC卡技术是金卡工程的主导技术,同磁卡等其它卡片相比,其具有较高的安全性。对IC卡的安全性技术进行了分析,着重探讨了IC 卡安全性技术的主要研究方向之一———数字签名技术。


    2. 1  数字签名的概念及特性

    从前面的认证技术可以看出,认证技术对于非法读写、更改具有重要的防止作用。严格讲来,已认证后的双方可以进行通信,但IC 卡不能证明对方是否规定的装置发送地。比如甲、乙认证后,甲可以对乙读写,可是甲并未对乙读写,却有一个非法信号使乙内信息发生变化,而乙这时仍认为是甲的操作。当然问题不仅如此。因而,人们想到了现实生活中的签名行为,将
签名的特点引入安全性技术,从而产生了数字签名技术。 

    数字签名是指相当于现实生活中签名的、不可伪造的、用于证明消息发送端的比特序列。它有三个特性:第三者不能伪造、接受端不能伪造、发送端不能否认本身发送的事实。由此可以看出数字签名技术的安全性和防伪性是其它安全性技术不可企求的。 

    2. 2  采用公钥体制的数字签名技术 

    公钥体制是由Diffie 和Hellman 于1976 年提出来的允许公开加密密钥的一种体制。发送端利用公钥对消息加密,接受端利用私钥进行解密。这里的公钥是指公开的加密解密方法;私钥是指保密的不公开的加密解密方法。数字签名技术与公钥体制相反,利用私钥签名,利用公钥将签名信息还原。过程如下:

    发方A 用私钥Ksa 对信息M 进行签名:
    N = Ksa ( M )
    收方B 利用公钥Kg 将签名信息还原
    M = Kg ( N )
    A 用私钥加密后形成的签名,任何其它人都无法产生或篡改,且发方也无法否认。若第三者进行更改,因无Ksa 而无法为篡改的信息签名,这样篡改后的信息便没有了法律效力。 

    这里有一个问题,签名信息Ksa ( M ) 在传输中无密可保,任何人可用公钥Kg 对其还原。为此可以对Ksa ( M ) 进行加密后传输。这样,加密和签名组合来就更安全了,见图6 。 

 采用公钥体制的数字签名
图6  采用公钥体制的数字签名

    其中Ksa :用户A 的私钥
    Kga :用户A 的公钥
    Ksb :用户B 的私钥
    Kgb :用户B 的公钥
    发方A 用Ksa 对信息签名得
  N’= Ksa ( M )
    发方A 用B 的公钥Kgb 对签名N ’加密
  N = Kgb ( N ’)
    收方B 用Ksb 对加密后的签名解密
  N’= Ksb ( N )
    收方B 用A 的公钥Kga 将签名信息还原
  M = Kga ( N’) 

    上面的数字签名过程仍有缺陷:如当B 方收到A方传送的指令报文并用Ksb 解密得Ksa ( M ) ,再用C方的公钥加密得Kgc ( Ksa ( M ) ) 发送给C 方,这样C误认为是A 给它下了指令,即B 冒充了A 将指令发 送给C 。若将Ksa 与Kgb , Ksb 与Kga 的顺序各自互换便可弥补这个缺陷。 

    3  结束语 

    IC 卡的安全性技术对用户来讲主要是软件安全性技术,软件安全性技术的核心是信息的加密解密技术。研究IC 卡的安全性主要从IC 卡本身与其终端的相互认证、IC 卡与终端通信的加密解密技术、数字签名技术等三方面进行。由于采用公钥体制的算法还不多,数字签名技术受到公钥算法的影响。

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