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    采用國密非接觸IC卡門禁系統(tǒng)的技術(shù)

    來源:互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)布時間:2011/03/14
     

      門禁系統(tǒng)現(xiàn)狀及存在問題

      門禁系統(tǒng)采用的門禁卡分為兩類:125KHZ的低頻只讀卡、13.56MHZ的高頻讀寫卡。

      125KHZ的低頻只讀卡,與普通磁卡類似,明碼格式,無需要破解,用通用編程器可仿制卡號。早期技術(shù),安全性差。屬于淘汰技術(shù),通常用于安全性要求不高的小區(qū),不適用于涉密單位、高保安場所。

      常用的13.56MHZ的高頻讀寫卡,可以理解為帶口令的U盤,由口令來保護(hù)卡類數(shù)據(jù),安全級別中等,通常用來做為小額電子錢包、身份識別卡。此次被破解的Mifare1卡屬于此類的一種,并且破解方式已公開,因此采用Mifare1門禁系統(tǒng)存在安全隱患!

      此次解密風(fēng)波引起了業(yè)界的思考,新建的門禁系統(tǒng)如何提高安全性呢?已建的采用Mifare1卡門禁系統(tǒng)有什么升級方案嗎?

      非接觸IC卡的種類及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

      在討論如何消除目前的隱患前,我們先總結(jié)一下非接觸IC卡的技術(shù)總體現(xiàn)狀。非接觸IC卡已徹底取代磁卡,成為自動識別卡片的主流。非接觸IC卡按照頻率,可以劃分為四類。如表所示。

      125KHZ的低頻只讀卡,出現(xiàn)在1979年,這些低頻卡的ID號存儲介質(zhì)是EEPROM,具有電擦寫功能,可反復(fù)多次寫入,因此ID號極易偽造,且無相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)。

      超高頻915MHZ、微波卡2.5GHZ是近幾年的新產(chǎn)品,讀卡最大距離達(dá)10m。相關(guān)ISO/IEC18000國際標(biāo)準(zhǔn)沒有最終完成。

      13.56MHZ高頻讀寫卡,比125KHZ的低頻卡傳輸速率快100倍,是應(yīng)用最廣泛的,誕生于1993年,此后不斷發(fā)展,產(chǎn)品線不斷豐富。根據(jù)讀卡距離不同,分為兩個標(biāo)準(zhǔn),ISO/IEC14443標(biāo)準(zhǔn)、ISO/IEC15693。ISO/IEC14443最大距離為10cm,ISO/IEC15693標(biāo)準(zhǔn)非接觸IC卡最大距離為100cm。

      ISO/IEC14443由于問世較早,且由于城市公交的大規(guī)模采用,芯片、讀卡機(jī)具發(fā)展成熟,從而同時成為門禁卡的選型主流。符合ISO/IEC14443的Mifare1卡由于采用偽隨機(jī)數(shù)來用于三重認(rèn)證、48位密鑰長度也過短,導(dǎo)致該卡加密算法被破解。因此新的非接觸IC卡需要在隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生機(jī)理、密鑰長度、加密算法上加以提升。而13.56MHZ通訊頻率、以及ISO/IEC14443的通訊協(xié)議將繼續(xù)被采用。

      支持國家密碼局密碼算法的非接觸式芯片

      Mifare1卡風(fēng)靡全球、各行各業(yè)爭相采用的普及程度是該芯片廠家始料未及的。盡管芯片廠家推出了有關(guān)升級芯片,但由于價格、技術(shù)普及等因素沒有被大部分市場接受。為了保證我國智能卡市場健康有序的發(fā)展,在國家密碼管理局的支持和組織下,早在2007年,我國就開展了我國自主產(chǎn)權(quán)的、專門應(yīng)用于RFID市場的密碼算法研制工作,取得成功。該密碼算法也得到我國眾多集成電路芯片廠商的極力推崇和遵循,成功推出了相關(guān)產(chǎn)品。以華虹集成電路公司產(chǎn)品為例,該公司SHC1112芯片通過了國家密碼管理局的產(chǎn)品認(rèn)證。

      SHC1112卡芯片集成了國家密碼管理局提供的128位密鑰SM7密碼算法,采用該算法來保護(hù)數(shù)據(jù)交換的安全。

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      主要技術(shù)指標(biāo)

      采用ISO/IEC14443TypeA非接觸通訊方式,支持抗沖突協(xié)議

      數(shù)據(jù)通訊速率106Kbps

      4字節(jié)唯一序列號UID

      支持SM7密碼算法

      支持ISO/IECDIS9798-2三次傳送鑒別相互認(rèn)證體制

      EEPROM存貯容量1K字節(jié),劃分為64塊,每塊16字節(jié)

      每個數(shù)據(jù)塊可單獨(dú)設(shè)定訪問權(quán)限,訪問權(quán)限可由用戶定義

      EEPROM數(shù)據(jù)保存時間:大于10年

      EEPROM數(shù)據(jù)擦寫次數(shù):大于10萬次

      天線輸入引腳ESD:4000V(HBM)

      相對于傳統(tǒng)的門禁系統(tǒng)設(shè)計,該設(shè)計主要做了兩點(diǎn)創(chuàng)新:

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      1:發(fā)卡密鑰系統(tǒng)

      國密卡發(fā)卡流程大體可分為三個步驟:(1)卡結(jié)構(gòu)建立;(2)密鑰寫入;(3)個人化處理。

      (1)卡結(jié)構(gòu)建立

      應(yīng)對卡片結(jié)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃,包括主文件、密鑰文件、公共信息基本信息文件、個人基本信息文件、應(yīng)用文件、記錄文件、目錄文件等。

      (2)密鑰寫入

      包括發(fā)卡單位主密鑰、專項(xiàng)應(yīng)用子密鑰、管理性密鑰等。密鑰發(fā)卡中心集中寫入后的初始化卡分發(fā)給各發(fā)卡單位。

      (3)個人化處理

      發(fā)卡單位根據(jù)自己的發(fā)卡單位主密鑰,進(jìn)行本單位個人基本信息文件、應(yīng)用文件裝入,并且表面打印照片、姓名等,這樣完成個人化處理的卡片,就可發(fā)給持卡人。

      2:讀卡器新增SAM卡

      根據(jù)發(fā)卡密鑰系統(tǒng)制作相應(yīng)的SAM卡,由SAM卡完成讀卡器與卡片的信息交換。

      對于新建門禁系統(tǒng)可以直接采用該方案。對已建的門禁系統(tǒng)則需要更換舊讀卡器、舊卡片,門禁軟件需要增加與新的發(fā)卡密鑰系統(tǒng)的接口。門禁控制器原則上可以保留。

      以上采用國密算法的非接觸IC卡門禁系統(tǒng)已成功使用與有關(guān)部委的新建與改造門禁一卡通系統(tǒng)。

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