你知道如何成功實施非接觸CPU卡項目嗎？

文章出處：http://5052h112.com 作者：中國一卡通網 人氣： 發表時間：2010年01月20日

隨著非接觸IC卡技術在國內的逐步推廣，非接觸應用以其快捷方便的操作方式，開始逐步替代傳統現金的支付方式，成為公共交通、城市通卡建設的首選技術。

目前，據統計，全國已經約有170多個大中城市都推出了城市一卡通項目，發卡量已超過1.5億多張。在這些項目當中，大約95%以上使用的都是非接觸邏輯加密卡，比如最為著名的Philips公司（現NXP）的Mifare 1卡片。早期，由于這種產品價格低廉，交易流程、系統價格均較為簡單，從而受到了許多用戶的青睞，對非接觸IC卡的大規模市場應用推廣也起到了功不可沒的作用。

但是，隨著非接觸邏輯加密卡的不斷應用以及市場上出現的對一卡多用的需求，非接觸邏輯加密卡技術的不足之處也顯示出它難以滿足更高的安全性和更復雜的多應用的需求。為此，出于安全、互聯互通等各方面的考慮，建設部從07年開始倡導和組織了關于《建設事業非接觸式CPU卡芯片技術要求》以及《建設事業非接觸式CPU卡COS技術要求》的編寫制定工作，并在昆山、上海、合肥、江陰等地開始了第一批試點工作。因此，不難想象，隨著今后建設部城市互聯互通工作的進一步展開，比如許多現在新上的項目都已經開始應用非接觸CPU卡，非接觸CPU卡技術勢必將會成為一種主流技術，從而在技術上實現對非接觸邏輯加密卡的更新換代。

因此，本文將對如何成功實施非接觸CPU卡項目，以及它與邏輯加密卡的不同之處做一簡單對比陳述，主要涉及密鑰管理、交易流程、PSAM卡、卡片個人化等各方面，并針對卡片與機具的兼容性、多應用的擴展、安全性與交易速度的權衡等問題進行簡單說明。

一、系統架構的變化改造

非接觸CPU卡與非接觸邏輯加密卡相比，擁有獨立的CPU處理器和芯片操作系統，所以可以更靈活的支持各種不同的應用需求，更安全的設計交易流程。但同時，與非接觸邏輯加密卡系統相比，非接觸CPU卡的系統顯得更為復雜，需要進行更多的系統改造，比如密鑰管理、交易流程、PSAM卡以及卡片個人化等。

1.1 密鑰管理和認證機制

眾所周知，密鑰管理系統（Key Management System），也簡稱KMS，是IC卡項目安全的核心。如何進行密鑰的安全管理，貫穿著IC卡應用的整個生命周期。

非接觸邏輯加密卡的安全認證依賴于每個扇區獨立的KEYA和KEYB的校驗，可以通過扇區控制字對KEYA和KEYB的不同安全組合，實現對扇區數據的讀寫安全控制。

由于KEYA和KEYB的校驗機制，只能解決卡片對終端的認證，而無法解決終端對卡片的認證，即我們俗稱的“偽卡”的風險，所以通常在采用非接觸邏輯加密卡的時候，還會使用卡片認證碼的機制。

而非接觸CPU卡可以通過內外部認證的機制，以及象建設部定義的電子錢包的交易流程，可靠地滿足不同的業務流程對高安全和密鑰管理的需求。對電子錢包圈存可以使用圈存密鑰，消費可以使用消費密鑰，清算可以使用TAC密鑰，更新數據可以使用卡片應用維護密鑰，卡片個人化過程中可以使用卡片傳輸密鑰、卡片主控密鑰、應用主控密鑰等，真正做到一鑰一用。

實施非接觸CPU卡項目，可以使用密鑰版本的機制，即對于不同批次的用戶卡，使用不同版本的密鑰在系統中并存使用，達到密鑰到期自然淘汰過渡的目的，逐步更替系統中所使用的密鑰，防止系統長期使用帶來的安全風險。

實施非接觸CPU卡項目，還可以使用密鑰索引的機制，即對于發行的用戶卡，同時支持多組索引的密鑰，假如當前使用的密鑰被泄漏或存在安全隱患的時候，系統可以緊急激活另一組索引的密鑰，而不用回收和更換用戶手上的卡片。

因此，要成功實施非接觸CPU卡項目，需要一個完善的密鑰管理系統，能支持多種不同用途的密鑰，并支持密鑰版本和密鑰索引的機制。

1.2交易流程

非接觸邏輯加密卡的交易流程比較簡單，通過認證K E Y A或者KEYB，達到操作安全權限，就可以直接進行交易操作，增加或者減少錢包金額。非接觸CPU卡的交易分為圈存交易和消費交易等，不同的交易類型，擁有不同的交易流程和安全機制。在非接觸CPU卡的交易中，交易數據與交易過程中的相互認證緊緊結合在了一起，使得交易更加安全和嚴謹。同時，非接觸CPU卡也通過卡內自增的交易流水號以及卡片計算的交易TAC碼保證了交易的唯一性和可追蹤性。

1.3 PSAM卡

在非接觸邏輯加密卡的系統中，PSAM卡主要使用卡片認證密鑰和各扇區的KEYA、KEYB密鑰來產生非接觸邏輯加密卡操作所需要的各扇區的KEYA和KEYB認證碼，交易信息不直接參與運算。

而在非接觸CPU卡系統中，PSAM卡通常用來計算和校驗消費交易過程中出現的MAC碼，同時在計算的過程中，交易時間、交易金額、交易類型等交易信息也都參與運算，使得交易更安全更可靠。某些情況下，非接觸CPU卡系統中的PSAM卡還可以用來支持安全報文更新數據時MAC的計算，以及交易TAC的驗證。因此，與非接觸邏輯加密卡系統相比，非接觸CPU卡系統中的PSAM卡支持更廣泛的功能，也更為靈活、安全和復雜。通常非接觸CPU卡系統的PSAM卡還支持不同的密鑰版本。

1.4卡片個人化

非接觸邏輯加密卡的個人化比較簡單，主要包括數據和各扇區KEYA、KEYB的更新，期間所有敏感數據包括KEYA和KEYB都是直接以明文的形式更新。而非接觸CPU卡的個人化通常可以分為卡片洗卡和卡片個人化兩個獨立的流程，前者創建卡片文件結構，后者更新個人化數據，并注入相應的密鑰。在信息更新和密鑰注入的過程中，通常都采用安全報文的方式，保證數據和密鑰更新的正確性和安全性。而且密鑰注入的次序和相互保護的依存關系，也充分體現了密鑰的安全設計，比如卡片主控密鑰通常被用來保護導入應用主控密鑰，應用主控密鑰通常被用來保護導入其它應用密鑰，比如消費密鑰等。因此，要成功實施非接觸CPU卡項目，必須和密鑰管理系統配合，建立一套安全和完善的卡片個人化系統，并配備相應的HSM硬件加密機或者密鑰母卡，來實現個人化流程中密鑰的安全存儲和運算。

二、項目實施中注意事項

在非接觸CPU卡的推廣過程中，還有一些需要特別注意和著重解決的問題。

2.1 卡片與機具的兼容性測試

首當其沖的是卡片與機具的兼容性問題。雖然ISO和眾多規范已經定義了非接觸CPU卡和機具終端之間的電氣特性和數據協議，但是到目前為止國內眾多的非接觸CPU卡項目的實施經驗，無不顯示出卡片與機具的兼容性是一個不容忽視的問題。同一種機具，可能會無法支持不同卡商的卡片；同一個卡商的卡片，可能在這個機具上能正常交易，在另一個機具上就無法使用。甚至，同一張卡片，和同一個機具，做某一種交易能成功，做另一種交易就失敗。究其原因，這里面有不同的卡片和機具提供商對規范的不同理解，也有一些是屬于項目實施過程中的歷史技術原因。
因此，要成功實施非接觸CPU卡項目，大量的深入的全面的現場測試，是克服卡片和機具兼容性問題的不二法門。

2.2 多應用擴展和開放平臺

采用非接觸CPU卡的一個很重要的原因就是非接觸CPU卡可以很好的支持多應用擴展，自定義不同的應用交易流程。在多應用擴展的設計階段，如何盡量符合已有的規范，更開放地適應不同供應商，是非接觸CPU卡項目能否長期順利的推廣的重要保障。封閉式的系統，歷史已經證明，都往往是短命的，不成功的，無法大范圍推廣的失敗者，這里面既涉及未來供應商的非充分競爭，也影響了供應商對相應產品開發和投入的長期信心。

2.3 安全性與交易速度的權衡

安全性和交易速度，是非接觸CPU卡項目中老生常談的兩個問題，也幾乎是每個非接觸CPU卡項目不得不面對的問題。快捷的交易速度，是采用非接觸IC卡技術的一個重要原因。但是，片面追求交易速度，甚至以犧牲安全性為代價，又是一個得不償失的做法。因為，沒有可靠的安全性，也就失去了采用IC卡技術尤其是非接觸CPU卡技術的意義。而同時，安全性往往又必然要消耗一定的交易時間，降低了交易的速度。因此，對于安全性和交易速度這一對矛盾體，需要系統的設計者，根據實際的業務需要，好好的權衡和把握，找到兩者的平衡點。

在考慮安全性和交易速度的同時，尤其在進行交易速度優化之后，特別需要進行全面的流程測試和異常交易測試，確保交易速度優化不會造成不同交易各個階段的影響，甚至產生安全漏洞。這方面的教訓，是有很多的。

綜上所述，要實施非接觸CPU卡項目，多方面的考慮系統的實際需求和各種因素，充分做好系統改造的技術認證和規劃設計，切實研究實施過程中的諸多技術問題，是項目成功實施的重要前提和保障。