第1章 密碼機在城市一卡通項目中的重要性

    隨著IC應用的迅猛發展，IC卡已經由原來的公交應用逐漸拓展到小額消費、自來水、燃氣、供熱等公用事業繳費、數字社區中門禁、停車場的管理等多應用領域，各地單一的公交IC卡應用發展成為城市一卡通已是必然趨勢。

    在城市一卡通項目中，由于應用的不斷增加，原有數據驗證的方式已經不能完全滿足快速發展的需要，如何快速且又準確的判斷出交易的合法性，成為各城市一卡通運營機構較為頭痛的問題。密碼機的使用就可以解決這一問題，并將我們重新帶入了新的應用領域，使城市一卡通項目提升了一個更高的安全級別。

    密碼機的應用主要體現在如下幾個方面：

    1、交易驗證與卡片初始化

    相比于以前的采用交易驗證（TAC）主密鑰卡的方式，密碼機的引入優勢在于：
    1) 支持多進程連接，并發能力強，交易驗證速度快；
    2) 穩定性高；
    3) 支持多重方式的交互，可移植性強；
    4) 密碼機管理方便，安全強度高。

    2、卡片充值

    相比以前的采用ISAM卡的方式，密碼機的引入優勢在于：充值終端如未實現與密碼機的安全連接，將不能完成對卡片充值流程，安全強度高。但此模式對網絡的依賴度較高，不過在目前通訊方式飛速發展的情況下，此問題將被弱化。

    通過對密碼機引入后的優勢分析，我們可以看到，雖然在城市一卡通的建設成本有所增加，但是在應用中引入密碼機后，可以提升整個項目的安全性與穩定性，工作效率也會得到很大提高。因此，在整個城市一卡通項目中使用密碼機是完全必要的，也是十分重要的。

    第2章 密鑰基本知識

    密碼：是通信雙方按約定的法則進行信息特殊變換的一種重要保密手段。
    算法：是指完成一個任務準確而完整的描述，在密碼學中就是進行明密變換的法則。
    密鑰：控制加解密轉換操作的符號序列。
    密文：不可理解的文字或信號。
    明文：可理解的文字或信號。
    加解密：雙方按照約定的算法，根據密鑰（指示變換的參數）將變明文為密文，稱為加密變換；變密文為明文，稱為解密變換。

    第3章 密鑰管理系統

    密鑰是IC卡安全的保證，因此密鑰的安全管理是最基本也是最核心的功能。因此對密鑰的產生和傳輸兩個過程，要保證相當高的安全性。

    從基本功能上來看，密鑰管理系統是比較簡單和清晰的，它的主要作用就是完成密鑰的產生和密鑰的傳遞這兩類功能。

    第4章 密鑰管理系統—密鑰傳輸

    在密鑰管理中，涉及最多的操作就是密鑰的傳遞。在多級的密鑰管理體系中，密鑰需要在各級之間進行分散傳遞，最后傳遞到用戶卡中。在基于對稱密碼體系的安全系統中需要數據傳遞雙方擁有相同的加密密鑰，這樣才能保證數據的安全傳輸。

    密鑰載體A由導出密鑰對被傳遞的工作密鑰進行加密，并把密文送入密鑰載體B；在密鑰載體B，由導入密鑰對密文進行解密，將明文的密鑰記錄存如工作密鑰區中。這樣能夠確保密鑰在傳遞過程中不被泄露。從密鑰載體A導出某個密鑰時所使用的導出密鑰必須和密鑰載體B導入該密鑰時所使用的導入密鑰相同。

    在密鑰管理中，最可能出現安全問題的環節就是建立密鑰之間的安全通道，以及新密鑰的生成，因為，這些操作都有可能將密鑰以某中形式的明文暴露出來。前面已經我們討論過系統的安全性問題，我們的結論是不存在絕對安全的系統或策略，我們的目標是將系統的安全漏洞限制在最小的范圍內，并且使安全漏洞的風險最低，維護系統安全的代價最小。根據這一基本出發點，在多級密鑰管理系統中需要對各級管理中心加強管理，這是比較容易做到的。實際上，在密鑰管理中還可以采用一些輔助的手段和方法來加強對系統的安全漏洞的保護。

    第5章 密鑰管理系統—密鑰生成

    在密鑰管理系統中，我們將專門用于密鑰管理的智能卡稱為密鑰卡。

    密鑰卡中新密鑰的產生主要有兩類方式，即直接在密鑰卡中產生新密鑰、在其它安全設備中產生新密鑰然后裝載到密鑰卡中。產生新密鑰的數據可以是碼單、密鑰種子等形式。碼單實際上是密鑰種子的一種形式，它將種子數據分成幾部分，分別由不同的人控制，這樣可以提高系統的安全性。

    直接在密鑰卡中產生新密鑰：這種方式比較簡單實用，它直接將碼單作為“生成密鑰”命令的輸入數據來完成該操作。

    在其它安全設備中產生新密鑰：在基于對稱密碼體系的密鑰管理系統中，只要安全設備和目標密鑰卡中有相同的加密密鑰，就可以確保在密鑰的裝載過程中密鑰不被泄露。

    在產生新密鑰的過程中，最主要的安全問題是對原始生成數據的保護問題。可能采取的措施是將原始生成數據分成幾部分，分別由不同的人員來保管。原始生成數據的泄露會影響到整個系統的安全。

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