金融ic卡密钥管理系统设计方案

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1、金融IC卡密钥管理系统设计方案设计目标在人民银行统一组织，有各商业银行参加的金融IC卡联合试点中，各级银行对IC卡密钥的安全控制和管理，是整个应用系统安全的关键。《金融IC卡密钥管理系统设计方案》遵循《中国金融集成电路（IC）卡规范（v1.0）》和《银行IC卡联合试点技术方案》，方便各成员银行自主发卡，实现读卡机具共享，完成异地跨行交易。本设计方案实现以下几条设计目标：1．密钥管理系统采用3DES加密算法，采用全国密钥管理总中心、二级密钥管理中心（如商业银行总行）和成员银行中心三级管理体制，实现公共

2、主密钥的安全共享；2．在充分保证密钥安全性的基础上，支持IC卡联合试点密钥的生成、注入、导出、备份、恢复、更新、服务等功能，实现密钥的安全管理；3．密钥受到严格的权限控制，不同机构或人员对不同密钥的读、写、更新、使用等操作具有不同的权限；4．用户可根据实际使用的需要，选择密钥管理系统不同的配置和不同功能；5．密钥服务一般以硬件加密机的形式提供，也可采用密钥卡的形式；6．密钥存储以密钥卡或硬件加密机的形式，而密钥备份可以采用密钥卡或密码信封的形式。一．安全机制1．安全体系结构在金融IC卡联合试点中，各

3、级密钥管理中心利用密钥管理系统来实现密钥的安全管理。密钥管理系统采用3DES加密算法，采用全国密钥管理总中心、二级密钥管理中心（如商业银行总行）、成员银行中心三级管理体制，安全共享公共主密钥的，实现卡片互通、机具共享。密钥管理系统是整个应用系统安全的关键，图2-1是密钥管理系统在发卡行的一个典型应用案例，显示了密钥管理系统为卡务系统、主机系统、终端系统提供统一的密钥服务。整个安全体系结构主要包括两类密钥：1．全国通用的消费/取现密钥（在一级机构为GMPK、二级机构为BMPK、三级机构为MPK、用户卡

4、为DPK）；1．成员行的其他主密钥（如MLK、MULK、MTK、MPUK、PRPK、MUK、MAMK等）；系统对这两类密钥采用不同的处理策略，如图2-2所示：GMPK是全国通用消费主密钥，只能由全国密钥管理总中心产生和控制，并直接装载到的PSAM卡中（称为PSAM卡的一次发卡），另一方面，GMPK用二级机构的标识进行分散后得到二级机构的消费密钥BMPK，并传递到该二级机构的密钥管理中心；二级机构收到BMPK后，将BMPK用三级机构（成员行）标识进行分散，得到MPK，并传递到三级机构的密钥管理中心；三

5、级机构收到MPK后，在用户卡的发卡过程中，将MPK用用户卡的应用序列号分散（ASN）得到DPK，并装载到用户卡中。这样，任何一张用户卡中的DPK都有相同的根密钥--GMPK，在消费时，PSAM卡中的GMPK就可以对任何一张用户卡中的DPK进行相互认证，完成消费过程，实现卡片互通、机具共享。成员行的其他主密钥（如MLK、MULK、MTK、MPUK、MRPK、MUK、MAMK等），由于这些密钥不涉及到跨行使用的问题，因此由成员行自行产生和管理。这些密钥在用户卡的发卡过程中，将通过用户卡的应用序列号分散得

6、到各子密钥，并装载到用户卡中；另外其中的一些密钥还会被直接装载到PSAM卡中（称为PSAM卡的二次发卡）。金融IC卡密钥管理系统安全地实现上述所有联合试点密钥的生成、注入、导出、备份、恢复、更新、服务等功能。密钥管理可以采用密钥母卡或密钥管理加密机来实现。本方案主要采用密钥母卡实现密钥的安全管理。方案采用以下设计提高密钥母卡中密钥的安全性：1．密钥的生成可采用多种方式，但无论哪种方式，生成密钥所需的码单都有两份，并进行分别保管；2．所有的密钥母卡必须与至少一张其他的母卡配合才能使用；3．除传输密钥的

7、约定外，所有的密钥的变换和转移都以密文进行；4．严格设置母卡中密钥的属性，不同机构或人员对不同密钥的读、写、更新、使用等操作具有不同的权限；5．每张母卡都有PIN进行保护，PIN校验多次失败后，卡片将被锁定；6．每张卡片制作信息（制作时间、接受机构等）都在数据库中进行记录，提供安全审计功能；为了降低密钥泄露造成的风险，消费密钥（GMPK/BMPK/MPK）有多个版本和多个索引（联合试点采用5个版本、5个索引共25个消费密钥）；并且在PSAM卡中存放一个索引所对应的多个版本的消费密钥，在用户卡中存放一

8、个版本所对应得多个索引的消费密钥；在消费时，取PSAM卡和用户卡中共有的密钥进行相互的认证和消费；如下图所示：当图中所示的版本3索引4的消费密钥泄露时，可以将所有索引为4的PSAM卡销毁，替换成其他索引的PSAM卡，这样，该泄露的密钥不会在消费中再次使用，保证了交易的安全；由于只更换了少量的PSAM卡，大量的用户卡不用作任何变动，从而降低了密钥泄露所导致的风险。为了确定消费时所用密钥的版本和索引，需要知道PSAM卡中密钥的索引和用户卡中密钥的版本，这些信息都保存在PS