ARM7 智能卡的動(dòng)態(tài)口令終端研究與實(shí)現

　　3 動(dòng)態(tài)口令實(shí)現

　　3.1 動(dòng)態(tài)口令實(shí)現流程

　　基于ARM7智能卡的動(dòng)態(tài)口令認證系統終端采用雙因素認證方式，首先獲取動(dòng)態(tài)口令具有PIN碼保護，用戶(hù)需要輸入正確的PIN碼，才能產(chǎn)生動(dòng)態(tài)口令。利用手機STK菜單功能，使用Get Input命令輸入數字PIN碼。用戶(hù)除了輸入正確的PIN碼之外，還要求與認證服務(wù)器的計數器實(shí)現同步才能得到正確的操作口令。

　　動(dòng)態(tài)口令的實(shí)現過(guò)程包括開(kāi)通服務(wù)、數據同步及獲取口令等。開(kāi)通服務(wù)主要包括密鑰分散以及數據加密兩部分，智能卡和認證服務(wù)器都預先存儲10 組相同的主密鑰。在開(kāi)通時(shí)智能卡利用隨機生成的密鑰索引（簡(jiǎn)稱(chēng)KID）選取其中的一組（16 字節），采用PBOC 算法進(jìn)行密鑰分散后得到用于數據加密的會(huì )話(huà)密鑰KC，然后使用KC 對卡號和隨機生成的口令加密密鑰（deskey）經(jīng)過(guò)三重數據加密標準算法（簡(jiǎn)稱(chēng)3DES）加密，再將加密結果連同密鑰索引一起以數據短信息的形式上行給認證服務(wù)器，認證服務(wù)器接收到數據后，利用密鑰索引取出相同的主密鑰，同樣對主密鑰進(jìn)行PBOC 密鑰分散得到解密密鑰KC，再用KC 解出對應智能卡的ICCID 及deskey，并同時(shí)將同步計數器清零，實(shí)現了與卡端的同步。數據同步主要用于防止智能卡計數器與認證服務(wù)器計數器出現異常時(shí)能夠重新獲取同步信息的操作。

　　獲取口令過(guò)程主要包括三部分，首先使用智能卡內部與認證服務(wù)器隨機生成的deskey 對卡片序列號（簡(jiǎn)稱(chēng)ICCID）和計數器Counter 進(jìn)行加密，然后對加密結果進(jìn)行SHA1-HASH 處理得到20 字節密文，最后對HASH 結果進(jìn)行數字化。其實(shí)現流程如下圖（3）所示：

　　其中數字化是從 HASH 結果的20 字節（160bit）數據中動(dòng)態(tài)取出4 字節的數據，把該4 字節數據轉換為8 位十進(jìn)制數字。

　　3.2 動(dòng)態(tài)口令STK 菜單實(shí)現

　　用戶(hù)識別應用發(fā)展工具 SIM TOOL KIT（簡(jiǎn)稱(chēng)STK）是在原SIM 卡被動(dòng)式的操作系統上，衍生出的SIM 卡交互式操作系統。其原理就是通過(guò)手機SIM 卡接口，為手機的用戶(hù)接口（簡(jiǎn)稱(chēng)UI）提供符合GSM11.14 規范的字節流，手機UI 把這些字節流解析成能夠識別的菜單元素，從而構建一個(gè)跟手機菜單系統一致的應用菜單。這個(gè)應用菜單跟手機菜單是有區別的，用戶(hù)選擇菜單后，手機把這個(gè)信息直接傳遞給ARM7 智能卡，而不是手機的操作系統。動(dòng)態(tài)口令的輸出采用STK 菜單方式在手機屏幕上進(jìn)行顯示，為了實(shí)現STK 操作流程，需要將動(dòng)態(tài)口令加密算法封裝成字節碼（Byte Code）形式在智能卡操作系統內部進(jìn)行運算，最終采用STK 的display 命令在手機終端將結果顯示出來(lái)。在具體STK 菜單設計過(guò)程中，采用了自行設計的《手機STK 功能仿真器》工具對動(dòng)態(tài)口令的STK 菜單進(jìn)行了仿真測試，動(dòng)態(tài)口令的 STK 菜單在手機上實(shí)現效果圖如下圖（4）所示：

　　在ARM7智能卡內部使用STK菜單方式實(shí)現動(dòng)態(tài)口令令牌功能，口令由智能卡內部生成，通過(guò)手機屏幕以STK菜單形式顯示出來(lái)?？诹顒?dòng)態(tài)生成，隨時(shí)間或者次數變化而變化，具有不可預測性?？诹钌芷诙?，一次有效，既可以克服靜態(tài)口令重復使用容易泄漏的弱點(diǎn)，有效抵御密碼竊取和重播攻擊行為，又具有友好的菜單操作界面。由于用戶(hù)口令更新階段是在手機終端完成的，因此也可以防止拒絕服務(wù)攻擊及口令猜測攻擊等行為。

　　4 結論

　　本文利用手機終端STK 功能擴展技術(shù)，使用ARM7 智能卡硬件平臺實(shí)現動(dòng)態(tài)口令客戶(hù)端STK 菜單設計，解決了動(dòng)態(tài)口令終端USIM 卡或PIM 卡需更換用戶(hù)SIM 卡或因刮刮卡、令牌因終端成本高帶來(lái)的不足；利用智能卡內部的硬件加密算法及STK 菜單提供的友好界面，很好地解決了動(dòng)態(tài)口令信息交換的安全與數據加密問(wèn)題。本文設計實(shí)現的動(dòng)態(tài)口令終端系統將在各網(wǎng)絡(luò )平臺中應用推廣，屆時(shí)將會(huì )在越來(lái)越多的商業(yè)場(chǎng)合得到廣泛應用。預計5年內整個(gè)項目手機用戶(hù)使用的帶動(dòng)態(tài)口令功能的ARM7 智能卡片可達100 多萬(wàn)片，產(chǎn)生經(jīng)濟效益可達1500 多萬(wàn)元。