IC卡門(mén)禁系統中的無(wú)線(xiàn)通信加密技術(shù)
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1門(mén)禁系統簡(jiǎn)介
門(mén)禁,又稱(chēng)出入管理控制系統。是一種管理人員進(jìn)出的數字化管理系統.隨著(zhù)智能化、數字化信息社會(huì )的到來(lái)“,卡”已逐漸深入到了人們生活的方方面面,人們正在一步步地適應著(zhù)卡,也漸漸地離不開(kāi)卡,毫不夸張地說(shuō),人類(lèi)將走向“卡”的世界?？ㄊ菍?shí)現智能化管理和自動(dòng)化管理工作的一種重要手段。
在需要控制人員出入情況的場(chǎng)所,比如人員階段性流動(dòng)的實(shí)驗室,賓館的客房,有特殊需求的保密部門(mén)等等,如果使用卡開(kāi)啟門(mén),代替傳統的出入證和鑰匙,就能使管理工作實(shí)現自動(dòng)化、智能化。不但用者方便,管理者也方便,而且工作效率和安全性都可以大大地提高。下面介紹的環(huán)保型IC卡門(mén)禁系統就是一個(gè)安全、可靠的電子門(mén)鎖系統。使用該系統,可以方便地管理和控制應用場(chǎng)所的人員進(jìn)出情況,驗明出入人員的身份和出入權限。
2無(wú)線(xiàn)通信(感應式)IC卡門(mén)禁系統工作原理
感應式技術(shù),或稱(chēng)作無(wú)線(xiàn)頻率辨識(RFID)技術(shù),是一種在卡片與讀卡裝置之間無(wú)需直接接觸的情況下就可讀取卡上信息的方法。使用感應式讀卡器,不再會(huì )因為接觸磨擦而引起卡片和讀卡設備的磨損,再也無(wú)需將卡塞入孔內或在磁槽內刷卡,卡片只需在讀卡器的讀卡范圍內晃動(dòng)即可。
在感應式技術(shù)應用中,讀卡器不斷通過(guò)其內部的線(xiàn)圈發(fā)出一個(gè)125kHz的電磁場(chǎng),這個(gè)磁場(chǎng)稱(chēng)為“激發(fā)信號”。當一個(gè)感應卡放在讀卡器的讀卡范圍內時(shí),卡內的線(xiàn)圈在“激發(fā)信號”的感應下產(chǎn)生出微弱的電流,作為卡內一個(gè)小集成電路的電源,而該卡內的集成電路存貯有制造時(shí)輸入的唯一的數字瓣識號碼(ID),該號碼從卡中通過(guò)一個(gè)62.5kHz的調制信號傳輸回讀卡器,該信號稱(chēng)為“接收信號”。讀卡器將接收到的無(wú)線(xiàn)信號傳回給控制器,由控制器處理、檢錯和轉換成數字信號,控制器然后把這個(gè)數字瓣識號碼(ID)送給控制器上的微處理器,由它作出通行決策。
3無(wú)線(xiàn)通信IC卡門(mén)禁的加密
射頻IC卡與讀卡機之間是非機械接觸的,所以射頻IC卡特別適用于大流量通過(guò)的門(mén)禁系統。射頻IC卡與讀卡機之間采用無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)進(jìn)行通信,而無(wú)線(xiàn)電波在空間上是開(kāi)放的,很容易被外部截獲,因此普通不含CPU的邏輯加密射頻IC卡抵抗不了最簡(jiǎn)單的密碼攻擊,通信內容很容易被竊取、篡改和假冒復制等,其安全性甚至不如普通邏輯加密的接觸式IC卡。
3.1DES算法加密技術(shù)
DES算法加密技術(shù)選擇了對稱(chēng)密碼體系,大多數對稱(chēng)算法的加／解密密鑰相同,程序設計簡(jiǎn)單可靠,資源開(kāi)銷(xiāo)較公約密碼小,運算速度高。缺點(diǎn)是密鑰分發(fā)、交換和管理的工作量大。管理服務(wù)器里的偽隨機序列發(fā)生器產(chǎn)生長(cháng)56位的密鑰。弱密鑰、半弱密鑰被自動(dòng)剔除。整個(gè)系統中所有卡和讀卡機都編有產(chǎn)品序列號,管理服務(wù)器自動(dòng)給每個(gè)產(chǎn)品序列號配以相應不同的密鑰,制成密鑰表待用,完成密鑰分配。對稱(chēng)密碼體系中的分組密碼算法經(jīng)常用在IC卡上,DES算法雖然老舊,但用匯編語(yǔ)言實(shí)現很方便,因此很多安全性要求不是很強的系統還是優(yōu)先采用它。
DES算法使用時(shí)沒(méi)有任何專(zhuān)利和許可證方面的限制。DES算法加密和解密可用同一個(gè)程序,只要在迭代末尾加個(gè)小變化,因此編程方便簡(jiǎn)單。加強了正確性執行。如果鑒別與被鑒別雙方有一個(gè)沒(méi)有正確執行該協(xié)議,協(xié)議都將終止工作。每一次發(fā)送的數據均有隨機數編入,當發(fā)送相同數據時(shí),每次所傳送的密文不會(huì )重復。抵抗重放攻擊有很好的效果。選一個(gè)好的偽隨機數生成算法,能進(jìn)一步提高安全性。
DES算法最大的弱點(diǎn)是密鑰長(cháng)度過(guò)短,并且超期服役,抵抗窮舉搜索攻擊已逐漸力不從心,若采用三重DES算法可在一定程度上解決這個(gè)問(wèn)題。完整的16輪DES算法抵抗差分分析能力較強,抵抗線(xiàn)性分析能力相對弱一些?？赡苡幸恍┪丛_(kāi)的分析方法對DES算法構成威脅,但破譯DES算法加密的消息需付出一定代價(jià)。
3.2國家密碼局密碼算法
支持國家密碼局密碼算法的非接觸式芯片卡風(fēng)靡全球、各行各業(yè)爭相采用的普及程度是該芯片廠(chǎng)家始料未及的。盡管芯片廠(chǎng)家推出了有關(guān)升級芯片,但由于價(jià)格、技術(shù)普及等因素沒(méi)有被大部分市場(chǎng)接受。為了保證我國智能卡市場(chǎng)健康有序的發(fā)展,在國家密碼管理局的支持和組織下,該密碼算法也得到我國眾多集成電路芯片廠(chǎng)商的極力推崇和遵循,成功推出了相關(guān)產(chǎn)品。
國密卡發(fā)卡流程大體可分為三個(gè)步驟:卡結構建立;密鑰寫(xiě)入;個(gè)人化處理。應對卡片結構進(jìn)行統一規劃,包括主文件、密鑰文件、公共信息基本信息文件、個(gè)人基本信息文件、應用文件、記錄文件、目錄文件等。密鑰寫(xiě)入包括發(fā)卡單位主密鑰、專(zhuān)項應用子密鑰、管理性密鑰等。密鑰發(fā)卡中心集中寫(xiě)入后的初始化卡分發(fā)給各發(fā)卡單位。發(fā)卡單位根據自己的發(fā)卡單位主密鑰,進(jìn)行本單位個(gè)人基本信息文件、應用文件裝入,并且表面打印照片、姓名等,這樣完成個(gè)人化處理的卡片,就可發(fā)給持卡人。最后,采用國密算法的非接觸IC卡門(mén)禁系統已成功使用與有關(guān)部委的新建與改造門(mén)禁一卡通系統。
結語(yǔ)
總之,射頻智能IC卡門(mén)禁系統的工作模式、系統大小、安全性、可靠性、系統成本等因素經(jīng)常是相互矛盾的。用一種所謂標準系統模式來(lái)滿(mǎn)足實(shí)際中所有要求是不現實(shí)的,唯有權衡利弊,根據具體情況來(lái)選取方案,才能設計出實(shí)用系統。
隨著(zhù)感應卡技術(shù)、生物識別技術(shù)的發(fā)展,IC卡智能門(mén)禁及網(wǎng)絡(luò )化管理系統是智能微系統、數據庫、網(wǎng)絡(luò )通信等諸領(lǐng)域技術(shù)的集成,它能使不同地點(diǎn)的操作者可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )實(shí)現人員、物品管理,并實(shí)現遠程監控和報警。
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