[发明专利]一种新型机读旅行证件访问控制方法

说明书

技术领域

本发明属于智能卡技术领域，涉及一种证件访问控制方法，尤其涉及一种机读旅行证件访问控制方法。

背景技术

机读旅行证件(Machine Readable Travel Documents，MRTDs)是指符合国际民航组织(Inter-national Civil Aviation Organization，ICAO)推荐的DOC9303规范、适用于机读阅读的供国际旅行使用的各种证件，包括护照、鉴证、通行证和身份证等。电子机读旅行证件中芯片操作系统是整个证件的核心，具有电子护照和往来港澳通行证双重应用，承担着存储个人信息、保障安全存取和记录通关信息等功能，可加强出入境管理、加快通关速度、防止证件伪造和变造。电子芯片的增加，使得机读旅行证件具有了传统证件所没有的易受攻击性。恐怖分子可能非法窃取证件芯片中的数据信息、跟踪特定乘客、或者根据芯片的信息判断国籍引爆炸弹等严重恐怖犯罪等，所以机读旅行证件的安全是关系到国家安全的一项系统工程，涉及到多个层面的安全内容，如芯片制造、COS设计、通信协议、PKI体系、生物特征识别、应用安全和管理安全等。攻击者通常都是从最薄弱环节入手，所以每项安全策略的制定都需要从系统的角度综合考虑。确保机读旅行证件的安全对维护国家安全具有非常重要的意义。

发明内容

为了解决以上问题，本发明提供一种新型机读旅行证件访问控制方法，该方法可广泛应用于电子护照和港澳通行证，有效的保护了机读旅行证件的数据安全。

为了实现上述目的，本发明采用一种新型的访问控制模式FAC，具体内容如下：

步骤1：建立基本控制密钥

(1)加密密钥Key_{FAC_ENC}采用密码机生成，并在初始化过程中直接装载到证件中；

(2)MAC(消息认证码)密钥Key_{FAC_MAC}在相互认证时，用参数指定。

步骤2：认证和建立会话密钥

(1)方式1：普通操作时，利用随机数建立会话密钥；

(2)方式2：特殊操作时，利用ATC生成会话密钥。

步骤3：安全消息

按数据是否加密可以分成两种方式，数据加密又可分为CBC和ECB两种方式：

(1)数据加密；

(1.1)CBC模式加密数据，并计算MAC；

(1.2)ECB模式加密数据，并计算MAC；

(2)明文数据，并计算MAC。

进一步地，步骤2中所述的利用随机数建立会话密钥具体包括以下步骤：

步骤一：机具(IFD)向卡(ICC)发送Get Challenge命令；

步骤二：ICC产生随机数RND.ICC，并返回给IFD；

步骤三：IFD完成以下的操作：产生RND.IFD和K.IFD；计算S＝RND.IFD||RND.ICC||K.IFD、E_IFD＝E[K_ENC](S)、M_IFD＝MAC[K_MAC(E_IFD)]；发送相互认证命令(E_IFD||M_IFD作为数据)；

步骤四：ICC完成以下的操作：检查E_IFD的校验值M_IFD；解密E_IFD得到S；从S中提取RND.ICC，检查机具是否返回正确的RND.ICC(与保存的RND.ICC比较)；产生K.ICC；计算R＝RND.ICC||RND.IFD||K.ICC、E_ICC＝E[K_ENC](R)、M_ICC＝MAC[K_MAC](E_ICC)，返回响应(E_ICC||M_ICC)；

步骤五：IFD完成以下的操作：检查E_ICC的校验和M_ICC；解密E_ICC得到R；从R中提取RND.IFD，检查卡是否返回正确的值(与保存的RND.IFD比较)。

完成上述5个步骤之后，机具和卡拥有相同的会话密钥和MAC密钥

进一步地，步骤2中所述的利用ATC生成会话密钥具体包括以下内容：

1.算法描述：

会话密钥分散函数使用16个字节的ICC主密钥MK和两个字节的ATC作为输入，产生16个字节的ICC会话密钥SK。

会话密钥分散函数为每一个ICC应用交易产生一个唯一的会话密钥。为此，会话密钥分散函数生成一个密钥树。这个树用ICC的主密钥作为它的根，在其上存在着众多的中间密钥层。每一个中间密钥由树中其下层的密钥导出。在数的顶端是会话密钥，一个会话密钥对应一个ATC的值。

会话密钥分散函数有两个参数：