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非接觸智能卡芯片MIFARE Plus安全性探討

文章出處:http://m.botanicstilllife.com 作者: 人氣: 發(fā)表時間:2012年02月19日

[文章內(nèi)容簡介]:本文介紹了新一代的非接觸智能卡芯片MIFAREPlus,包含其優(yōu)勢、安全性、系統(tǒng)升級的方法等。

    作者姓名:暢江
    職務(wù):技術(shù)經(jīng)理
    工作單位:恩智浦半導(dǎo)體(上海)有限公司
    通訊地址:上海市閘北區(qū)天目西路218號 嘉里不夜城第一座34樓
    郵政編碼:200070
    聯(lián)系方式:+8621 2205 2617
    E-mial地址:Steven.CJ.Chang@NXP.COM

    引言:眾所周知,在過去的十年中,MIFARE Classic在全球被廣泛的應(yīng)用,已經(jīng)成為非接觸式智能卡的一個隱性“標準”。近日,恩智浦半導(dǎo)體宣布將推出新一代的非接觸式智能卡芯片,MIFARE Plus。對于價格敏感的公交自動付費和門禁系統(tǒng),MIFARE Plus無疑在安全和性能方面具有突破性的意義。相對于MIFARE Classic, MIFARE Plus有更高級別的安全性,并且兼容未來用于移動支付的新技術(shù)NFC.

    MIFARE Plus 向下兼容,可以從已經(jīng)使用的MIFARE Classic系統(tǒng)無縫升級。系統(tǒng)升級以后,運營商可以很容易將卡片安全級別提高,而不用去重新發(fā)卡。

    更高的安全性是MIFARE Plus的核心優(yōu)勢。它采用128位密鑰長度的AES算法進行認證和加密。同時,MIFARE Plus在架構(gòu)上還包含了其他一系列的安全特征,例如,MIFARE Plus同時使用隨機卡序列號(RIDs)和7字節(jié)全球唯一序列號(UIDs),可以用來保護使用者的信息,防止被其他人竊聽。

    一.MIFARE Plus在NXP 目前的產(chǎn)品平臺里,處于MIFARE Classic和MIFARE DESFire中間。

    MIFARE 產(chǎn)品類型


MIFARE 產(chǎn)品類型     應(yīng)用MIFARE Plus, 對于公交運營商的好處

    對于已經(jīng)應(yīng)用非接觸式的系統(tǒng)運營上來說,MIFARE Plus通過了安全認證EAL 4+。從目前已運行的MIFARE Classic系統(tǒng)遷移到MIFARE Plus比較簡單,可以分為一系列的步驟。

    主要優(yōu)勢:

    - 從MIFARE Classic升級非常方便。
    - 和MIFARE Classic 在存儲結(jié)構(gòu),指令集向下兼容。
    - 已發(fā)行卡片完美的安全等級升級(不需要召回或重新發(fā)卡)
    - MIFARE Plus可以用AES 算法對卡片認證和數(shù)據(jù)通信加密,保證數(shù)據(jù)完整和隱私安全。AES是繼DES算法以后最好的對稱算法。
    - 通過更大的指令集提高卡片的性能和安全性。
    - 通過新的驗證流程提高用戶數(shù)據(jù)的保密性。

    二.MIFARE Plus和MIFARE DESFire 的比較

    MIFARE Plus 是最新的主流非接觸智能卡芯片,其主要特性如下:

    - 和MIFARE Classic 兼容的固定數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)
    - 數(shù)據(jù)通信和認證采用標準化的加密算法(AES)
    - 適用于安全性要求較高的中低端市場
    - 緊湊的數(shù)據(jù)存儲模式

    DESFire中高端非接觸智能卡芯片,其特征如下:

    - 更快的交易速度
    - 更大的可用空間(最大8k)
    - 認證和通信加密可以用標準的DES或者AES算法
    - DESFire符合國際標準(3DES, AES加密算法),ISO14443-4
    - 靈活的數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)(可以自由定義文件大小)
    - 更高級別的靈活性(強大的指令集,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),不同的加密配置)
    - 在公共交通收費系統(tǒng)中,與其他符合ISO14443-4協(xié)議的CPU卡相比,具有良好的性價比。

    三.MIFARE Plus 的安全等級

    1.MIFARE Plus 級別0
    級別0是產(chǎn)品初始化配置,公共交通AFC運營商必須根據(jù)后臺系統(tǒng)安全性要求進行更改,而且應(yīng)該包括卡片黑名單管理,以及應(yīng)用加密算法通過UID對數(shù)據(jù)信息加密(和MIFARE Classic一樣的處理)。

    2.MIFARE Plus 級別1
    完全兼容MIFARE Classic(符合ISO14443 -3協(xié)議,2k或4k字節(jié)容量)。系統(tǒng)運營商應(yīng)當(dāng)注意級別1和級別0具有相同的安全級別,客戶可以通過應(yīng)用SAM模塊加強MIFARE Classic密鑰的安全性。

    3.MIFARE Plus 級別2
    AES僅用于通信建立期間的三路鑒別過程。在隨后的數(shù)據(jù)通信中,仍然使用MIFARE 加密算法。同樣,客戶也可以使用SAM模塊管理AES密鑰已達到更高的安全性。通信協(xié)議符合ISO14443-3。

    4.MIFARE Plus 級別3。
    AES用于通信建立期間的三路鑒別以及全部的數(shù)據(jù)通信過程中。非接觸傳輸過程協(xié)議符合ISO14443-4??蛻艨梢愿逧AL5+標準使用SAM模塊提高系統(tǒng)安全性。

    從MIFARE Classic 升級到MIFARE Plus的路徑  從MIFARE Classic 升級到MIFARE Plus的路徑

    總結(jié):

    總之,MIFARE Plus作為MIFARE平臺上又一個具有里程碑意義的產(chǎn)品,具有諸多的優(yōu)勢。恩智浦半導(dǎo)體將秉承以往一貫的做法,積極和本地的系統(tǒng)集成商、卡廠、讀寫器生廠商合作,為中國的公共交通、門禁等行業(yè)作出自己的貢獻。

本文關(guān)鍵詞:MIFAREPlus,MIFARE,高安全性,恩智浦,NXP
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