專利名稱：分級管理模式密鑰管理系統(tǒng)的安全性測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及密鑰管理系統(tǒng)的測試技術(shù)，尤其涉及一種分級管理模式密鑰管理系統(tǒng)的安全性測試方法。
背景技術(shù)：
在智能卡項目中，應(yīng)用系統(tǒng)的安全性取決于密鑰的安全性，密鑰的安全控制和管理由密鑰管理系統(tǒng)(Key Management System, KMS)負責實現(xiàn)。分級管理模式的密鑰管理系統(tǒng)主要是為生產(chǎn)管理、應(yīng)用服務(wù)提供密鑰的生產(chǎn)、存儲、分發(fā)和管理等服務(wù)，其主要特點是下一級密鑰由上一級密鑰按照一定的密鑰計算規(guī)則生成。分級管理模式的密鑰管理系統(tǒng)涉及到的干系卡及各干系卡相互間的關(guān)聯(lián)關(guān)系可參閱圖1所示，包括有領(lǐng)導卡，存放根密鑰分量，用于生成根密鑰卡；根密鑰卡，存放根密鑰，用于與業(yè)務(wù)代碼卡組合，生成主密鑰卡；主密鑰卡，存放主密鑰，用于與操作代碼卡組合，生成發(fā)卡母卡或PSAM卡；業(yè)務(wù)代碼卡，存放所有業(yè)務(wù)的代碼；操作代碼卡，存放所有業(yè)務(wù)的操作碼；用戶卡發(fā)卡母卡，存放所有業(yè)務(wù)的卡片母密鑰；PSAM卡，存放卡片母密鑰(不超過發(fā)卡母卡中存放的卡片母密鑰量)；傳輸卡，存放傳輸密鑰，用于對干系卡進行外部認證以及線路保護。對密鑰管理系統(tǒng)的測試，目前主要是集中在功能、性能、安裝/卸載以及易用性等方面，安全性測試，特別是數(shù)據(jù)傳遞方面的安全性測試，則很少涉及。但是，在密鑰管理系統(tǒng)中，保證密鑰的安全性是最主要的任務(wù)。雖然目前廣泛使用的權(quán)限控制方法，即不同機構(gòu)或人員對不同密鑰的生成、更新、使用等操作擁有不同的權(quán)限，對于保證密鑰的安全性具有一定的作用，但是隨著計算機技術(shù)的不斷提高，僅依靠權(quán)限控制方法已不足以防范系統(tǒng)可能受到的攻擊。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種分級管理模式密鑰管理系統(tǒng)的安全性測試方法，它可以提高智能卡應(yīng)用系統(tǒng)的安全性。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的分級管理模式密鑰管理系統(tǒng)的安全性測試方法， 包括以下步驟1)測試上一級密鑰生成下一級密鑰過程中，密鑰存儲與傳遞的安全性；2)測試上一級密鑰重復(fù)生成下一級密鑰的安全性。所述步驟1)之前，可先對密鑰管理系統(tǒng)的設(shè)計文檔進行審核，以從系統(tǒng)設(shè)計角度，核實密鑰存儲與傳遞的安全性以及密鑰重復(fù)生成的安全性。所述步驟1)可以通過以下步驟實現(xiàn)在密鑰管理系統(tǒng)中，執(zhí)行密鑰存儲、導入和導出操作，驗證密鑰是否只存儲在安全介質(zhì)中并不可被讀取、密鑰計算規(guī)則的正確性以及是否采用了正確的線路保護傳輸方式。所述步驟2)可以通過以下步驟實現(xiàn)在密鑰管理系統(tǒng)中，使用相同的密鑰種子或密鑰分散因子數(shù)據(jù)，分別對各級密鑰重復(fù)執(zhí)行密鑰的生成和存儲操作，檢查每次生成的密鑰的明文數(shù)據(jù)是否一致。本發(fā)明通過對分級管理模式密鑰管理系統(tǒng)的密鑰存儲與傳遞的安全性以及密鑰重復(fù)生成的安全性進行測試，減少了智能卡應(yīng)用系統(tǒng)可能存在的安全漏洞，從而使系統(tǒng)的安全性得以提高。


圖1是分級管理模式密鑰管理系統(tǒng)的干系卡關(guān)聯(lián)圖；圖2是本發(fā)明的方法流程示意圖。
具體實施例方式為對本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、特點與功效有更具體的了解，現(xiàn)結(jié)合圖示的實施方式，詳述如下本發(fā)明實施例的分級管理模式密鑰管理系統(tǒng)的安全性測試方法，主要是對密鑰管理系統(tǒng)的密鑰存儲與傳遞方面的安全性以及密鑰重復(fù)生成方面的安全性進行測試。在對上一級密鑰生成下一級密鑰過程中，密鑰存儲與傳遞的安全性進行測試時， 首先審核系統(tǒng)設(shè)計文檔，從系統(tǒng)設(shè)計角度，檢查是否對密鑰進行了分級管理，并將密鑰存儲在安全的存儲介質(zhì)(即相應(yīng)的密鑰卡)內(nèi)，且對全部密鑰采用了線路保護(即有隨機數(shù)參與的密文加報文鑒別代碼MAC)的傳輸方式。然后，在密鑰管理系統(tǒng)中執(zhí)行密鑰存儲與導入/導出操作，檢查系統(tǒng)在實施時，有否對密鑰進行分級管理，并將密鑰存儲在安全介質(zhì)中且不可被讀取；同時，運行總線數(shù)據(jù)包的監(jiān)視與抓取工具，捕捉來自密鑰管理系統(tǒng)設(shè)備的協(xié)議包與輸入輸出數(shù)據(jù)，檢查系統(tǒng)實施時，是否存在用明文傳輸密鑰的風險。在對上一級密鑰重復(fù)生成下一級密鑰的安全性進行測試時，首先，審核系統(tǒng)設(shè)計文檔，檢查在各級密鑰的生成過程中是否加入了隨機數(shù)因子，以檢查系統(tǒng)采用相同密鑰種子或密鑰分散因子作為密鑰恢復(fù)手段，在設(shè)計上的正確性。然后，在系統(tǒng)中使用相同的密鑰種子或密鑰分散因子(即業(yè)務(wù)代碼、操作代碼等) 數(shù)據(jù)，分別對各級密鑰進行重復(fù)執(zhí)行密鑰生成和存儲的操作，檢查生成并存儲在密鑰卡中的密鑰明文是否一致，以驗證系統(tǒng)實施時，密鑰重復(fù)生成的安全性。下面以上一級卡為領(lǐng)導卡，下一級卡為根密鑰卡為例，對本實施例的安全性測試方法做進一步說明。請參閱圖2所示，包括以下步驟(1)審查系統(tǒng)設(shè)計文檔，從設(shè)計角度，對整個密鑰管理系統(tǒng)中，密鑰存儲與傳遞的安全性以及密鑰重復(fù)生成的安全性進行測試。(2)在讀卡器中分別插入3張領(lǐng)導卡以及相應(yīng)的領(lǐng)導卡傳輸卡，通過密鑰管理系統(tǒng)軟件，使用PIN以及領(lǐng)導卡傳輸卡，對領(lǐng)導卡的身份進行確認，并使用總線數(shù)據(jù)包監(jiān)視與抓取工具將此過程中的數(shù)據(jù)抓取下來。如果身份確認通過，則將上述抓取到的過程數(shù)據(jù)，按照設(shè)計定義的規(guī)則，進行密文的解密，外部認證指令的辨別等操作，以驗證確認過程的正確性。然后繼續(xù)執(zhí)行步驟(3)。如果身份確認不通過，則給出錯誤提示，請用戶確認PIN值或所插入的領(lǐng)導卡與領(lǐng)導卡傳輸卡的正確性。(3)在讀卡器中分別插入根密鑰卡以及相應(yīng)的根密鑰傳輸卡，以對根密鑰卡的身份進行確認，并使用總線數(shù)據(jù)包監(jiān)視與抓取工具將此過程中的數(shù)據(jù)抓取下來。如果身份確認通過，則將抓取到的過程數(shù)據(jù)按照設(shè)計定義的規(guī)則進行密文的解密，外部認證指令的辨別等操作，以驗證確認過程的正確性，然后繼續(xù)執(zhí)行步驟(4)。如果身份確認不通過，則給出錯誤提示，請用戶確認所插入的根密鑰卡與根密鑰傳輸卡的正確性。(4)進行生成根密鑰的操作，并使用總線數(shù)據(jù)包監(jiān)視與抓取工具將此過程中的數(shù)據(jù)抓取下來；對抓取到的過程數(shù)據(jù)按照設(shè)計定義的規(guī)則進行密文的解密，及MAC的計算等操作，驗證密鑰計算規(guī)則的正確性以及線路保護的正確性。然后，使用讀指令對根密鑰卡進行讀操作，驗證根密鑰卡是否不支持對密鑰的讀出操作。(5)重復(fù)步驟4，并使用總線數(shù)據(jù)包監(jiān)視與抓取工具將每次執(zhí)行過程中的數(shù)據(jù)抓取下來進行分析，驗證每次執(zhí)行所生成的根密鑰明文數(shù)據(jù)是否都相同。以上僅列舉了本發(fā)明的一個實施例，該實施例僅用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明。凡與上述實施例等效的變換與置換，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種分級管理模式密鑰管理系統(tǒng)的安全性測試方法，其特征在于，包括以下步驟1)測試上一級密鑰生成下一級密鑰過程中，密鑰存儲與傳遞的安全性；2)測試上一級密鑰重復(fù)生成下一級密鑰的安全性。
2.如權(quán)利要求1所述的安全性測試方法，其特征在于，所述步驟1)之前，還包括步驟 審核密鑰管理系統(tǒng)的設(shè)計文檔，檢查在密鑰管理系統(tǒng)的設(shè)計中，密鑰存儲與傳遞的安全性以及密鑰重復(fù)生成的安全性。
3.如權(quán)利要求1或2所述的安全性測試方法，其特征在于，所述步驟1)之前，還包括步驟測試上一級密鑰卡身份確認過程的正確性； 測試下一級密鑰卡身份確認過程的正確性。
4.如權(quán)利要求1所述的安全性測試方法，其特征在于，所述步驟1)進一步包括步驟 在密鑰管理系統(tǒng)中，執(zhí)行密鑰存儲、導入和導出操作，驗證密鑰是否只存儲在安全介質(zhì)中并不可被讀取、密鑰計算規(guī)則的正確性以及是否采用了正確的線路保護傳輸方式。
5.如權(quán)利要求4所述的安全性測試方法，其特征在于所述線路保護的正確性，通過使用總線數(shù)據(jù)包監(jiān)視與抓取工具，抓取來自密鑰管理系統(tǒng)設(shè)備的協(xié)議包與輸入輸出數(shù)據(jù)并進行分析，來完成驗證。
6.如權(quán)利要求1所述的安全性測試方法，其特征在于，所述步驟2)進一步包括步驟 在密鑰管理系統(tǒng)中，使用相同的密鑰種子或密鑰分散因子數(shù)據(jù)，分別對各級密鑰重復(fù)執(zhí)行密鑰的生成和存儲操作，檢查每次生成的密鑰的明文數(shù)據(jù)是否一致。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種分級管理模式密鑰管理系統(tǒng)的安全性測試方法，包括測試下一級密鑰生成過程中，密鑰存儲與傳遞的安全性；以及測試上一級密鑰重復(fù)生成下一級密鑰的安全性。該密鑰管理系統(tǒng)的安全性測試方法，從系統(tǒng)設(shè)計和系統(tǒng)實現(xiàn)兩個角度，對采用分級管理模式的密鑰管理系統(tǒng)的密鑰存儲、傳遞及密鑰重復(fù)生成的安全性進行檢驗，從而減少了密鑰管理系統(tǒng)可能存在的漏洞，提高了智能卡應(yīng)用系統(tǒng)的安全性。
文檔編號H04L12/26GK102571326SQ201010581208
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月9日
發(fā)明者左捷, 申曄, 符銳 申請人:上海華虹集成電路有限責任公司