CPU卡知识入门教程——第七章 CPU卡安全篇

问题的引出：

假如说你现在手中有6份重要文件

1、房契

2、银行存折

3、毕业证书

4、户口本

5、某某人欠你的100万块钱的欠条(呵呵，假装你有这么多钱，你是百万富翁并且很慷慨，一个好人)

6、结婚证(这个好像已婚人士才有)

这些对我们来说都是比较重要的东东，一定要妥善的安全的保存啊！你可以这么保存：

方法1：

把这些文件锁在六个保险柜里，一个柜子放一个文件

方法2：

把六个文件全部锁在一个保险柜里

方法3：

把六个文件锁在n个保险柜里,这个n比6小又比1大

方法4：

把文件放在一个小保险柜里，把小保险柜放进大保险柜里，或者你觉得很好玩的话，再把大保险柜放进大大保险柜里，如此一个保险柜再套另一个保险柜，只要你有钱、只要你还想套、我不反对。

在CPU卡中的文件的存放也会存在这些问题，比如说你有6个文件，你想存放在CPU卡的某个应用中。

考虑到安全问题，CPU卡的文件安全及访问机制是由通过认证来实现的(如认证密钥、认证PIN，）

我们现在以认证是通过密钥的认证来说明：

方法1：

6个文件用6个密钥来保护，每个文件对应一个密钥

方法2：

6个文件只用一个密钥来保护

方法3：

6个文件进行归类，用n个密钥保护，这个n比6小又比1大

方法4：

文件用密钥套密钥保护。

比如说文件1用密钥1保护、密钥1的使用又必须通过密钥2的认证。或者下面还更复杂密钥2的使用必须通过密钥

3的认证。

你可以把密钥想象成保险柜的钥匙，小保险柜的钥匙必须在大保险柜的控制下使用。(意思就是：小保险柜的钥

匙必须在大保险柜的钥匙打开了大保险柜之后才能起作用，这话好像有些拗口，跟绕口令试的，呵呵)

其实一般的保险柜都要密码的，也就是说保险柜的钥匙要和密码配套使用，两者缺一不可，好像看起来这样做

会更保险一点，事实上也是。至于是先开钥匙后输入密码还是先输入密码再开钥匙，这主要看保险柜的设计。

在CPU卡中可以实现，CPU卡可以用用户密码加上卡上密钥的方法实现。可以设计成两种模式：

方式1、在密钥认证成功后，密码才可以使用。

方式2、在密码的验证成功后，密钥才可以被使用。

这必须按顺序来，如方式一，你要是想先验证密码，对不起，卡片会给你一个提示：安全状态不满足。

这时候，你必须做的工作是，现对密钥进行认证，密钥认证成功后，再验证密码就不会提示安全状态不满足了

。

以上机制好像听起来比较复杂，但其实也并不复杂。(谈何容易，或许你会这么说)

在卡片中，现在比较流行的并且实现起来也挺简单的的方法：状态机机制

一个CPU卡文件的安全认证设计，涉及到3方面的状态：

1、系统当前的安全状态

2、对文件操作必须满足的状态

3、密钥的状态

我们再以保险柜为例：

比如说我们想查看保险柜的那张100万欠条的内容。

1、对应的系统的当前状态：保险柜关闭状态

2、对文件操作必须满足状态：保险柜打开状态

怎么使系统的的当前状态：保险柜关闭状态 变成对文件操作必须满足状态：保险柜打开状态呢？

我们使用保险柜的钥匙来打开保险柜。

3、使用钥匙后的后续状态：保险柜打开状态

这样我们实现了对文件的操作。

在CPU卡中，状态可以用一个数字来表示：比如说0

我们定义：

1、系统缺省的当前安全状态：0

2、对文件操作必须满足的状态：6

3、密钥的后续状态：6

步骤：

1、直接对文件进行操作，文件比较“系统的缺省状态：0” 不等于 “对文件操作必须满足的状态：6”

提示，安全状态不满足。

2、我们对密钥进行认证，认证通过后，把“密钥的后续状态：6”赋值“系统缺省的当前安全状态”

这样“系统的缺省状态＝6”

3、下面我们再对文件进行操作，文件比较“系统的当前状态：6” 等于 “对文件操作必须满足的状态：6，

可以对文件进行操作

安全状态的表示：

实际使用中一般用1个字节(16进制)来表示状态，

低4位表示安全级别下限(0-15)，高4位表示安全级别上限(0-15)

假设一字节的值为：XY (0< =X <=F) (0<= Y <=F) 现在以文件的状态来说明： 假设文件的状态为： 1、0Y(如：01，02，03，04....)，表示对文件的访问无安全限制(即这个文件随便都可以访问) 2、如果X>Y (如：10， 32， 85等)，表示这个文件被禁止访问

3、如果X<=Y (如：13，11，33，38)，表示对文件进行访问前，必须满足文件的访问权限。 比如说文件的访问权限是：13，现在的权限必须是1、2或者是3才可以访问文件 比如说文件的访问权限是：38，现在的权限必须是3到8的值才可以访问文件 比如说文件的访问权限是：33，现在的权限必须是3才可以访问文件 系统一般都会规定一个缺省的权限：比如说0