電子護(hù)照安全機(jī)制及測試

　　911事件之后，以安全防偽、航空保安和出入境管制為目標(biāo)的機(jī)讀旅行證件技術(shù)不斷發(fā)展，電子護(hù)照就是其中之一。目前已有安全措施覆蓋芯片制造、生產(chǎn)印刷和簽發(fā)使用。電子化在帶來便利的同時也帶來了安全防偽抗攻擊的新課題，作為標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，改變安全配置項(xiàng)意味著系統(tǒng)性升級改造。當(dāng)前狀況適合采用哪種安全機(jī)制、如何驗(yàn)證安全機(jī)制是否達(dá)到最初設(shè)計(jì)預(yù)期、如何兼容未來技術(shù)發(fā)展正成為焦點(diǎn)。本文結(jié)合電子護(hù)照的多種安全機(jī)制，分析其優(yōu)缺點(diǎn)，給出了系統(tǒng)安全測試驗(yàn)證解決方案，為電子護(hù)照產(chǎn)品的測試驗(yàn)收、逐代推出和升級改造提供參考依據(jù)。

　　電子護(hù)照安全機(jī)制

　　在ICAO制訂的標(biāo)準(zhǔn)DOC9303中，定義了兩類安全機(jī)制，即數(shù)據(jù)認(rèn)證機(jī)制和訪問控制機(jī)制。數(shù)據(jù)認(rèn)證機(jī)制包括被動認(rèn)證（Passive Authentication，PA）和主動認(rèn)證（Active Authentication，AA）；訪問控制機(jī)制包括基本訪問控制（Basic Access Control，BAC）和擴(kuò)展訪問控制（Extended Access Control，EAC），最近又基于PACE（Password Authenticated Connection Establishment）協(xié)議，作為BAC的補(bǔ)充制定了SAC（Supplemental Access Control）規(guī)范。在ICAO標(biāo)準(zhǔn)中，對PA/AA/BAC/SAC有明確定義并制定了詳細(xì)的測試標(biāo)準(zhǔn)，在歐洲BSI標(biāo)準(zhǔn)中則制訂了EAC相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，分別為EAC v1.11和EAC v2.0，另外制定了針對v1.11的測試標(biāo)準(zhǔn)EAC v1.12，EAC作為可選安全選項(xiàng)在荷蘭、比利時、芬蘭等國已使用，美英日尚未使用，默認(rèn)接受克隆欺詐。

　　基于以上安全機(jī)制，可將電子護(hù)照劃分為四代，第一代為明文，僅支持PA；第二代支持BAC/AA；第三代支持SAC；第四代支持EAC。其中第一代實(shí)現(xiàn)了電子化，但安全準(zhǔn)確性由檢查系統(tǒng)（IS）來保證，明文通信易被偷聽和克?。坏诙尤肓薆AC或AA，BAC基于DES和Hash實(shí)現(xiàn)線路保護(hù)，AA則實(shí)現(xiàn)芯片真?zhèn)悟?yàn)證，能防偷聽克??；第三代引入SAC增強(qiáng)了BAC線路保護(hù)低熵特性，基于DH/ECDH算法建立了更強(qiáng)的線路保護(hù)；第四代為EAC，實(shí)現(xiàn)芯片身份真?zhèn)悟?yàn)證并基于非對稱算法對檢查系統(tǒng)身份真?zhèn)芜M(jìn)行驗(yàn)證。目前實(shí)際發(fā)行國家多采用第二代BAC，而第四代EAC多在歐洲國家使用，第三代SAC剛出現(xiàn)不久，預(yù)計(jì)將會逐步取代第二代BAC。

　　電子護(hù)照安全機(jī)制的局限性

　　在安全防偽技術(shù)中，有三個要求：身份認(rèn)證、數(shù)據(jù)保密性、數(shù)據(jù)完整性（見表1）。

　　BAC通過挑戰(zhàn)應(yīng)答協(xié)議實(shí)現(xiàn)，即以MRZ的哈希值為種子進(jìn)行密鑰分散得到基本訪問密鑰對（KENC，KMAC）， 然后通過GetChallenge和Mutual Authentication兩條指令實(shí)現(xiàn)挑戰(zhàn)應(yīng)答協(xié)議，建立會話密鑰并結(jié)合包含隨機(jī)數(shù)的消息序列計(jì)數(shù)器進(jìn)行基于對稱密鑰算法的線路保護(hù)。BAC的缺點(diǎn)是通過MRZ中的證件號、出生日期和有效期來生成共享密鑰，具有有限的隨機(jī)性且基于對稱密鑰算法，改進(jìn)方法包括：MRZ要OCR讀二維條形碼而非目視；增加私鑰計(jì)算長度。