银行u盾是什么意思(u盾出现的原因和工作原理)

网络的发展,出现了电子商务,并且迅速地发展。电子商务有着无比的优越性:方便,高效,快速,经济等,被人们推崇。但涉及到钱的问题,所以对安全很明感,必须要有一整套的安全措施来保障交易的安全。传统的安全保障措施就是用户名和密码,显而易见,这是很不安全的。IC卡是一种内置集成电路的芯片,芯片中存有与用户身份相关的数据。IC卡由专门的设 备生产,是不可复制的硬件。IC卡由合法用户随身携带,登录时必须将IC卡插入专用的读卡器读取其中的信息,以验证用户的身份。简单易行,但容易被留驻内存的木马或网络监听等黑客技术窃取。

现在的网络支付中存在着很多缺陷:(1) 网络数据流的:在用户和银行交易的过程中,被第三方通过各种方法截获数据流,分析数据中的信息从而得到用户的信息。(2) 木马的窃听:用户电脑中了病毒或者木马之后,电脑被监听,用户和银行交易的信息被木马记录,用户的信息就这样被盗了。(3) 穷举攻击:攻击者使用有意义的数字作为密码来不断尝试持卡人的密码。如果持卡人的密码是未经过改动的初始密码或一个特殊、容易被分析的数字,则密码很容易被攻击者穷举出来。(4) 网络钓鱼:第三方利用银行的身份给用户发信息,要求用户提供账号和密码,如果用户提供了的话就泄露了自己的信息了。或者是第三方假冒银行或者交易的网站, 对没有认真辨别的情况下,用户很容易上当从而泄露自己的信。

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U盾的出现就是解决上面所说的安全问题。

一、什么是U盾

U盾,即工行2003年推出的客户证书USBkey,是工商银行为客户提供的办理网上银行业务的高级别安全工具。它是一个带智能芯片、形状类似于闪存的实物硬件,时刻保护着您的网上银行资金安全。从技术角度看,U盾是用于网上银行电子签名和数字认证的工具,它内 置微型智能卡处理器,基于PKI技术,采用1024位非对称密钥算法对网上数据进行加密、解密和数字签名,确保网上交易的保密性、真实性、完整性和不可否 认性。它设备虽然小巧,但技术含量极高。该产品采用了目前国际领先的信息安全技术,核心硬件模块采用智能卡CPU芯片,内部结构由CPU及加密逻辑、 RAM、ROM、EEPROM和I/O五部分组成,是一个具有安全体系的小型计算机。除了硬件,安全实现完全取决于技术含量极高的智能卡芯片操作系统 (COS),该操作系统就象DOS、WINDOWS等操作系统一样,管理着与信息安全密切相关的各种数据、密钥和文件,并控制各种安全服务。USBKey 具有硬件真随机数发生器,密钥完全在硬件内生成,并存储在硬件中,能够保证密钥不出硬件,硬件提供的加解密算法完全在加密硬件内运行。

二、工作原理

U盾又作移动数字证书,它存放着你个人的数字证书,并不可读取。同样,银行也记录着你的数字证书。

当你尝试进行网上交易时,银行会向你发送由时间字串,地址字串,交易信息字串,防重放攻击字串组合在一起进行加密后得到的字串A,你的U盾将跟据你的个人证书对字串A进行不可逆运算得到字串B,并将字串B发送给银行,银行端也同时进行该不可逆运算,如果银行运算结果和你的运算结果一致便认为你合法,交易便可以完成,如果不一致便认为你不合法,交易便会失败。

( 理论上,不同的字串A不会得出相同的字串B,即一个字串A对应一个唯一的字串B; 但是字串B和字串A无法得出你的数字证书,而且U盾具有不可读取性,所以任何人都无法获行你的数字证书。并且银行每次都会发不同的防重放字串(随机字串)和时间字串,所以当一次交易完成后,刚发出的B字串便不再有效。综上所述,理论上U盾是绝对安全的。注意是理论上发生伪造概率大约为2的80次方分之一。)

U盾的原理很类似于双向认证的TLS(SSL)或者其它用到RSA的双向证书验证手段,以下步骤可能和U盾实际执行的有所区别,但本质相同:

–银行先给你一个”冲击”,它包含了随机数,以及该随机数HASH,它们都由公钥加密,这样就可以保证只有你能解密这个”冲击”

–你计算该随机数的HASH,并和用私钥解出的HASH,两者相同后,便可确认银行的身份

–接下来,以一个只有你和银行知道的算法,利这个随机数和一些其它信息,生成”响应”和相应的HASH,再用私钥加密后发回银行。(此时银行也以相同的算法计算该”响应”)

–银行用公钥解密,并验证HASH正确,接下来银行比较两个”相应”是否相同,相同的话客户的身份也确认了,至于私钥的保密性由U盾来完成。U盾的控制芯片被设计为只能写入证书,不能读取证书,并且所有利用证书进行的运算都在U盾中进行。所以,只能从U盾读出运算结果。

ps:

和平常登录HTTPS网站不一样的是,一般HTTPS在TLS握手时,只要验证服务器身份成功便可完成握手。

接下来以前面的”随机数”导出对称加密算法的密钥,开始加密链接

(一)U盾的安全措施

1.硬件PIN码保护

U 盾采用了使用以物理介质为基础的个人客户证书,建立基于公钥PKI技术的个人证书认证体系(PIN码)。黑客需要同时取得用户的U盾硬件以及用户的 PIN码,才可以登录系统。即使用户的PIN码泄露,U盾没有丢失,合法用户的身份就不会被仿冒,如果用户U盾丢失,其他人不知道用户的PIN码,这也是 无法假冒合法用户的身份。

2.安全的密钥存放

U盾的密钥存储于内部的智能芯片中,用户无法从外部直接读取,对密钥文件的读写和修改都必须由U盾内部的CPU调用相应的程序文件执行,从而U盾接口的外面,没有任何一条指令能对密钥区的内容进行读取、修改、更新和删除,这样可以保证黑客无法利用非法程序修改密钥。

3.双密钥密码体制

为 了提高交易的安全,U盾采用了双钥密码体制保证安全性,在U盾初始化的时候,先将密码算法程序烧制在ROM中,然后通过产生公私密钥对的程序生成一对公私密钥,公私密钥产生后,密钥可以导出到U盾外,而私钥则存储于密钥区,不允许外部访问。进行数字签名时以及非对称解密运算时,凡是有私参与的密码运算只 在芯片内部即可完成,全程私钥可以不出U盾介质,从而来保证以U盾为存储介质的数字证书认证在安全上无懈可击。

4.硬件实现加密算法

U盾内置CPU或智能卡芯片,可以实现数据摘要、数据加解密和签名的各种算法,加解密运算在U盾内进行,保证了用户密钥不会出现在计算机内存中。

(二) U盾进行银行和客户身份的双向认证

1、基于冲击-响应认证模式

USB Key内置单向散列算法(RSA),预先在USB Key和服务器中存储一个证明用户身份的密钥,当需要在网络上验证用户身份时,先由客户端向服务器发出一个验证请求。服务器接到此请求后生成一个随机数回 传给客户端PC上插着的USB Key,此为“冲击”。USB Key使用该随机数与存储在USB Key中的密钥进行RSA运算得到一个运算结果作为认证证据传送给服务器,此为“响应”。与此同时,服务器使用该随机数与存储在服务器数据库中的该客户密 钥进行RSA运算,如果服务器的运算结果与客户端传回的响应结果相同,则认为客户端是一个合法用户。

2.基于PKI的数字证书的认证模式

PKI(Public Key Infrastructure)即公共密钥体系,即利用一对互相匹配的密钥进行加密、解密。一个公共密钥(公钥,public key)和一个私有密钥(私钥,private key)。其基本原理是:由一个密钥进行加密的信息内容,只能由与之配对的另一个密钥才能进行解密。公钥可以广泛地发给与自己有关的通信者,私钥则需要十 分安全地存放起来。

每个用户拥有一个仅为本人所掌握的私钥,用它进行解密和签名;同时拥有一个公钥用于文件发送时加密。当发送一份保密文件时,发送方使用接收方的公钥对数据 加密,而接收方则使用自己的私钥解密,这样,信息就可以安全无误地到达目的地了,即使被第三方截获,由于没有相应的私钥,也无法进行解密。

冲击响应模式可以保证用户身份不被仿冒,但无法保证认证过程中数据在网络传输过程中的安全。 而基于PKI的“数字证书认证方式”可以有效保证用户的身份安全和数据传输安全。数字证书是由可信任的第三方认证机构——数字证书认证中心 (Certficate Authority, CA)颁发的一组包含用户身份信息(密钥)的数据结构,PKI体系通过采用加密算法构建了一套完善的流程,保证数字证书持有人的身份 安全。而使用USB Key可以保障数字证书无法被复制,所有密钥运算在USB Key中实现,用户密钥不在计算机内存出现也不在网络中传播,只有USB Key的持有人才能够对数字证书进行操作,安全性有了保障。由于USB Key具有安全可靠,便于携带、使用方便、成本低廉的优点,加上PKI体系完善的数据保护机制,使用USB Key存储数字证书的认证方式已经成为目前主要的认证模式。

(三) U盾的交易过程

使用U盾前,一般都要安装驱动,使U盾能正常工作。另 外安装数字证书认证身份。当用户需要交易向银行提交订单要支付的时候,这时要验证用户的身份,系统提 示用户插入U盾,并输入U盾的密码,系统会在后台验证,用户看不到过程,一经验证通过,用户就可以使用继续输入网上支付密码和验证码,验证都正确后交易就 完成 。有了U盾,交易就是很安全的,可以说是无懈可击。

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