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1、閃付通刷卡機安全嗎

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一、NFC支付應(yīng)用相關(guān)背景

一直以來，傳統(tǒng)非接觸式IC卡定位于快速支付應(yīng)用，主要基于13.56MHz射頻技術(shù)實現(xiàn)短距離非接觸式讀寫操作，以及采用基于卡內(nèi)錢包的脫機交易形式，因而得以實現(xiàn)安全、快速的交易應(yīng)用，典型交易時間約250ms-300ms，能夠滿足公共交通特別是軌道交通的大容量客流快速通過場景的應(yīng)用需求，因此在公共交通行業(yè)得到了普遍、成熟的應(yīng)用，其中尤其以中國為典型應(yīng)用代表。

國內(nèi)城市規(guī)模龐大，人口流動頻繁，超千萬人口城市比比皆是，由于生活及工作區(qū)域相對分散，城市居民對公交通勤具有巨大的需求。以北上廣及香港為例，每日地鐵客流量均已逼近或超過1000萬人次，對應(yīng)公交通勤卡發(fā)卡量均超過4000萬張，日交易量均超過1000萬筆;國內(nèi)行業(yè)總發(fā)卡量超過4億張，總體應(yīng)用規(guī)模居全球之首。由于公交通勤卡應(yīng)用具有額度小、頻率高、使用廣等特點，因此得以成為應(yīng)用規(guī)模最大、應(yīng)用模式最成熟的快速支付應(yīng)用。

金融行業(yè)同時也在大力推廣非接觸式支付應(yīng)用。中國銀聯(lián)主推的閃付(QuickPass)、VISA主推的payWave、MasterCard主推的PayPass，都采用了同樣的射頻技術(shù)和類似的技術(shù)標準。以中國銀聯(lián)為例，在國內(nèi)已部署受理閃付終端超過400萬臺，組織各成員銀行發(fā)行金融IC卡超過10億張。

隨著移動通訊技術(shù)的發(fā)展，通過將非接觸式IC卡技術(shù)與移動通訊技術(shù)融合的NFC手機支付技術(shù)成為市場的熱點。其實NFC技術(shù)最早自2005年即開始發(fā)展，諾基亞、三星就是首批推出NFC手機的廠商。由于NFC手機支付應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈條比較長，包括NFC芯片廠商、手機廠商、移動運營商、支付機構(gòu)等，涉及各方利益較為復(fù)雜，技術(shù)標準及應(yīng)用模式各有分歧，導(dǎo)致實際應(yīng)用情況尚不理想，比如時下的NFC全終端、NFC-SIM兩種主要模式，分別對應(yīng)由支付機構(gòu)和移動運營商主導(dǎo)和推動，最終結(jié)果就是典型的“理想很豐滿，現(xiàn)實很骨感”，支持NFC技術(shù)手機比例不足10%，應(yīng)用規(guī)模則更小。日前Apple強勢推出Apple Pay，以獨特的安全和體驗優(yōu)勢，開啟了NFC支付應(yīng)用的新局面。

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的普及，以及可穿戴產(chǎn)品的興起，通過非接觸式IC卡技術(shù)與藍牙4.0(BLE)低功耗通訊技術(shù)融合的外置式NFC支付產(chǎn)品也逐漸成為市場熱點。由于藍牙BLE技術(shù)已經(jīng)基本普及和成熟，不會受到手機終端的制約，而且外置式NFC支付產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈條短、應(yīng)用模式靈活，并且成本低廉，可以直接成為現(xiàn)有非接觸式IC卡的升級和替代，具有大規(guī)模應(yīng)用的爆發(fā)條件。

二、外置式NFC支付產(chǎn)品安全分析

NFC支付應(yīng)用與現(xiàn)有非接觸式IC卡支付應(yīng)用之間，有一點最大的差異，就是封閉和開放的區(qū)別。現(xiàn)有傳統(tǒng)IC卡支付應(yīng)用近乎處于一個封閉的應(yīng)用環(huán)境，消費在專用的金融POS或公交收費終端上完成，圈存在專用的ATM、自助終端或人工網(wǎng)點完成，所有設(shè)備處于封閉的專線內(nèi)網(wǎng)或者VPN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部，可以確保環(huán)境、設(shè)備及操作安全;即便可以通過互聯(lián)網(wǎng)操作，也采用專門定制的設(shè)備和專用的協(xié)議，具有類似的封閉效果。NFC支付應(yīng)用部署在用戶的手機終端和外設(shè)產(chǎn)品上，設(shè)備、環(huán)境、用戶均不受制約，安全性受到較大的制約和挑戰(zhàn)。

外置式NFC支付產(chǎn)品作為與NFC手機的互補性產(chǎn)品，兩者同樣定位于實現(xiàn)NFC移動支付應(yīng)用，有必要做一個比較簡單的對比分析。

外置式NFC支付產(chǎn)品結(jié)構(gòu)比較簡單，與NFC手機具有較大差別，如下圖。

NFC手機通過基帶控制器分別連接SE和NFC控制器，NFC控制器再與非接觸式射頻天線(含主動或被動射頻天線組件)連接;NFC手機處理器具有相當(dāng)于PC處理器的處理能力，能夠勝任各種復(fù)雜的業(yè)務(wù)邏輯和安全計算任務(wù);NFC手機具有成熟的、工業(yè)級的操作系統(tǒng)，具有非常完善的權(quán)限控制和訪問規(guī)則，可以從OS層、應(yīng)用層等多個層級進行防范，保證整體安全性。

外置式NFC支付產(chǎn)品通過藍牙BLE芯片或附加MCU直接連接IC卡芯片的7816接口，IC卡芯片再與非接觸式射頻天線(含主動或被動射頻天線組件)連接;由于產(chǎn)品形態(tài)以手環(huán)、手表等形式為主，依賴電池供電，對產(chǎn)品的功耗、體積具有比較嚴格的限制，MCU處理能力有限，因此難以實現(xiàn)比較復(fù)雜的業(yè)務(wù)邏輯和安全計算任務(wù)，只能采用啞終端的思路，即產(chǎn)品固件不包括業(yè)務(wù)邏輯，通過將IC卡指令和數(shù)據(jù)在遠程系統(tǒng)與IC卡芯片之間互相傳送，實現(xiàn)指令的遠程控制和本地執(zhí)行。遺憾的是，如果對通過藍牙透傳IC卡操作指令和數(shù)據(jù)不采取安全防護處理，產(chǎn)品固件只是簡單控制組件的訪問，將為產(chǎn)品和系統(tǒng)帶來較大的安全隱患。

可能有人要說了，IC卡芯片內(nèi)部本身包括安全芯片及COS，具有非常高的安全性，具有EAL5+等安全認證證書，怎么不安全了?其實問題出在操作訪問距離上。非接觸式支付(近場支付)技術(shù)的刷卡操作距離不超過10cm，并非受到射頻技術(shù)的能力限制，而是出于交易安全的考慮。深圳等地采用的基于2.4G的RCC(限域通信)非接觸式支付技術(shù)，為了防止空中非法操縱和竊取交易指令和數(shù)據(jù)，更是采取技術(shù)手段主動將操作距離降至10cm以內(nèi)。在這種近距離下，用戶必須直接參與交易行為并視為對交易授權(quán)，這也是近場支付的由來。

外置式NFC支付產(chǎn)品基于藍牙BLE技術(shù)實現(xiàn)無線連接及操作指令傳送，最遠可達100米，相當(dāng)于將近場支付的操作距離擴大了1000倍，其實已經(jīng)相當(dāng)于遠程支付了。眾所周知，IC卡支付應(yīng)用普遍采用“嚴進寬出”模式(原因你懂的)，就是對錢包充值的操作控制相對比較嚴格，采用聯(lián)機交易方式;而對錢包消費的操作控制相對比較寬松，采用脫機交易方式。這意味著稍有技術(shù)背景的攻擊者在獲得訪問權(quán)限后，可隨意扣除用戶卡的錢包余額，以及讀取卡內(nèi)數(shù)據(jù)，包括PAN號等敏感數(shù)據(jù)。

三、外置式NFC支付產(chǎn)品安全對策建議

筆者認為，由于外置式NFC支付產(chǎn)品本身的計算和處理能力有限，僅靠產(chǎn)品本身難以維護支付安全性，應(yīng)該從整體的系統(tǒng)化思路進行考慮，由遠程系統(tǒng)和外置式NFC支付產(chǎn)品之間相互配合，采取在兩者之間建立安全通道的方式，保障IC卡指令和數(shù)據(jù)的安全傳輸，防止空中截獲及篡改指令和數(shù)據(jù)或者發(fā)起非授權(quán)交易。

安全通道技術(shù)主要包括兩種：

1. COS安全通道

通過改造IC卡內(nèi)部的COS軟件，增加特殊定制指令，通過定制指令建立遠程系統(tǒng)和IC卡芯片之間的安全通道，與交易相關(guān)的APDU指令和數(shù)據(jù)全部通過定制指令以密文方式在遠程系統(tǒng)和IC卡芯片之間傳輸，中途即使截獲數(shù)據(jù)也無法解碼或篡改，從而保障空中交易的安全性。

COS安全通道方式與GP采用安全通道實現(xiàn)空中發(fā)卡的原理類似，需要卡片支持JAVA，對COS應(yīng)用進行開發(fā)和測試，以及對密鑰系統(tǒng)、發(fā)卡系統(tǒng)、充值系統(tǒng)進行開發(fā)調(diào)整。據(jù)筆者了解，中國銀聯(lián)藍牙卡暨可穿戴產(chǎn)品移動支付方案采用COS安全通道方式。

2. 終端安全通道

通過改變產(chǎn)品設(shè)計，在產(chǎn)品硬件設(shè)計中額外增加具有PKI或?qū)ΨQ加解密算法的安全芯片，通過額外安全芯片建立遠程系統(tǒng)和產(chǎn)品固件之間的安全通道，所有IC卡APDU指令和數(shù)據(jù)全部通過安全通道以密文方式在遠程系統(tǒng)和產(chǎn)品固件之間傳輸，中途即使截獲數(shù)據(jù)也無法解碼或篡改，從而保障空中交易的安全性。

終端安全通道方式與目前網(wǎng)銀采用安全通道實現(xiàn)銀行卡網(wǎng)上支付的原理類似，需要對安全芯片進行管理和發(fā)行，以及對充值系統(tǒng)進行開發(fā)調(diào)整。

兩種安全通道方式對比，COS安全通道建立方式層級更低，通道位于IC卡COS層面，會話密鑰位于IC卡芯片內(nèi)部不可導(dǎo)出，安全性非常高，但對系統(tǒng)影響較大，牽涉多個基礎(chǔ)系統(tǒng)的修改和調(diào)整，工作量較大，而且原則上要求卡片采用JAVA卡;終端安全通道建立方式層級較高，通道位于產(chǎn)品固件層面，會話密鑰位于安全芯片內(nèi)部不可導(dǎo)出，安全性較高，但對系統(tǒng)影響較小，支持Native卡，無需對卡片及COS進行調(diào)整，需要建立額外建立安全芯片的管理體系，及對充值系統(tǒng)進行修改和調(diào)整，工作量較小。兩種安全通道技術(shù)同樣來源于金融支付領(lǐng)域的成熟應(yīng)用技術(shù)，都能夠滿足建立安全通道、保障空中傳輸數(shù)據(jù)安全的要求，可根據(jù)實際系統(tǒng)應(yīng)用情況進行選擇。

隨著近期互聯(lián)網(wǎng)+概念的提出，外置式NFC支付產(chǎn)品作為互聯(lián)網(wǎng)與IC卡行業(yè)結(jié)合的IC卡+產(chǎn)品，通過為IC卡添加移動連接能力，使IC卡不再需要通過終端即可與系統(tǒng)直接連接，消除中間環(huán)節(jié)，提供更有效率的訪問方式，將為金融和交通行業(yè)支付帶來各種創(chuàng)新應(yīng)用。筆者相信，IC卡+有機會成為現(xiàn)有傳統(tǒng)IC卡的顛覆性替代和升級產(chǎn)品，以各種可穿戴產(chǎn)品形態(tài)，與手機NFC支付應(yīng)用一起成為移動近場支付的主要版圖。

如果進一步，建立基于IC+的云服務(wù)，直接連接所有IC卡+，結(jié)合空中開卡和空中充值、空中消費服務(wù)，將實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)+時代的全國交通卡移動互聯(lián)互通。

注：筆者為原廣州羊城通有限公司總經(jīng)理/廣東嶺南通股份有限公司董事長，現(xiàn)為獨立咨詢顧問。

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