彭乾，李增局，史汝辉

（国家金融IC卡安全检测中心，北京 100070）

EMV 应用密文的差分错误注入分析

彭乾，李增局，史汝辉

（国家金融IC卡安全检测中心，北京 100070）

研究了EMV规范中应用密文的生成过程，发现过程密钥存在部分冗余位，结合DES算法S盒的压缩特性，利用基于碰撞的safe-error攻击实现对EMV规范中应用密文主密钥的破解。提出了针对应用密文生成的差分错误注入的物理模型和实施步骤，深入分析了影响攻击效果的2个关键因素（密钥错误产生概率和碰撞概率），尤其是对不同错误模型进行了理论数据分析。实验分析表明，实际攻击中，只要不同密钥的碰撞概率差大于0.003 5即可区分，结果表明，过程密钥的冗余位提高了碰撞概率，有利于对正确密钥的区分。最后，针对该攻击方法，提出了几种防御方案。

EMV；应用密文；碰撞攻击；safe-error

1　引言

EMV规范是由国际三大信用卡组织Europay、MasterCard、Visa联合制定的，其中，金融集成电路卡支付标准是目前国际上绝大多数银行卡使用的标准。我国的PBOC3.0规范也是基于EMV规范建立的，并根据特定需求，在EMV规范框架上进行了细微的调整。

在EMV规范中，标识金融IC卡不可抵赖性有对称密钥体系和非对称密钥体系。对称密钥体系主要是完成金融IC卡的联机交易，基于该对称密钥的应用密文和MAC等机制保证了IC卡交易的不可抵赖性和可信性。非对称密钥体系主要是基于三级密钥证书体系保证金融 IC卡在脱机交易中的可信性和不可抵赖性。如果能破解金融IC卡的对称密钥，则完成了卡片复制，甚至进行部分发卡行数据的改写，完成伪卡交易。……