基于非接觸式IC卡的門禁系統的設計與實現

為貫徹落實《商用密碼管理條例》，加強城市重要門禁系統密碼應用安全管理工作，根據國家密碼管理局《關于印發〈重要門禁系統密碼應用指南〉的通知》（國密局字［2009］614號）文件精神，住建部IC卡中心制定此實施方案。

2 范圍

本實施方案規定了采用非接觸式IC卡在大型公共建筑及居住區門禁系統中采用密碼安全技術時，系統中使用的密碼設備、密碼算法、密碼協議和對密鑰管理的相關要求。

本細則適用于以下情況：

1）新建門禁系統的設計與實現

2）按照國家密碼管理部門要求實施的門禁系統的改造

3 門禁系統概述

3.1 系統構成

基于非接觸式IC卡的門禁系統的密碼應用涉及應用系統、密鑰管理及發卡系統，如圖1所示。

基于非接觸式IC卡的門禁系統的設計與實現

圖1 門禁系統中密碼應用結構圖

3.2 應用系統

在應用系統中，一般由門禁卡、門禁卡讀卡器和后臺管理系統構成，通過各設備內的密碼模塊對系統提供密碼安全保護。其中，

1）門禁卡內的密碼模塊：用于門禁讀卡器或后臺管理系統對門禁卡進行身份鑒別時（鑒別門禁卡是否合法）提供密碼服務（如計算鑒別碼）;

2）門禁讀卡器/后臺管理系統內的密碼模塊：用于對門禁卡進行身份鑒別/安全報文傳輸時提供密碼服務（如密鑰分散、驗證鑒別碼等）。在門禁系統的具體方案設計時，應在門禁讀卡器和后臺管理系統內配用密碼模塊。

3.3 密鑰管理及發卡系統

密鑰管理及發卡系統的功能是為了門禁系統的密碼應用生成密鑰，并通過密碼模塊發行設備發行（初始化和注入密鑰）密碼模塊，通過發卡設備對門禁卡發卡（初始化、注入密鑰和寫入應用信息）。

密鑰管理及發卡系統中的密碼設備提供密鑰生成、密鑰分散及對門禁卡發卡時的身份鑒別等密碼服務。

4 與密碼相關的安全技術要求

4.1 密碼應用安全技術要求

基于非接觸式IC卡的門禁系統中的密碼應用方案應符合第7章的要求。

4.2 密碼設備安全技術要求

基于非接觸式IC卡的門禁系統中的密碼設備包括：應用系統密碼模塊、密鑰管理及發卡系統密碼模塊，具體密碼設備的配用見圖1。

在門禁系統中使用的所有密碼設備須是通過國家密碼管理局審批并且由住建部IC中心認定的產品。

4.3 密碼算法安全技術要求

在門禁系統中所配用的密碼算法必須符合國家相關要求，密碼算法應用方案應符合第7章的要求。

4.4 密碼協議安全技術要求

在門禁系統中，須實現門禁讀卡器對門禁卡的身份鑒別，以及對鑒別數據的安全傳輸。在身份鑒別過程中所使用的認證協議應符合第7章的要求。

5 密鑰管理安全技術要求

5.1 密鑰生成

密鑰的生成須使用“城市一卡通密鑰管理系統”。

5.2 密鑰注入

門禁卡發卡和密碼模塊發行時的密鑰注入應注意以下兩點：

1）密鑰注入過程中不得泄露明文密鑰的任何組成部分;

2）在密碼設備、接口和傳輸信道未收到任何可能導致密鑰或敏感數據泄露、篡改的狀況下，才可以將密鑰加載到密碼設備中。

5.3 其他要求

在密鑰生成、注入、更新和存儲等的整個過程中，應保證密鑰不被泄露。

6 其他應考慮的安全因素

本方案除對密碼應用的安全要求外，從系統整體的安全性出發，須考慮以下因素：

1）后臺管理系統的管理要求;

2）其他與密碼安全機制無關的管理及技術措施，如口令識別、生物特征識別、人員值守等。

在系統方案設計及應用時，需針對具體應用情況在密碼安全保障的基礎上采取其他適當的管理和技術措施，以增門禁系統的安全性。

7 基于SM1算法的非接觸式CPU卡方案

7.1 系統構成

本方案采用基于SM1算法的非接觸CPU卡和基于SM1算法的安全模塊，系統構成示意圖如圖2所示。

圖2門禁卡的系統示意圖

7.2 方案原理

該方案中門禁卡采用由國家密碼管理局審批并由住建部IC中心認可的SM1算法的CPU卡，卡內存放安全認證碼、發行信息和卡片密鑰，并具有符合相關標準的片上操作系統;門禁卡與非接讀卡器之間采用SM1算法進行身份鑒別和安全報文傳輸;在發卡系統中和讀寫器中的安全模塊同樣采用SM1算法進行門禁卡的密鑰分散，實現一卡一密。

方案原理圖如圖3所示。