"Visa2" 密钥多样化如何在 Gemalto 卡和 GPP 工具中发挥作用？

Question

我有一堆 Gemalto java 卡，如下所示，我可以使用 GlobalPlatformPro:

进行相互身份验证

C:\globalPlatformPro> gp -visa2 -key 47454d5850524553534f53414d504c45 -list -debug -verbose -info

Reader: ACS ACR1281 1S Dual Reader ICC 0
ATR: 3B7D96000080318065B0831111E583009000

A>> 00A40400 00
A<< 6F198408A000000018434D00A50D9F6E061291921101009F6501FF 9000

***** Card info:
A>> 80CA9F7F 00
A<< 9F7F2A4090612812919211010041849D08192420C3033241840333418403344184000003250000000000000000 9000

***** KEY INFO
A>> 80CA00E0 00
A<< E012C00401FF8010C00402FF8010C00403FF8010 9000
VER:255 ID:1 TYPE:DES3 LEN:16
VER:255 ID:2 TYPE:DES3 LEN:16
VER:255 ID:3 TYPE:DES3 LEN:16
Key version suggests factory keys

A>> 80500000 08 2CA286A611F6CAFD 00
A<< 4D0041849D08192420C3FF0131D644E9913234DDE1F0A6A462C71805 9000
A>> 84820100 10 CC2D0CC35F6BD64F816A774D3ADB18F2
A<< 9000

//Useless lines for censored!

C:\globalPlatformPro>

由于 VISA 文档不公开，我查看了 GlobalPlatformPro 源代码以了解 visa2 中密钥多样化是如何发生的，我在那里找到了这些方法：

public static GPKeySet diversify(GPKeySet keys, byte[] diversification_data, Diversification mode, int scp) throws GPException {
    try {
        GPKeySet result = new GPKeySet();
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("DESede/ECB/NoPadding");
        for (KeyType v : KeyType.values()) {
            if (v == KeyType.RMAC)
                continue;
            byte [] kv = null;
            // shift around and fill initialize update data as required.
            if (mode == Diversification.VISA2) {
                kv = fillVisa(diversification_data, v);
            } else if (mode == Diversification.EMV) {
                kv = fillEmv(diversification_data, v);
            }

            // Encrypt with current master key
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, keys.getKey(v).getKey(Type.DES3));

            byte [] keybytes = cipher.doFinal(kv);
            // Replace the key, possibly changing type. G&D SCE 6.0 uses EMV 3DES and resulting keys
            // must be interpreted as AES-128
            GPKey nk = new GPKey(keybytes, scp == 3 ? Type.AES : Type.DES3);
            result.setKey(v, nk);
        }
        return result;
    } catch (BadPaddingException |InvalidKeyException | IllegalBlockSizeException e) {
        throw new GPException("Diversification failed.", e);
    } catch (NoSuchAlgorithmException | NoSuchPaddingException e) {
        throw new RuntimeException("Diversification failed.", e);
    }
}

public static byte[] fillVisa(byte[] init_update_response, KeyType key) {
    byte[] data = new byte[16];
    System.arraycopy(init_update_response, 0, data, 0, 2);
    System.arraycopy(init_update_response, 4, data, 2, 4);
    data[6] = (byte) 0xF0;
    data[7] = key.getValue();
    System.arraycopy(init_update_response, 0, data, 8, 2);
    System.arraycopy(init_update_response, 4, data, 10, 4);
    data[14] = (byte) 0x0F;
    data[15] = key.getValue();
    return data;
}

所以我尝试为上述通信重复主机密码生成。我有：

主密钥 = 47454d5850524553534f53414d504c45

基于GlobalPlatform v 2.3 Card Specification：

Host_Challenge = 2CA286A611F6CAFD

初始更新 响应：4D0041849D08192420C3 FF01 31D644E9913234DD E1F0A6A462C71805

主要多元化数据=4D0041849D08192420C3
关键信息=FF01：所以SCP01被使用了。
纸牌挑战=31D644E9913234DD
卡片密码 = E1F0A6A462C71805

所以，基于上面的GPP源代码：

Diversification_Data = 4D00 9D081924 F001 4D00 9D081924 0F01

然后静态 ENC 密钥是：

Static_ENC = Encrypt(MasterKey, Diversification_Data )

所以，使用 this online tool，我有：

意思是：

Static_ENC_KEY = 84f2a84ecdade8cacc9e7e07faebe4e6

为了计算 ENC 会话密钥，我再次使用了 GlobalPlatform 规范：

所以我有：

Derivation_Data = 913234DD 2CA286A6 31D644E9 11F6CAFD

所以 ENC_Session_Key 是：

ENC_Session_Key = b1ed5ea3f69978274d2ffe0de467ec1c

最后，主机密码的生成和验证是通过将 8 字节的卡质询和 8 字节的主机质询连接起来产生一个 16 字节的块并将这个 16 字节的数组与 80 00 00 00 00 00 00 00.然后使用零 ICV 在 CBC 模式下使用 ENC 会话密钥对其进行签名：

Data2Encrypt = 31D644E9913234DD 2CA286A611F6CAFD 8000000000000000

我有：

Answer 1

好吧，我尝试了两次上述步骤，每次都在最后遇到错误的 host_cryptogram 值！但是当我重复这些步骤并在我的问题中逐行写下这些步骤时，我终于注意到我得到的最终结果与我问题第一个的 GPP 结果相同！因此，我没有删除我的问题，而是更愿意将其保留在这里以供将来的观众使用。

所以结论：

在智能卡中使用密钥多样化方案，在 GlobalPlatform 卡规范中提到的用于计算卡密码和 MAC 值的步骤中增加了一个步骤。该步骤是计算静态密钥。

Diversification_Data 用于静态键计算是 (source):

INITAL UPDATE 响应数据的前两个字节相同 xxh xxh 并且它的字节 [4:8] 是 IC Serial Number.

使用主密钥、returns 静态密钥在 ECB 模式下使用三重 DES 算法加密多样化数据。

Answer 2

要检查卡密码，您必须将 8 字节的主机挑战和 8 字节的卡挑战以及“8000000000000000”连接起来。生成字符串后，然后使用零 ICV 在 CBC 模式下使用 ENC 会话密钥对其进行签名。

"Visa2" 密钥多样化如何在 Gemalto 卡和 GPP 工具中发挥作用？

How does "Visa2" key diversification works in Gemalto cards and in GPP tool?

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