DE10123664A1 - Verfahren zur Schlüsselgenerierung für Signaturkarten - Google Patents

Verfahren zur Schlüsselgenerierung für Signaturkarten

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines Signaturschlüssels für eine Signaturkarte, bei dem zunächst ein geheimer Schlüssel in einer Schlüsselgenerierungseinheit erzeugt wird, im folgenden ein Sitzungsschlüssel durch die Schlüsselgenerierungseinheit und die Signaturkarte erzeugt wird und der erzeugte geheime Schlüssel an die Signaturkarte verschlüsselt übertragen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Generierung von Schlüsseln für Si­ gnaturkarten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Um die Rechtssicherheit bei der Verwendung von digitalen Unterschriften sicherzustellen, gibt es bestimmte Rahmenbedingungen, die gesetzlich vor­ gegeben und ergänzend bzw. genauer definiert in internationalen Normen beschrieben sind. Die beiden wesentlichen Komponenten eines Signatursy­ stems sind dabei das Trust-Center einerseits und die Signaturkarte anderer­ seits. In diesen beiden Instanzen finden die sicherheitsrelevanten Abläufe der digitalen Signatur statt.
In diesem System fällt der Signaturkarte unter anderem die Aufgabe zu, den geheimen Signaturschlüssel aufzubewahren. Die Erzeugung dieses gehei­ men Signaturschlüssels hat in einer sicheren Umgebung zu erfolgen, wobei der Schlüssel entweder in der Karte selbst oder außerhalb der Karte erzeugt wird.
Bei der externen Schlüsselgenerierung ist es bekannt, die Schlüssel in einer Sicherheitsbox zu erzeugen und bei der Personalisierung verschlüsselt in die Signaturkarte einzubringen. Die Personalisierung erfolgt dabei in der siche­ ren Umgebung eines Trust-Centers, wobei der Aufwand vergleichsweise hoch ist, so dass der Einsatz nur für Kleinserien sinnvoll ist.
Bei größeren Mengen von Karten erfolgt die Personalisierung durch Karten­ personalisierer (Beispiel: ec-Karten, Kreditkarten). Eine analoge Übertragung der externen Schlüsselgenerierung auf Kartenpersonalisierer ist aufgrund der hohen Sicherheitsanforderungen für Signaturkarten nicht ohne weiteres möglich. Aus diesem Grund werden bei bekannten Konzepten die Schlüssel in einer Hochsicherheitsumgebung in einem Trust-Center erzeugt, ver­ schlüsselt in eine Datei abgelegt und auf sicherem Weg zum Personalisierer gebracht. Auch dieses Verfahren ist sehr aufwendig, so dass ein sinnvoller Einsatz für die Generierung von Signaturschlüsseln nicht gegeben ist.
Einfacher gestaltet sich die On-Card-Schlüsselgenerierung, bei der der Schlüssel zu keinem Zeitpunkt die Signaturkarte verlässt, wodurch keine besonderen Anforderungen an die Sicherheit der Personalisierungsumge­ bung zu stellen sind. Aufgrund der begrenzten Rechengeschwindigkeiten, die in einer Chipkarte, d. h. dem µC einer Chipkarte zu erreichen sind, erge­ ben sich jedoch sehr lange Generierungszeiten, so dass auch dieses Verfah­ ren nicht für den Einsatz großer Mengen zu personalisierender Karten ge­ eignet ist.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, welches die sichere und wirtschaftliche Generierung von Signaturschlüsseln zuläßt.
Diese Aufgabe wird ausgehend von der Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 durch die kennzeichnenden Merkmale dieses Anspruchs gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen An­ sprüchen angegeben.
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, den geheimen Schlüssel für die Signa­ turkarte in einer Schlüsselgenerierungseinheit zu erzeugen. Vor oder nach der Erzeugung des geheimen Schlüssels kann für den späteren Datenaus­ tausch ein Sitzungsschlüssel zwischen der Schlüsselgenerierungseinheit und der Signaturkarte vereinbart werden. Schließlich wird mit Hilfe des Sit­ zungsschlüssels der in der Schlüsselgenerierungseinheit erzeugte Schlüssel für die Signaturkarte übermittelt.
Entgegen dem Stand der Technik, bei dem die Schlüsselgenerierung in einer Sicherheitsbox ausgeführt wird und der erzeugte Schlüssel verschlüsselt in die Signaturkarte personalisiert wird, wobei die Personalisierung in unmit­ telbarer Umgebung der Sicherheitsbox stattfindet, ist es bei einem Verfahren gemäß der Erfindung nicht notwendig, dass die Schlüsselgenerierungsein­ heiten in einem Trust-Center angeordnet sind, in der die Personalisierung ebenfalls durchgeführt wird.
In vorteilhafter Weise wird die Vereinbarung des Sitzungsschlüssels zu­ sammen mit einer Authentisierung der Schlüsselgenerierungseinheit gegen­ über der Signaturkarte durchgeführt. Auf diese Weise kann erreicht werden, daß die Signaturkarte zunächst eine Überprüfung durchführen kann, ob der Schlüssel tatsächlich von der Schlüsselgenerierungseinheit erhalten wird.
Alternativ dazu kann der übertragene geheime Schlüssel von der Schlüssel­ generierungseinheit unterschrieben werden, so dass die Authentizität des Schlüssels in der Signaturkarte festgestellt werden kann, wodurch sich eben­ falls eine Erhöhung der Sicherheit ergibt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorge­ sehen, dass die Übertragung des erzeugten Schlüssels über eine Online- Datenleitung erfolgt. Bevorzugt ist die Online-Datenleitung, d. h. der Über­ tragungsweg gesichert. Die Sicherung erfolgt vorzugsweise durch Ver­ schlüsselung.
Da die Personalisierungsvorrichtung, mit der der geheime Schlüssel in die Signaturkarte eingebracht wird, in der Regel einen höheren Durchsatz auf­ weist als die Schlüsselgenerierungseinheiten, was zum einen durch die höhe­ re Verarbeitungsgeschwindigkeit der Personalisierungsvorrichtung erreicht wird, zum anderen aber auch dadurch, daß in der Personalisierungsvorrich­ tung gegebenenfalls mehrere Karten parallel bearbeitet werden, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass auch mehrere Schlüsselgenerierungseinheiten parallel betrieben werden. In diesem Fall wird die Koordinierung zwischen den Schlüsselgenerierungseinheiten und der Personalisierungsvorrichtung durch einen Steuerrechner verwaltet.
Eine entsprechende Anordnung ist in der Figur beschrieben.
In der Figur ist eine Personalisierungsvorrichtung 1 dargestellt, welche meh­ rere Karten 11 sequentiell oder parallel personalisieren kann. Die Personali­ sierungsvorrichtung 1 ist über eine bidirektionale Datenleitung, die vor­ zugsweise gesichert ist, mit einem Steuerrechner 3 verbunden, welcher wie­ derum über eine bidirektionale Datenleitung mit einer Schlüsselgenerie­ rungseinrichtung 2 verbunden ist. Der Steuerrechner kann gegebenenfalls auch Teil des Schlüsselgenerierungseinrichtung sein. Die Schlüsselgenerie­ rungseinrichtung enthält wenigstens eine Schlüsselgenerierungseinheit 21, in der der geheime Schlüssel für die Signaturkarte bzw. für die zu bearbeiten­ den Signaturkarten erzeugt werden. Die Schlüsselgenerierungseinrichtung 2 bzw. die Schlüsselgenerierungseinheiten 21 können selbst jeweils durch eine Signaturkarte realisiert sein.
Die Anzahl der Schlüsselgenerierungseinheiten 21 ist abhängig von der An­ zahl der von der Personalisierungsvorrichtung gleichzeitig bzw. sequentiell zu bearbeitenden Karten innerhalb einer Zeiteinheit. Je höher jedoch die Zahl der Schlüsselgenerierungseinheiten 21 ist, um so geringer wird der Ein­ fluß der statistischen Variation von individuellen Schlüsselgenerierungszei­ ten. Insbesondere beim Einsatz von Signaturkarten als Schlüsselgenerie­ rungseinheiten 21 ist dies von Bedeutung, da die Generierungszeit für einen Schlüssel mit einer Signaturkarte im Bereich von 10 bis 40 Sekunden bei ei­ ner 1024 Bit-Verschlüsselung und von 100 bis 400 Sekunden bei einer 2048 Bit-Verschlüsselung liegt.

Claims (7)

1. Verfahren zur Erzeugung eines Signaturschlüssels für eine Signaturkar­ te, mit folgenden Verfahrensschritten:
  • - Erzeugen eines geheimen Schlüssels in einer Schlüsselgenerierungs­ einheit,
  • - Erzeugen eines Sitzungsschlüssels durch die Schlüsselgenerierungs­ einheit und die Signaturkarte,
  • - verschlüsselte Übertragung des erzeugten Schlüssels an die Signatur­ karte.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit Verein­ barung des Sitzungsschlüssels eine Authentisierung der Schlüsselgene­ rierungseinheit gegenüber der Signaturkarte durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die übertra­ genen geheimen Schlüssel von der Schlüsselgenerierungseinheit unter­ schrieben werden, so dass die Authentizität des Schlüssels in der Signa­ turkarte festgestellt werden kann.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung des erzeugten Schlüssels online erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Übertragungsweg gesichert ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Schlüsselgenerierungseinheit eine Signaturkarte eingesetzt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Schlüsselgenerierungseinheiten parallel betrieben werden, wobei die Koordination einer zugeordneten Personalisierungsvorrich­ tung zu den Schlüsselgenerierungseinheiten durch einen Steuerrechner erfolgt.
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