TWI707247B

TWI707247B - 資料保全系統及其使用方法

Info

Publication number: TWI707247B
Application number: TW107147756A
Authority: TW
Inventors: 王傳陞; 洪丞甫; 周淑羚
Original assignee: 中華電信股份有限公司
Priority date: 2018-12-28
Filing date: 2018-12-28
Publication date: 2020-10-11
Also published as: TW202026933A

Abstract

一種資料保全系統及其使用方法，係用以提供晶片卡之保全機制，且該晶片卡包含有應用模組與目標模組，該資料保全系統係包括：應用寫卡模組，係於寫卡作業中將該晶片卡所需之特徵資料寫入該應用模組中；以及保全寫卡模組，係於寫卡作業中將用以保護該特徵資料之目標資料群寫入該目標模組中，其中，該目標資料群係包含特徵資料群與金鑰機制，該特徵資料群係用以儲存該特徵資料，且該金鑰機制係用以保全該特徵資料群。藉由該保全寫卡模組將該目標資料群編寫於該晶片卡中之設計，於進行驗卡作業時，透過驗證該金鑰機制，以確認該晶片卡是否為複製品。

Description

資料保全系統及其使用方法

本發明係揭露一種資料保全系統，特別是一種可用於複合型晶片卡的資料保全系統及其使用方法。

隨著科技與資訊的進步，以往作為身分認證(如身分證、健保卡、學生證、借書證或其它)或是金融交易的電子證件(如優遊卡)、信用卡或金融卡，逐漸整合於一張複合型晶片卡(或聯名卡)中，以提供使用者(或消費者)多卡合一的便利性，且使用的需求量日益遽增。

由於成本的問題或其它針對使用者(或消費者)的信賴原則，晶片卡製造商往往疏於建置晶片卡的保全機制，導致該晶片卡遭有心人士偽造或複製資料的事件發生，造成晶片卡服務端的困擾，故若多卡合一的晶片卡無法有效防止偽造或複製等事件的發生，將會造成社會問題，如詐騙等。因此，如何有效防止晶片卡偽造或複製的情形發生，已成為現今社會中亟需解決的課題。

針對上述的缺點，目前業界已提出一種驗證方法，係透過指紋辨識方式，再配合加密金鑰的保護，以提高晶片卡的安全性，但此方式所需之檢驗設備之成本極高，因而無法增加使用普及率，且此方法並無法得知晶片卡資料是否屬於偽造。

再者，業界亦提出一種管理隱藏區域的方法，係透過磁區標示之控制機制以保護資料無法任意存取，但此方法係藉由建立資料隱蔽性，而非資料本身的完整性與不可否認性，故無法將晶片卡發行端之金鑰與代理發行端(或公正第三方)之憑證作結合。

又，業界更提出一種數位簽章的技術，於發卡階段利用數位簽章先行驗證其資料之完整性與不可否認性，雖然此方法於寫卡階段可於代理發行端(或公正第三方)驗證晶片卡來源的合法性，但無法控管晶片卡於讀取階段中所寫入之資料(如變更資料或偽造資料)的可靠性。

因此，如何輕易且安全地檢驗晶片卡，已成目前亟需解決的課題。

為解決前揭之問題，本發明係提供一種資料保全系統，係用以提供晶片卡之保全機制，且該晶片卡包含有應用模組與目標模組，該資料保全系統係包括：應用寫卡模組，係於寫卡作業中將該晶片卡所需之特徵資料寫入該應用模組中；以及保全寫卡模組，係於寫卡作業中將用以保護該特徵資料之目標資料群寫入該目標模組中，其中，該目標資料群係包含特徵資料群與金鑰機制，該特徵資料群係用以儲存該特徵資料，且該金鑰機制係用以保全該特徵資料群。

前述之資料保全系統中，更包括讀卡模組，係用以於驗卡作業中讀取該晶片卡之應用模組之特徵資料。

前述之資料保全系統中，更包括驗卡模組，係用以於驗卡作業中驗證該應用模組之特徵資料與該晶片卡之目標模組之特徵資料群。例如，該驗卡模組係透過Nonce值進行驗證。

前述之資料保全系統中，該特徵資料係為不可變動之公開資料。

前述之資料保全系統中，該特徵資料群係以主雜湊碼寫入該目標模組中。

前述之資料保全系統中，該金鑰機制係包含主動認證資料群及被動認證資料群，該主動認證資料群係具有公鑰資料，且依據該公鑰資料演算出輔助雜湊碼，俾供作為該被動認證資料群。

前述之資料保全系統中，該晶片卡係為複合型。

本發明更提供一種資料保全系統之使用方法，係包括寫卡作業，其包含有：提供一晶片卡及該資料保全系統，該資料保全系統係包括寫卡裝置及電子裝置，且該晶片卡包含有應用模組與目標模組，其中，該晶片卡係配置有私鑰資料；藉由該寫卡裝置將該晶片卡所需之特徵資料寫入該應用模組中，以形成特徵資料群；藉由該寫卡裝置將該特徵資料利用雜湊法演算，以形成主雜湊碼，且於該主雜湊碼中編入第一輔助雜湊碼而形成特徵值；該寫卡裝置依據該特徵值將該特徵資料群儲存於該晶片卡之目標模組中；於該寫卡裝置中建立主動認證資料群，其中，該主動認證資料群係具有公鑰資料；藉由該寫卡裝置將該公鑰資料結合該特徵值以產生第二輔助雜湊碼，俾供作為被動認證資料群；以及將該主動認證資料群與該被動認證資料群儲存於該晶片卡之目標模組中。

前述之使用方法中，該特徵資料係為不可變動之公開資料。

前述之使用方法中，更包括驗卡作業，其包含有：藉由該電子裝置讀取該晶片卡之目標資料群；令該電子裝置依據該目標資料群而建立Nonce值；將該Nonce值傳輸至該晶片卡，以令該私鑰資料結合該Nonce值，再進行演算以將演算後的結果資料回傳至該電子裝置；令該電子裝置從該目標模組中取得該公鑰資料以進一步驗證該結果資料之有效性；令該電子裝置驗證該被動認證資料群，以確認該晶片卡之可信任憑證；以及令該電子裝置進行該主雜湊碼之比對。例如，該被動認證資料群係具有簽章憑證資料，以藉由該電子裝置驗證該簽章憑證資料，而確認該晶片卡之可信任憑證。進一步，該應用模組係具有根憑證，以透過該簽章憑證資料作簽章。

由上可知，本發明之資料保全系統及其使用方法，主要利用該電子裝置之保全寫卡模組寫入該目標資料群，其依ICAO(國際民航組織，International Civil Aviation Organization)9303規範產製金鑰機制並將該私鑰資料存入該晶片卡中，再寫入公鑰資料，以透過計算該晶片卡之應用模組之特徵資料及該特徵值，而建立防護機制，且於後續於驗卡作業中，可透過該驗卡模組依ICAO 9303規範驗證該PA資料群及該AA資料群，以確認該晶片卡是否為複製品或偽造品，故發卡商或商家藉由本發明之資料保全系統，能輕易且安全地確認該晶片卡之合法性。

1‧‧‧資料保全系統

10‧‧‧晶片卡

10’‧‧‧目標物

10a‧‧‧晶片

110‧‧‧應用模組

120‧‧‧目標模組

130‧‧‧AA資料群

140‧‧‧特徵資料群

150‧‧‧PA資料群

20‧‧‧寫卡裝置

210‧‧‧應用寫卡模組

220‧‧‧保全寫卡模組

30‧‧‧電子裝置

310‧‧‧讀卡模組

320‧‧‧驗卡模組

請參閱有關本發明之詳細說明及其附圖，將可進一步瞭解本發明之技術內容及其目的功效；有關附圖如下：第1圖係為本發明之資料保全系統之寫卡裝置之架構與晶片卡之配置示意圖；第2圖係為本發明之目標群組之架構示意圖；第3圖係為本發明之資料保全系統之使用方法之寫卡作業之過程示意圖；第4圖係為本發明之資料保全系統之電子裝置之架構與晶片卡之配置示意圖；以及第5圖係為本發明之資料保全系統之使用方法之驗卡作業之過程示意圖。

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，下面結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，但並不用於限定本發明。

須知，本說明書所附圖式所繪示之結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技藝之人士之瞭解與閱讀，並非用以限定本創作可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本創作所能產生之功效及所能達成之目的下，均應仍落在本創作所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。同時，本說明書中所引用之如「上」及「一」等之用語，亦僅為便於敘述之明瞭，而非用以限定本創作可實施之範圍，其相對關係之改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本創作可實施之範疇。

請參閱第1圖，其為本發明之跨卡種應用服務的資料保全系統1之寫卡裝置20之架構與晶片卡10之配置示意圖。

如第1圖所示，製造商會依據發卡商之需求製造晶片卡10，以配合市場智能晶片卡及複合型(多卡合一)晶片卡10的需求。於本實施例中，該晶片卡10係為複合型或多卡合一形式，但不以此為限。

例如，製造商所製造之複合型晶片卡10可包含應用模組110(如具有借書證之應用、優遊卡之應用、學生證之應用等)，且該應用模組110之各特徵資料會儲存於該晶片卡10之晶片10a所對應之資料庫(圖略)中，並透過雜湊法(Hash)分別以一主雜湊碼形式儲存於各該資料庫中，其中，該主雜湊碼可為製造商以該應用模組110中的根憑證透過該雜湊法所產出，以加強防偽之保護機制。具體地，該應用模組110可為悠遊卡、信用卡、學生證等任何可寫入資料庫中之模組型態，且該應用模組110所需之特徵資料係為不可變動之公開資料，如姓名、卡號、身分證字號、生日等資料。應可理解地，各該資料庫亦可設於該應用模組110中。

所述之寫卡裝置20係包含複數應用寫卡模組210(如第1至第N個應用寫卡模組，且N為大於1的正整數)，以供製造商依據該應用模組110所需之各特徵資料，藉由各該應用寫卡模組210對應寫入該應用模組110中並儲存於資料庫(如第1至第N個資料庫)中。

所述之寫卡裝置20復包含至少一保全寫卡模組220，係用來保護各該應用模組110之特徵資料，且能讀取各該應用模組110之特徵資料，以於該晶片卡10之目標模組120中建置特徵資料群140而保護各該應用模組110之特徵資料。

於本實施例中，如第2圖所示，當建置該目標模組120時，會依據國際民航組織(International Civil Aviation Organization，簡稱ICAO)之晶片規範(如ICAO 9303)，同時將主動認證(Active Authentication，簡稱AA)資料群130及被動認證(Passive Authentication，簡稱PA)資料群150建立於該目標模組120中，以保護該應用模組110之各特徵資料。例如，該主動認證資料群130係包含有一公鑰資料，且該晶片卡10內建之金鑰產製功能所形成之私鑰資料係儲存於該晶片卡10之晶片10a內，而該晶片卡10之發卡商(或核發者)會將一簽章憑證寫入該被動認證資料群150中，以識別使用者(或消費者)之身分。

請參閱第3圖，係為本發明之寫卡裝置20之寫卡作業之過程示意圖。

如第3圖所示，首先，於步驟S31中，製造商透過該寫卡裝置20之應用寫卡模組210將各卡種(如借書證、優遊卡、學生證或其它)之特徵資料寫入該晶片卡10之該應用模組110(或資料庫)內；接著，於步驟S32中，透過該寫卡裝置20之保全寫卡模組220讀取該晶片卡10之資料庫有關該應用模組110之各特徵資料，即讀取該主雜湊碼，使該保全寫卡模組220再一次運用該雜湊法(Hash)，於各該主雜湊碼中分別加入第一輔助雜湊碼(如一組亂數)，以加強保護機制，並透過計算該些第一輔助雜湊碼的方式以產生特徵值。

之後，於步驟S33~S35中，該保全寫卡模組220分別在該晶片卡10之目標模組120中建立目標資料群，如該主動認證資料群(AA資料群)130、對應該應用模組110之特徵資料群140及被動認證資料群(PA資料群)150等。具體地，該保全寫卡模組220依據其所計算之特徵值(來自該第一輔助雜湊碼)將該應用模組110之各特徵資料及該特徵值儲存於該晶片卡10之目標模組120中以形成該特徵資料群140，再將該AA資料群130的公鑰資料結合該特徵值並利用該雜湊法(Hash)以產生第二輔助雜湊碼而形成該PA資料群150，且將該AA資料群130與該PA資料群150儲存於該晶片卡10之目標模組120中。藉此，該製造商完成該晶片卡10之製作。

於後續應用中，當使用者(或消費者)於使用該晶片卡10時，若應用端(如商家或公正第三方)需要檢驗該晶片卡10之真偽性，可藉由一電子裝置30(如第4圖所示)讀取該晶片卡10中之各該應用模組110以進行檢驗作業。

所述之電子裝置30係包括一讀卡模組310及一驗卡模組320。

於本實施例中，該讀卡模組310係用以讀取該應用模組110之各特徵資料，且該驗卡模組320係用以分析該應用模組110之各特徵資料及該目標模組120內的目標資料群(如第2圖所示之特徵資料群140、PA資料群150及AA資料群130)，以依據其所擷取或讀取之目標資料群而建立密碼數值(即Nonce)，供進行驗證，其中，Nonce值可為8-byte的數值。

具體地，在資訊安全中，所述之Nonce係為一個在加密通訊只能使用一次的數字，且在認證協定中，其往往是一個隨機或偽隨機數，以避免重送攻擊；另一方面，Nonce也用於串流加密法以確保安全。因此，若需要使用相同的金鑰加密一個以上的訊息時，則需以Nonce確保不一樣的訊息與該金鑰所加密的金鑰流為不相同。

再者，於消費者使用該晶片卡10時，該電子裝置30僅藉由該讀卡模組310讀取該應用模組110之其中一特徵資料。另一方面，若商家懷疑該晶片卡10之真偽性時，可透過該驗卡模組320進行驗卡作業。

進一步，請參閱第5圖，係為本發明之電子裝置30對於目標物10’(如商家懷疑之晶片卡)之驗卡作業之過程示意圖。

如第5圖所示，首先，於步驟S51中，令該驗卡模組320讀取該目標模組120內的目標資料群，使該驗卡模組320所建立之Nonce值會傳輸至該目標模組120中的被動認證資料群150，以令該AA資料群130將該目標物10’之晶片10a內的私鑰資料結合該Nonce值，再透過該AA資料群130中的指令進行演算以將演算後的結果資料回傳至該驗卡模組320中，其中，此演算過程可視同一種加密行為。

接著，於步驟S52中，該驗卡模組320會從該目標模組120中取得該AA資料群130的公鑰資料以進一步驗證該結果資料是否有效。具體地，由於每一張晶片卡10之私鑰資料係由該晶片卡10之硬體(如該晶片10a)保護，因而即使透過複製方式或軟體竄改方式皆無法取得該私鑰資料之任何內容，故當該Nonce值無法與該目標物10’之私鑰資料結合時，則該公鑰資料將無法驗證該結果資料，因而此狀況可表示為該目標物10’中的資料屬於不可信任(即偽造可能性極高)之狀態。

另一方面，於步驟S53中，當該Nonce值(或該結果資料)驗證通過後，該驗卡模組320會驗證該PA資料群150內的簽章憑證，以確認該簽章憑證係由代理商(或第三公正方)所核發之可信任憑證。具體地，由於製造商在製卡過程中會將該應用模組110之根憑證針對該主雜湊碼透過該簽章憑證作簽章，故當該簽章憑證經由該驗卡模組320驗證通過後，即表示該目標物10’內所構成的憑證鏈係可受信任。

最後，於步驟S54中，該驗卡模組320會將該應用模組110之主雜湊碼進行比對。於本實施例中，若經比對後之該應用模組110之主雜湊碼與製造商於製作該晶片卡10時之主雜湊碼係相同時，則表示該目標物10’之資料不屬於複製者或竄改者，即表示各該特徵資料群140係為可信任狀態，且也可藉由比對各該第二輔助雜湊碼，確認該應用模組110之特徵值的真實性，即確認該目標物10’為製造商所製作之晶片卡10。

綜上所述，本發明之資料保全系統1，係藉由該保全寫卡模組220將該目標資料群(AA資料群130、特徵資料群140及PA資料群150或其它等)寫入該晶片卡10之目標模組120中，以強化加密防偽的能力，並使任何人均能藉由該電子裝置30進行檢驗作業，故相較於習知技術，本發明之資料保全系統1不僅能普及化，且能確保該晶片卡10內之資料完整無誤，以證實該晶片卡10內之資料之不可否認性，因而提升該多卡合一型晶片卡10之驗證可靠度。

上述實施例係用以例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修改。因此本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。