CN102332981A

CN102332981A - 三层密钥的加密方法及银行交易***

Info

Publication number: CN102332981A
Application number: CN201110308110A
Authority: CN
Inventors: 崔再彬
Original assignee: SHENZHEN VODATONE INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: SHENZHEN VODATONE INDUSTRY Co Ltd
Priority date: 2011-10-12
Filing date: 2011-10-12
Publication date: 2012-01-25

Abstract

本发明公开一种三层密钥的加密方法及银行交易***。其中，所述方法包括：以明文方式提供初始化主密钥；使用初始化主密钥对主密钥的密文进行解密，产生主密钥的明文；使用主密钥的明文，对工作密钥的密文进行解密，产生工作密钥的明文。由于三层密钥加密体系中的初始主密钥是动态更新的，初次通过加密机产生的初始主密钥只能使用一次后就会失效，有效防范了内控风险。同时，主密钥的经常更换，也有效防止数据在网络传输过程中被破解、被篡改、传送失败等风险。本发明提出的三层密钥加密方法尤其适合用在银行交易***中，能够有效的确保保证交易安全。

Description

三层密钥的加密方法及银行交易***

技术领域

本发明涉及一种数据加密技术，尤其是涉及一种三层密钥的加密方法，以及使用该加密方法实现的银行交易***。

背景技术

我们知道，金融行业有很多数据要在网络上传递，包括从前置到主机，从自助终端到前置等，这些数据在网络上传来传去，我们很容易就会想到安全性的问题，如果这些数据被人窃取或拦截下来，那我们怎么敢在银行存钱了。由此可以说明，金融行业因为对数据比较敏感，所以对数据的加密也相应的比较重视。

假设我们有一段数据，是ATM（Automatic Teller Machine）取款的报文，包括一个人的磁***、密码、取款金额，现在需要将这些数据从一台ATM机器传到前置机处理，这些数据是比较机密的，如果被人窃取了（比如通过银行专用的内部网络或其他方式），就可以用该***和密码把账户中的钱取走。

既然保证交易数据不被窃取的可能性很小，那我们何不变换一下思路：如果将交易数据进行加密，即使窃取到加密后的交易数据，也是一些无用的乱码，这样能够在一定程度上提高银行交易***的安全性。

比如，当大前置***接收到ATM上报的交易数据后，需要对交易数据进行反处理，即与ATM完全步骤相反的数据处理，即可得到明文的数据。再进一步考虑：如果因为某种原因，报文中的取款金额被改变了，这样就会导致ATM上显示的账户金额与大前置***中该账户的金额不一致。因此，需要加上一个验证机制，当大前置***收到ATM发送的一个报文时，能够确认报文中的数据在网络传输过程中没有被更改过。

因此，银行交易***的安全涉及到交易处理的各个环节，需要一种安全的加密方式来保证交易安全。

发明内容

本发明的实施例提出一种使用在银行交易***中的三层密钥的加密方法，初始主密钥是动态更新的，且主密钥的经常更换，从而解决各种交易数据在银行交易***的网络传输过程中被破解、被篡改、传送失败等风险的问题。

本发明采用如下技术方案实现：一种三层密钥的加密方法，其包括步骤：

以明文方式提供初始化主密钥；

使用初始化主密钥对主密钥的密文进行解密，产生主密钥的明文；

使用主密钥的明文，对工作密钥的密文进行解密，产生工作密钥的明文。

其中，使用初始化主密钥通过3DES算法对主密钥的密文进行解密。

其中，使用主密钥的明文通过3DES算法对工作密钥的密文进行解密。

其中，本次主密钥的明文作为下次的初始化主密钥。

另外，本发明还提供一种银行交易***，所述***包括ATMC、ATMP、与ATMP相连的银行后台***；银行后台***包括至少包括大前置***、与大前置***相连的加密机和账务***；

由ATMC向加密机申请主密钥，加密机以密文形式返回的主密钥、验证码，ATMC使用明文提供的初始主密钥解密出主密钥的明文并计算验证码，如果验证码一致，则将主密钥的明文写入ATMC的密码键盘；

ATMC向银行后台***请求工作密钥，银行后台***会返回工作密钥的密文、验证码，ATMC使用主密钥对工作密钥的密文解密，产生工作密钥的明文和验证码，如果验证码一致，则将工作密钥的明文写入ATMC的密码键盘；

ATMC使用工作密钥的明文采用ISO ANSI X9.8的方式加密产生PIN BLOCK数据，并按MAC算法进行运算，MAC运算结果随交易报文上送ATMP；

由ATMP验证PIN BLOCK和MAC运算结果。

其中，初始主密钥是由加密机产生。

其中，加密机产生A密钥和B密钥，A密钥与B密钥进行异或后就是初始主密钥。

其中，验证码是使用主密钥或工作密钥对8个零进行加密产生。

其中，工作密钥包括个人密码数据加密密钥和报文数据加密密钥，个人密码数据加密密钥用来对持卡人的个人账号、密码进行加密，而报文数据加密密钥用来加密ATMC与ATMP之间的通讯报文。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

由于三层密钥加密体系中的初始主密钥是动态更新的，初次通过加密机产生的初始主密钥只能使用一次后就会失效，有效防范了内控风险。同时，主密钥的经常更换，也有效防止数据在网络传输过程中被破解、被篡改、传送失败等风险。本发明提出的三层密钥加密方法尤其适合用在银行交易***中，能够有效的确保保证交易安全。

附图说明

图1是三层密钥加密处理的流程示意图；

图2是银行交易***的示意图;

图3是银行交易***按三层密钥加密处理的流程示意图。

具体实施方式

如图1所示的三层密钥加密处理的流程图：

第一层密钥为初始化主密钥（Initial Master Key，IMK），用于采用3DES算法加密/解密主密钥。在一个优选实施例中，初始化主密钥长度为16个字节128位长度。为了使用方便，一般会转化为BCD码提供，这样就为32个ASC码字符。

第二层密钥为主密钥（Master Key，MK），采用3DES/DES算法加密/解密第三层。在一个优选实施例中，主密钥长度为16个字节128位，以32个ASC码字符表示。

第三层密钥为工作密钥，包括个人密码数据加密密钥（PIK）和报文数据加密密钥（MAK）。PIK用来对持卡人的个人账号、密码进行加密，长度为16个字节128位，可以表示为32个ASC码。MAK用来对通讯报文进行加密，如果MAC加密算法为3DES，则长度为16个字节；如果采用DES加密算法，则长度为8个字节。

在三层密钥加密***中，初始化主密钥（Initial MK）是以明文提供，运用3DES算法使用初始化主密钥可以对主密钥（MK）的密文进行解密，产生主密钥的明文；然后，3DES算法再使用主密钥的明文，对PIK和MAK的密文进行解密，产生PIK和MAK的明文。这样就可以使用PIK的明文采用ISO ANSI X9.8 规范对PIN BLOCK（3DES/DES算法使用PIK对持卡人个人密钥和账户进行加密运算产生）进行加密，使用MAK对交易报文中的重要数据进行加密。

其中，ISO ANSI X9.8 规范中，PIN BLOCK格式等于PIN按位异或主账号(PAN)：

其中，PIN格式如下表1所示：

位置	长度	说明
			1	1 BYTE	PIN长度
2	7 BYTE	6-12位PIN(每个字符占4个BIT，不足右补F)

表 1

PAN格式如下表2所示：

位置	长度	说明
			1	2 BYTE	％H0000
2	6 BYTE	取主账号的右12位（不包括最右边的校验位）

表 2

例如：明文PIN为：123456，

假设：磁卡上的PAN：1234 5678 9012 3456 78

截取下的PAN：6789 0123 4567

则，用于PIN加密的PAN为：0x00 0x00 0x67 0x89 0x01 0x23 0x45 0x67

PIN BLOCK为：0x06 0x12 0x34 0x56 0xFF 0xFF 0xFF 0xFF

异或运算的结果：0x00 0x00 0x67 0x89 0x01 0x23 0x45 0x67

结果为：0x06 0x12 0x53 0xDF 0xFE 0xDC 0xBA 0x98

如图2所示，是将三层密钥加密***具体运用在银行交易***的实例。

ATM（ATM，Automatic Teller Machine） C端或ATMC（ATM Control）运行在ATM中的控制软件，主要由主机、存取款模块、打印模块、密码键盘模块、运送通道、钞箱模块等组成，其中密码键盘是用来进行硬加密使用。其中，初始化主密钥（Initial MK）、主密钥（MK）、工作密钥（包括PIK和MAK）都是写入密码键盘中。

ATM P端（ATM Preconsole）或ATMP或ATM前置***界于ATM主机业务***和银行后台***之间，主要用于实现ATM设备管理、通信方式规范化、交易报文格式转换与转发等功能。ATMP按照银行规定的报文格式通过TCP/IP协议通讯，负责接收ATMC的交易请求报文后转发给大前置***。

大前置***收到ATMP转发的交易请求报文后，大前置***将交易请求报文发至加密机进行加密认证，认证通过后发送到帐务***处理。

加密机主要用来产生密钥和进行数据认证。

帐务***进行交易的帐务处理。

结合图3所示。具体来说，银行交易***按三层密钥进行加密处理的流程如下：

初始主密钥是由银行后台***中的加密机产生，一般产生A密钥和B密钥，A、B密钥都是32个字符，A、B密钥进行异或后就是初始主密钥。A、B密钥一般分开存放在两个密码信封里。

银行ATM管理员在其中一个ATMC中分别录入A密钥和B密钥，一般分别由两个人背靠背分别录入，保证初始主密钥的安全。由ATMC对A密钥和B密钥进行异或运算后得到初始主密钥，且初始主密钥保存在ATMC的密码键盘中。初始主密钥只能在ATMC提供的操作界面进行设置，而不能从ATMC的密码键盘中读取初始主密钥。

初始主密钥设置完成后，由ATMC向银行后台***的加密机申请主密钥，加密机返回的主密钥是以经初始主密钥加密过的密文形式返回，需要使用初始主密钥解密出主密钥明文并写入ATMC的密码键盘。

为了保证解密出的主密钥是正确的，加密机同时还会返回验证码，验证码是加密机使用主密钥对8个零进行加密产生；ATMC用解密出的主密钥也对8个零加密，加密的结果如果与银行后台***中加密机返回的验证码相同，则返回的主密钥是有效的。本次的主密钥就是下次的初始主密钥。

PIK和MAK统称工作密钥。获取到主密钥后，ATMC再次发送报文向银行后台***的加密机请求工作密钥，银行后台***会返回PIK和MAK的密文、PIK和MAK的验证码。ATMC使用主密钥对PIK、MAK的密文解密，产生PIK和MAK明文，同样使用PIK和MAK对8个零进行加密来验证PIK和MAK的正确性。验证通过的PIK和MAK写入ATMC的密码键盘。

成功申请到PIK和MAK后，就可以使用PIK采用ISO ANSI X9.8的方式加密产生PIN BLOCK数据（即对持卡人的个人账号、密码进行加密），使用MAK对交易重要数据采用MAC算法运算（即ATMC使用MAK对ATMC与ATMP之间的通讯报文进行加密），产生的MAC运算结果随交易报文上送ATMP。

收到ATMC的通信报文后，ATMP采用与ATMC同样的方式进行计算PIN BLOCK和MAC运算结果，结果一致则报文通过，即ATMP对交易数据的认证通过。

综上所述，由于三层密钥加密体系中的初始主密钥是动态更新的，初次通过加密机产生的初始主密钥只能使用一次后就会失效，有效防范了内控风险。同时，主密钥的经常更换，也有效防止数据在网络传输过程中被破解、被篡改、传送失败等风险。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种三层密钥的加密方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

以明文方式提供初始化主密钥；

2.根据权利要求1所述三层密钥的加密方法，其特征在于，使用初始化主密钥通过3DES算法对主密钥的密文进行解密。

3.根据权利要求1所述三层密钥的加密方法，其特征在于，使用主密钥的明文通过3DES算法对工作密钥的密文进行解密。

4.根据权利要求1或2或3所述三层密钥的加密方法，其特征在于，本次主密钥的明文作为下次的初始化主密钥。

5.一种银行交易***，所述***包括ATMC、ATMP、与ATMP相连的银行后台***；银行后台***包括至少包括大前置***、与大前置***相连的加密机和账务***；其特征在于：

由ATMP验证PIN BLOCK和MAC运算结果。

6.根据权利要求5所述银行交易***，其特征在于，本次主密钥的明文作为下次的初始化主密钥。

7.根据权利要求5所述银行交易***，其特征在于，初始主密钥是由加密机产生。

8.根据权利要求7所述银行交易***，其特征在于，加密机产生A密钥和B密钥，A密钥与B密钥进行异或后就是初始主密钥。

9.根据权利要求5所述银行交易***，其特征在于，验证码是使用主密钥或工作密钥对8个零进行加密产生。

10.根据权利要求5所述银行交易***，其特征在于，工作密钥包括个人密码数据加密密钥和报文数据加密密钥，个人密码数据加密密钥用来对持卡人的个人账号、密码进行加密，而报文数据加密密钥用来加密ATMC与ATMP之间的通讯报文。