一種基于安全機芯的存取款安全控制方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于安全機芯的存取款安全控制方法及系統(tǒng)，在存取款機芯中布放安全芯片，置于自動柜員機的保險柜內(nèi)。機芯安全芯片簡稱安全機芯，安全機芯與自助柜員機前置系統(tǒng)(ATMP)進行通訊，通過證書下發(fā)、密鑰交換，實現(xiàn)安全機芯與自助柜員機前置系統(tǒng)(ATMP)的安全通信，ATMP(自助柜員機前置系統(tǒng))授權機芯出鈔，同時對存款金額校驗。本發(fā)明通過安全機芯與ATMP的安全通信，對身份進行認證，對發(fā)出的指令進行合法驗證，對發(fā)出的消息進行加密，ATMP授權機芯出鈔，檢驗存款金額，本發(fā)明能有效認證與加解密，進行完整性保護，防篡改，防重放攻擊保護，提高了ATM的安全性。
【專利說明】一種基于安全機芯的存取款安全控制方法及系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于安全機芯的存取款安全控制方法及系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002]隨著社會的不斷進步和金融業(yè)的不斷發(fā)展，以電子技術、計算機技術等多種技術為基礎的銀行ATM(自動柜員機)有了很大的發(fā)展。在我國ATM已經(jīng)遍布各個城市，銀行ATM可以很方便地為客戶提供自動取款、存款功能，節(jié)省了大量的人力、物力，減輕了銀行的工作量。目前銀行ATM已經(jīng)日益成為銀行服務中一種不可或缺的服務手段。
[0003]目前，關于ATM的金融犯罪活動同益增多，2010年的，全球黑客大會上，全球最牛的黑客杰克成功的演示了如何入侵安裝兩種不同系統(tǒng)的ATM取款機，并且當場讓ATM取款機吐鈔。目前對ATM成功的攻擊都是直接針對ATM機的出鈔模塊，通過直接向鈔箱發(fā)送出鈔指令，可以繞開ATM的安全防范使ATM進行吐鈔，ATM機的出鈔模塊是金融信息安全中最為廣泛，最容易受到攻擊的部分，需要受到更加強化的安全保護，因此如何解決ATM的安全問題受到金融界和社會的高度重視，研究及制定ATM出鈔模塊的安全對策勢在必行。
[0004]現(xiàn)有ATM中存取款現(xiàn)金模塊及其通訊系統(tǒng)的缺點:
[0005](I)現(xiàn)有的ATM存取款現(xiàn)金模塊都由ATMC通過WOSA通信協(xié)議來控制機芯的存取款動作，對發(fā)出的指令缺少合法性認證，對發(fā)出的消息進行篡改以及對驅(qū)動調(diào)用者的身份、指令重放防范缺少有效防范。
[0006](2)現(xiàn)有的ATM存取款現(xiàn)金模塊沒有對操作者進行身份認證、完整性認證和不可抵賴性認證，缺乏軟件安全保護，缺乏第三方認證機構，讓黑客有機可乘，還可能由于銀行管理上的漏洞造成監(jiān)守自盜的安全事故。圖1和圖2展現(xiàn)了攻擊ATM的兒種方式。如圖1,2所不，對于現(xiàn)有的取款操作，攻擊者攻擊出鈔模塊，模擬工控機，欺騙出鈔模塊出鈔；攻擊者攻擊工控機，模擬ATMP，欺騙工控機出鈔。對于現(xiàn)有的存款操作，攻擊者攻擊工控機和ATMP，截取ATM存款報文，偽造存款請求。
[0007]因此，有必要設計一種新型的存取款安全控制方法及系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對現(xiàn)有ATM(自動柜員機)中存取款模塊易受攻擊，存在安全隱患，本發(fā)明提供一種基于安全機芯的存取款安全控制方法及系統(tǒng)，該基于安全機芯的存取款安全控制方法及系統(tǒng)安全性高，易于實施。
[0009]發(fā)明的技術解決方案如下:
[0010]一種機芯立體安全控制系統(tǒng)，包括依次連接的ATM、ATMP和銀行系統(tǒng)，所述的ATMP為自助柜員機前置系統(tǒng)，其特征在于，在ATM中布放安全機芯，所述的安全機芯為機芯安全芯片；ATM中的安全機芯和ATMP中有證書授權中心CA下發(fā)的安全證書；安全機芯與自助柜員機前置系統(tǒng)(ATMP)通過證書下發(fā)和密鑰交換實現(xiàn)安全通信，從而對身份進行認證，對發(fā)出的指令進行合法驗證，對發(fā)出的消息進行加密，驗證成功后，若為取款操作，則由ATMP授權ATM出鈔；若為存款操作，則ATMP對存款金額進行校驗，然后上報到銀行系統(tǒng)。【具體為銀行系統(tǒng)的銀行賬務系統(tǒng)】。
[0011]所述的密鑰交換包括步驟:
[0012](I)安全機芯上電后，ATM安全機芯發(fā)起隨機數(shù)請求【隨機數(shù)防重放】，包括以下步驟:
[0013]I) ATM安全機芯向ATMP發(fā)起8字節(jié)隨機數(shù)請求；
[0014]2) ATMP調(diào)用加密機產(chǎn)生8字節(jié)隨機數(shù)RND ；
[0015]3) ATMP將隨機數(shù)RND發(fā)給ATM安全機芯；
[0016](2) ATM安全機芯接收隨機數(shù)后，上送證書與簽名，包括以下步驟:
[0017]I) ATM安全機芯存儲隨機數(shù)RND，對隨機數(shù)簽名，得到SigSKATMSM (RND)；
[0018]2) ATM安全機芯上送機芯證書Cert ATMSM與簽名Sig SKATMSM(RND)給ATM上的自助柜員端控制系統(tǒng)ATMC ；
[0019]3) ATMC把機芯證書Cert ATMSM、隨機數(shù)簽名SigSKATMSM (RND)組包到48域，發(fā)送給 ATMP ；
[0020](3)ATMP收到安全機芯的證書與簽名后【簽名可以防抵賴】，按以下步驟響應:
[0021]DATMP調(diào)用加密機用CA根證書驗簽機芯證書的有效性；
[0022]2)證書驗證成功后，ATMP調(diào)用加密機保存安全機芯的公鑰，對機芯的簽名、加密機內(nèi)存儲的隨機數(shù)進行驗簽；
[0023]3)驗證機芯合法身份后，ATMP從加密機讀取ATMP證書CertATMP，并調(diào)用加密機對隨機數(shù)RND簽名，得到SigSKATMP (RND)；
[0024]4) ATMP 將證書 CertATMP 和簽名 SigSKATMP (RND)組包到 48 域，發(fā)給 ATMC ；
[0025]5) ATMC解包，發(fā)給安全機芯；
[0026](4) ATM安全機芯收到ATMP的證書與簽名后，按以下步驟響應:
[0027]I)安全機芯用CA根證書驗簽ATMP證書CertATMP的有效性；
[0028]2)證書驗證成功后，安全機芯保存ATMP的公鑰，對ATMP的簽名SigSKATMP (RND)、安全機芯內(nèi)存儲的隨機數(shù)進行驗簽，驗證ATMP的合法身份；
[0029](5)安全機芯在驗證完ATMP身份信息無誤，公鑰交換成功前提下，發(fā)起“簽到”交易，安全機芯將簽到的請求信息發(fā)送到ATMP，簽到的請求信息包括終端的終端號、IP地址、ATMC版本號以及密鑰類型(DES、3DES、SM4)；
[0030](6)ATMP收到簽到請求后，ATMP對請求信息進行檢驗，檢驗成功后,在加密機中產(chǎn)生會話密鑰，同時在加密機中用機芯公鑰對會話密鑰進行加密；并下發(fā)簽到響應報文到安全機芯；簽到響應報文包括工作密鑰、會話密鑰、終端檢驗時間和ATMP版本號。
[0031]取款流程為:
[0032]I)取款請求:持卡人發(fā)起取款請求,ATMC組織持卡人信息并從安全機芯獲取到隨機數(shù)后發(fā)送給ATMP ；
[0033]2)基于秘鑰交換過程，ATMP得到取款交易后臺即銀行系統(tǒng)的授權;ATMP用會話密鑰加密金額I RND (I表示連接符，連接兩個字符串)同時把ATMC請款金額、會話密鑰加密過的金額I RND、ATMP返回的響應碼發(fā)給ATM端；
[0034]3)如果ATMP返回的響應碼為“00 “，表示請款交易成功，安全機芯解密金額I RND的密文，得到授權金額，同時授權金額與請款金額作比對；比對正確，機芯執(zhí)行出鈔動作，若不正確，機芯上報錯誤信息給ATMC，ATMC根據(jù)錯誤信息組織金額沖正信息，進行沖正交易【沖正是金融領域用來確保交易的完整性而設立的交易。通常只對持卡人賬戶余額發(fā)生變化的原始交易才設置沖正交易，把錯誤的記賬沖銷。】。
[0035]存款流程為:
[0036]I)存款者在ATM機啟動存款操作后【即在人機界面上選擇存款后】，ATMC向ATMP申請隨機數(shù)；
[0037]2) ATMP響應本次存款所需要的隨機數(shù)；
[0038]3)ATMC收到隨機數(shù)以后，驅(qū)動設備進入放鈔模式，安全機芯每收到一個放鈔過程，都會把放鈔明細明文及放鈔明細I隨機數(shù)組合的密文傳給ATMC，ATMC直接用明文作為回顯信息給用戶，把密文則在存款交易中傳給ATMP ；
[0039]4) ATMC組織信息發(fā)起本次存款請求；
[0040]5)與ATMP相連同一安全體系內(nèi)的加密機解密存款明細I隨機數(shù)；
[0041]6)ATMP驗證隨機數(shù)正確后，根據(jù)存款明細計算存款金額，若存款金額與上送金額一致，ATMP組包發(fā)給銀行系統(tǒng)，完成存款；若不一致，ATMP通知ATMC，存款失敗。
[0042]一種機芯立體安全控制方法，通過在ATM中布放安全機芯以及基于證書和秘鑰實現(xiàn)安全控制；
[0043]所述的安全機芯為機芯安全芯片；ATM中的安全機芯和ATMP中有證書授權中心CA下發(fā)的安全證書；安全機芯與自助柜員機前置系統(tǒng)(ATMP)通過證書下發(fā)和密鑰交換實現(xiàn)安全通信，從而對身份進行認證，對發(fā)出的指令進行合法驗證，對發(fā)出的消息進行加密，驗證成功后，若為取款操作，則由ATMP授權ATM出鈔；若為存款操作，則ATMP對存款金額進行校驗，然后上報到銀行系統(tǒng)。
[0044]所述的密鑰交換包括步驟:
[0045](I)安全機芯上電后，ATM安全機芯發(fā)起隨機數(shù)請求【隨機數(shù)防重放】，包括以下步驟:
[0046]I) ATM安全機芯向ATMP發(fā)起8字節(jié)隨機數(shù)請求；
[0047]2) ATMP調(diào)用加密機產(chǎn)生8字節(jié)隨機數(shù)RND ；
[0048]3) ATMP將隨機數(shù)RND發(fā)給ATM安全機芯；
[0049](2) ATM安全機芯接收隨機數(shù)后，上送證書與簽名，包括以下步驟:
[0050]I) ATM安全機芯存儲隨機數(shù)RND，對隨機數(shù)簽名，得到SigSKATMSM (RND)；
[0051 ] 2) ATM安全機芯上送機芯證書Cert ATMSM與簽名Sig SKATMSM(RND)給ATM上的自助柜員端控制系統(tǒng)ATMC ；
[0052]3) ATMC把機芯證書Cert ATMSM、隨機數(shù)簽名SigSKATMSM (RND)組包到48域，發(fā)送給 ATMP ；
[0053](3)ATMP收到安全機芯的證書與簽名后【簽名可以防抵賴】，按以下步驟響應:
[0054]DATMP調(diào)用加密機用CA根證書驗簽機芯證書的有效性；
[0055]2)證書驗證成功后，ATMP調(diào)用加密機保存安全機芯的公鑰，對機芯的簽名、加密機內(nèi)存儲的隨機數(shù)進行驗簽；
[0056]3)驗證機芯合法身份后，ATMP從加密機讀取ATMP證書CertATMP，并調(diào)用加密機對隨機數(shù)RND簽名，得到SigSKATMP (RND)；
[0057]4) ATMP 將證書 CertATMP 和簽名 SigSKATMP (RND)組包到 48 域，發(fā)給 ATMC ；
[0058]5) ATMC解包，發(fā)給安全機芯；
[0059](4) ATM安全機芯收到ATMP的證書與簽名后，按以下步驟響應:
[0060]I)安全機芯用CA根證書驗簽ATMP證書CertATMP的有效性；
[0061 ] 2)證書驗證成功后，安全機芯保存ATMP的公鑰，對ATMP的簽名SigSKATMP (RND)、安全機芯內(nèi)存儲的隨機數(shù)進行驗簽，驗證ATMP的合法身份；
[0062](5)安全機芯在驗證完ATMP身份信息無誤，公鑰交換成功前提下，發(fā)起“簽到”交易，安全機芯將簽到的請求信息發(fā)送到ATMP，簽到的請求信息包括終端的終端號、IP地址、ATMC版本號以及密鑰類型(DES、3DES、SM4)；
[0063](6)ATMP收到簽到請求后，ATMP對請求信息進行檢驗，檢驗成功后,在加密機中產(chǎn)生會話密鑰，同時在加密機中用機芯公鑰對會話密鑰進行加密；并下發(fā)簽到響應報文到安全機芯；簽到響應報文包括工作密鑰、會話密鑰、終端檢驗時間和ATMP版本號。
[0064]取款流程為:
[0065]I)取款請求:持卡人發(fā)起取款請求,ATMC組織持卡人信息并從安全機芯獲取到隨機數(shù)后發(fā)送給ATMP ；
[0066]2)基于秘鑰交換過程，ATMP得到取款交易后臺即銀行系統(tǒng)的授權;ATMP用會話密鑰加密金額I RND (I表示連接符，連接兩個字符串)同時把ATMC請款金額、會話密鑰加密過的金額I RND、ATMP返回的響應碼發(fā)給ATM端；
[0067]3)如果ATMP返回的響應碼為“00 “，表示請款交易成功，安全機芯解密金額I RND的密文，得到授權金額，同時授權金額與請款金額作比對；比對正確，機芯執(zhí)行出鈔動作，若不正確，機芯上報錯誤信息給ATMC，ATMC根據(jù)錯誤信息組織金額沖正信息，進行沖正交易【沖正是金融領域用來確保交易的完整性而設立的交易。通常只對持卡人賬戶余額發(fā)生變化的原始交易才設置沖正交易，把錯誤的記賬沖銷。】。
[0068]存款流程為:
[0069]I)存款者在ATM機啟動存款操作后【即在人機界面上選擇存款后】，ATMC向ATMP申請隨機數(shù)；
[0070]2) ATMP響應本次存款所需要的隨機數(shù)；
[0071]3)ATMC收到隨機數(shù)以后，驅(qū)動設備進入放鈔模式，安全機芯每收到一個放鈔過程，都會把放鈔明細明文及放鈔明細I隨機數(shù)組合的密文傳給ATMC，ATMC直接用明文作為回顯信息給用戶，把密文則在存款交易中傳給ATMP ；
[0072]4) ATMC組織信息發(fā)起本次存款請求；
[0073]5)與ATMP相連同一安全體系內(nèi)的加密機解密存款明細I隨機數(shù)；
[0074]6) ATMP驗證隨機數(shù)正確后，根據(jù)存款明細計算存款金額，若存款金額與上送金額一致，ATMP組包發(fā)給銀行系統(tǒng)，完成存款；若不一致，ATMP通知ATMC，存款失敗。
[0075]本發(fā)明通過ATMP(自助柜員機前置系統(tǒng))、ATMC(自助柜員端控制系統(tǒng))、安全機芯的安全體系建立和有機整合，構建立體安全控制系統(tǒng)，在存取款機芯上布放安全芯片，并置于ATM中的保險柜內(nèi)。銀行CA中心下發(fā)ATMP證書和安全機芯證書，銀行專員下載ATMP證書和安全機芯證書，通過證書下發(fā)、密鑰交換，進行身份認證，對發(fā)出的指令進行合法驗證，對發(fā)出的消息進行加密，實現(xiàn)安全機芯與ATMP的安全通訊，ATMP授權機芯出鈔，對存款金額校驗上報。存取款操作由無控制優(yōu)化為:進行了安全控制，可跟蹤審計且不可抵賴，解決了自助柜員機在非法入侵時的現(xiàn)金安全問題，并解決在運維、非受控狀態(tài)下的現(xiàn)金安全控制問題。
[0076]所述的安全機芯是指在存取款機芯中添加安全芯片，包含安全芯片的存取款機芯簡稱安全機芯，用于存儲密鑰，通過安全機芯與ATMP(自助柜員機前置系統(tǒng))進行安全數(shù)據(jù)傳輸，確保對存取款模塊的安全控制。
[0077]所述的密鑰體系采用成熟的PKI (公鑰基礎設施)體系來管理密鑰，其中CA中心由銀行或?qū)I(yè)CA機構進行管理，提供申請證書、分發(fā)證書、驗證證書、銷毀證書等功能，密鑰管理包括證書下發(fā)和密鑰交換兩部分。
[0078]所述的證書下發(fā)是CA(證書授權中心)中心下發(fā)CA根證書、ATMP證書，銀行專員將CA根證書、ATMP證書下載到ATMP (自助柜員機前置系統(tǒng))。
[0079]所述的證書下發(fā)是CA中心下發(fā)CA根證書、安全機芯證書，銀行專員將CA根證書、安全機芯證書下載到ATM安全機芯中。
[0080]有益效果:
[0081]本發(fā)明針對目前ATM存取款模塊存在的問題和趨勢，在存取款安全方面首次提出安全機芯與ATMP進行密鑰交換，實現(xiàn)存取款模塊與ATMP安全通訊的新方法，來提高自動柜員機的安全性。
[0082]通過CA中心下發(fā)CA根證書、ATMP證書和安全機芯證書，并下載到ATMP和ATM安全機芯中，進行密鑰交換，實現(xiàn)認證與加解密、完整性保護以及防重放攻擊保護。
[0083]本發(fā)明的基于安全機芯的存取款安全控制方法及系統(tǒng)，其核心在于，在存取款機芯中布放安全芯片,置于自動柜員機的保險柜內(nèi)。機芯安全芯片簡稱安全機芯，安全機芯與自助柜員機前置系統(tǒng)(ATMP)進行通訊，通過證書下發(fā)、密鑰交換，實現(xiàn)安全機芯與自助柜員機前置系統(tǒng)的安全通信，ATMP(自助柜員機前置系統(tǒng))授權機芯出鈔，同時對存款金額校驗。本發(fā)明通過安全機芯與ATMP的安全通信，對身份進行認證，對發(fā)出的指令進行合法驗證，對發(fā)出的消息進行加密，ATMP授權機芯出鈔，檢驗存款金額，克服了原有存取款模塊及通訊系統(tǒng)所具有的缺點，存取款操作由無控制變成了具有安全控制，對發(fā)出的指令進行有效認證，對發(fā)出的消息進行加密以及身份驗證，防篡改，防重放攻擊保護，提高了自動柜員機的安全性。
[0084]采用本發(fā)明，原有的黑客手段不再具有攻擊效果，同時通過該方法能有效的防止因為銀行管理上的漏洞造成的監(jiān)守自盜的安全事故。同時通過一系列的認證與加解密，完整性保護，防重放攻擊保護等，確保了現(xiàn)有的黑客手段無法使ATM出鈔模塊在非法情況下進行吐鈔，對存款模塊進行了防重放實現(xiàn)了對ATM的一個立體的安全防護，滿足了工作在“一線”的ATM設備的安全需求，滿足了銀行甚至國家對金融信息安全的需要。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0085]圖1為現(xiàn)有取款模塊系統(tǒng)架構圖；
[0086]圖2為現(xiàn)有存款模塊系統(tǒng)架構圖；
[0087]圖3為本發(fā)明取款模塊系統(tǒng)架構圖；
[0088]圖4為本發(fā)明存款模塊系統(tǒng)架構圖；
[0089]圖5為ATM安全機芯與ATMP交換密鑰的流程圖；
[0090]圖6為取款流程圖；
[0091]圖7為存款流程圖。

【具體實施方式】
[0092]以下將結合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明:
[0093]實施例1:
[0094]如圖1-5，一種機芯立體安全控制系統(tǒng)，包括依次連接的ATM、ATMP和銀行系統(tǒng)，所述的ATMP為自助柜員機前置系統(tǒng)，其特征在于，在ATM中布放安全機芯，所述的安全機芯為機芯安全芯片；ATM中的安全機芯和ATMP中有證書授權中心CA下發(fā)的安全證書；安全機芯與自助柜員機前置系統(tǒng)(ATMP)通過證書下發(fā)和密鑰交換實現(xiàn)安全通信，從而對身份進行認證，對發(fā)出的指令進行合法驗證，對發(fā)出的消息進行加密，驗證成功后，若為取款操作，則由ATMP授權ATM出鈔；若為存款操作，則ATMP對存款金額進行校驗，然后上報到銀行系統(tǒng)。【具體為銀行系統(tǒng)的銀行賬務系統(tǒng)】。
[0095]所述的密鑰交換包括步驟:
[0096](I)安全機芯上電后，ATM安全機芯發(fā)起隨機數(shù)請求【隨機數(shù)防重放】，包括以下步驟:
[0097]I) ATM安全機芯向ATMP發(fā)起8字節(jié)隨機數(shù)請求；
[0098]2) ATMP調(diào)用加密機產(chǎn)生8字節(jié)隨機數(shù)RND ；
[0099]3) ATMP將隨機數(shù)RND發(fā)給ATM安全機芯；
[0100](2) ATM安全機芯接收隨機數(shù)后，上送證書與簽名，包括以下步驟:
[0101]DATM安全機芯存儲隨機數(shù)RND，對隨機數(shù)簽名，得到SigSKATMSM(RND)；
[0102]2) ATM安全機芯上送機芯證書Cert ATMSM與簽名Sig SKATMSM(RND)給ATM上的自助柜員端控制系統(tǒng)ATMC ；
[0103]3) ATMC把機芯證書Cert ATMSM、隨機數(shù)簽名SigSKATMSM(RND)組包到48域，發(fā)送給 ATMP ；
[0104](3)ATMP收到安全機芯的證書與簽名后【簽名可以防抵賴】，按以下步驟響應:
[0105]DATMP調(diào)用加密機用CA根證書驗簽機芯證書的有效性；
[0106]2)證書驗證成功后，ATMP調(diào)用加密機保存安全機芯的公鑰，對機芯的簽名、加密機內(nèi)存儲的隨機數(shù)進行驗簽；
[0107]3)驗證機芯合法身份后，ATMP從加密機讀取ATMP證書CertATMP，并調(diào)用加密機對隨機數(shù)RND簽名，得到SigSKATMP (RND)；
[0108]4) ATMP 將證書 CertATMP 和簽名 SigSKATMP (RND)組包到 48 域，發(fā)給 ATMC ；
[0109]5) ATMC解包，發(fā)給安全機芯；
[0110](4) ATM安全機芯收到ATMP的證書與簽名后，按以下步驟響應:
[0111]I)安全機芯用CA根證書驗簽ATMP證書CertATMP的有效性；
[0112]2)證書驗證成功后，安全機芯保存ATMP的公鑰，對ATMP的簽名SigSKATMP (RND)、安全機芯內(nèi)存儲的隨機數(shù)進行驗簽，驗證ATMP的合法身份；
[0113](5)安全機芯在驗證完ATMP身份信息無誤，公鑰交換成功前提下，發(fā)起“簽到”交易，安全機芯將簽到的請求信息發(fā)送到ATMP，簽到的請求信息包括終端的終端號、IP地址、ATMC版本號以及密鑰類型(DES、3DES、SM4)；
[0114](6)ATMP收到簽到請求后，ATMP對請求信息進行檢驗，檢驗成功后,在加密機中產(chǎn)生會話密鑰，同時在加密機中用機芯公鑰對會話密鑰進行加密；并下發(fā)簽到響應報文到安全機芯；簽到響應報文包括工作密鑰、會話密鑰、終端檢驗時間和ATMP版本號。
[0115]取款流程為:
[0116]I)取款請求:持卡人發(fā)起取款請求,ATMC組織持卡人信息并從安全機芯獲取到隨機數(shù)后發(fā)送給ATMP ；
[0117]2)基于秘鑰交換過程，ATMP得到取款交易后臺即銀行系統(tǒng)的授權;ATMP用會話密鑰加密金額I RND (I表示連接符，連接兩個字符串)同時把ATMC請款金額、會話密鑰加密過的金額I RND、ATMP返回的響應碼發(fā)給ATM端；
[0118]3)如果ATMP返回的響應碼為“00 “，表示請款交易成功，安全機芯解密金額I RND的密文，得到授權金額，同時授權金額與請款金額作比對；比對正確，機芯執(zhí)行出鈔動作，若不正確，機芯上報錯誤信息給ATMC，ATMC根據(jù)錯誤信息組織金額沖正信息，進行沖正交易【沖正是金融領域用來確保交易的完整性而設立的交易。通常只對持卡人賬戶余額發(fā)生變化的原始交易才設置沖正交易，把錯誤的記賬沖銷?！俊?br> [0119]存款流程為:
[0120]I)存款者在ATM機啟動存款操作后【即在人機界面上選擇存款后】，ATMC向ATMP申請隨機數(shù)；
[0121]2) ATMP響應本次存款所需要的隨機數(shù)；
[0122]3)ATMC收到隨機數(shù)以后，驅(qū)動設備進入放鈔模式，安全機芯每收到一個放鈔過程，都會把放鈔明細明文及放鈔明細I隨機數(shù)組合的密文傳給ATMC，ATMC直接用明文作為回顯信息給用戶，把密文則在存款交易中傳給ATMP ；
[0123]4) ATMC組織信息發(fā)起本次存款請求；
[0124]5)與ATMP相連同一安全體系內(nèi)的加密機解密存款明細I隨機數(shù)；
[0125]6)ATMP驗證隨機數(shù)正確后，根據(jù)存款明細計算存款金額，若存款金額與上送金額一致，ATMP組包發(fā)給銀行系統(tǒng)，完成存款；若不一致，ATMP通知ATMC，存款失敗。
[0126]—種機芯立體安全控制方法,通過在ATM中布放安全機芯以及基于證書和秘鑰實現(xiàn)安全控制；
[0127]所述的安全機芯為機芯安全芯片；ATM中的安全機芯和ATMP中有證書授權中心CA下發(fā)的安全證書；安全機芯與自助柜員機前置系統(tǒng)(ATMP)通過證書下發(fā)和密鑰交換實現(xiàn)安全通信，從而對身份進行認證，對發(fā)出的指令進行合法驗證，對發(fā)出的消息進行加密，驗證成功后，若為取款操作，則由ATMP授權ATM出鈔；若為存款操作，則ATMP對存款金額進行校驗，然后上報到銀行系統(tǒng)。
[0128]所述的密鑰交換包括步驟:
[0129](I)安全機芯上電后，ATM安全機芯發(fā)起隨機數(shù)請求【隨機數(shù)防重放】，包括以下步驟:
[0130]I) ATM安全機芯向ATMP發(fā)起8字節(jié)隨機數(shù)請求；
[0131]2) ATMP調(diào)用加密機產(chǎn)生8字節(jié)隨機數(shù)RND ；
[0132]3) ATMP將隨機數(shù)RND發(fā)給ATM安全機芯；
[0133](2) ATM安全機芯接收隨機數(shù)后，上送證書與簽名，包括以下步驟:
[0134]I) ATM安全機芯存儲隨機數(shù)RND，對隨機數(shù)簽名，得到SigSKATMSM (RND)；
[0135]2) ATM安全機芯上送機芯證書Cert ATMSM與簽名Sig SKATMSM(RND)給ATM上的自助柜員端控制系統(tǒng)ATMC ；
[0136]3) ATMC把機芯證書Cert ATMSM、隨機數(shù)簽名SigSKATMSM (RND)組包到48域，發(fā)送給 ATMP ；
[0137](3)ATMP收到安全機芯的證書與簽名后【簽名可以防抵賴】，按以下步驟響應:
[0138]DATMP調(diào)用加密機用CA根證書驗簽機芯證書的有效性；
[0139]2)證書驗證成功后，ATMP調(diào)用加密機保存安全機芯的公鑰，對機芯的簽名、加密機內(nèi)存儲的隨機數(shù)進行驗簽；
[0140]3)驗證機芯合法身份后，ATMP從加密機讀取ATMP證書CertATMP，并調(diào)用加密機對隨機數(shù)RND簽名，得到SigSKATMP (RND)；
[0141 ] 4) ATMP 將證書 CertATMP 和簽名 SigSKATMP (RND)組包到 48 域，發(fā)給 ATMC ；
[0142]5) ATMC解包，發(fā)給安全機芯；
[0143](4) ATM安全機芯收到ATMP的證書與簽名后，按以下步驟響應:
[0144]I)安全機芯用CA根證書驗簽ATMP證書CertATMP的有效性；
[0145]2)證書驗證成功后，安全機芯保存ATMP的公鑰，對ATMP的簽名SigSKATMP (RND)、安全機芯內(nèi)存儲的隨機數(shù)進行驗簽，驗證ATMP的合法身份；
[0146](5)安全機芯在驗證完ATMP身份信息無誤，公鑰交換成功前提下，發(fā)起“簽到”交易，安全機芯將簽到的請求信息發(fā)送到ATMP，簽到的請求信息包括終端的終端號、IP地址、ATMC版本號以及密鑰類型(DES、3DES、SM4)；
[0147](6)ATMP收到簽到請求后，ATMP對請求信息進行檢驗，檢驗成功后,在加密機中產(chǎn)生會話密鑰，同時在加密機中用機芯公鑰對會話密鑰進行加密；并下發(fā)簽到響應報文到安全機芯；簽到響應報文包括工作密鑰、會話密鑰、終端檢驗時間和ATMP版本號。
[0148]取款流程為:
[0149]I)取款請求:持卡人發(fā)起取款請求,ATMC組織持卡人信息并從安全機芯獲取到隨機數(shù)后發(fā)送給ATMP ；
[0150]2)基于秘鑰交換過程，ATMP得到取款交易后臺即銀行系統(tǒng)的授權；ATMP用會話密鑰加密金額I RND (I表示連接符，連接兩個字符串)同時把ATMC請款金額、會話密鑰加密過的金額I RND、ATMP返回的響應碼發(fā)給ATM端；
[0151]3)如果ATMP返回的響應碼為“00 “，表示請款交易成功，安全機芯解密金額I RND的密文，得到授權金額，同時授權金額與請款金額作比對；比對正確，機芯執(zhí)行出鈔動作，若不正確，機芯上報錯誤信息給ATMC，ATMC根據(jù)錯誤信息組織金額沖正信息，進行沖正交易【沖正是金融領域用來確保交易的完整性而設立的交易。通常只對持卡人賬戶余額發(fā)生變化的原始交易才設置沖正交易，把錯誤的記賬沖銷?！俊?br> [0152]存款流程為:
[0153]I)存款者在ATM機啟動存款操作后【即在人機界面上選擇存款后】，ATMC向ATMP申請隨機數(shù)；
[0154]2) ATMP響應本次存款所需要的隨機數(shù)；
[0155]3)ATMC收到隨機數(shù)以后，驅(qū)動設備進入放鈔模式，安全機芯每收到一個放鈔過程，都會把放鈔明細明文及放鈔明細I隨機數(shù)組合的密文傳給ATMC，ATMC直接用明文作為回顯信息給用戶，把密文則在存款交易中傳給ATMP ；
[0156]4) ATMC組織信息發(fā)起本次存款請求；
[0157]5)與ATMP相連同一安全體系內(nèi)的加密機解密存款明細I隨機數(shù)；
[0158]6)ATMP驗證隨機數(shù)正確后，根據(jù)存款明細計算存款金額，若存款金額與上送金額一致，ATMP組包發(fā)給銀行系統(tǒng)，完成存款；若不一致，ATMP通知ATMC，存款失敗。
[0159]如圖3，4所示，在存取款機芯中添加安全芯片，包含安全芯片的存取款機芯簡稱安全機芯，置于ATM中的保險柜內(nèi)。安全機芯與ATMP(自助柜員機前置系統(tǒng))進行通訊，通過CA中心【證書授權中心(Certificate Authority),或稱證書授權機構】下發(fā)證書、密鑰交換，實現(xiàn)安全機芯與ATMP的安全通信，ATMP授權機芯出鈔，ATMP對存款金額校驗上報，通過ATMP授權的出鈔與存款上送方式來保障安全通道。
[0160]安全機芯用于存儲密鑰，通過安全機芯與ATMP進行安全數(shù)據(jù)傳輸，確保對存取款模塊的安全進行控制。
[0161]CA中心下發(fā)證書及銀行專員下載ATMP證書的步驟:
[0162](I)在銀行安全環(huán)境中，ATMP生成公私鑰對PKATMP(自助柜員機前置系統(tǒng)公鑰)/SKATMP(自助柜員機前置系統(tǒng)私鑰)，上傳公鑰；
[0163](2)銀行專員通過銀行的RA(證書注冊審批機構)(registrat1n authority)上傳ATMP(自助柜員機前置系統(tǒng))生成證書的請求文件；
[0164](3)銀行CA(證書授權中心)生成ATMP(自助柜員機前置系統(tǒng))證書，并將ATMP證書與CA根證書下發(fā)給銀行專員；
[0165](4)銀行專員將CA根證書、ATMP證書下載到ATMP。
[0166]CA下發(fā)證書及銀行專員下載安全機芯證書的步驟如下:
[0167](I)在銀行安全環(huán)境中，ATM安全機芯生成公私鑰對PKATMSM(自助柜員機安全機芯公鑰)/SKATMSM(自助柜員機安全機芯私鑰)，上傳公鑰；
[0168](2)銀行專員通過銀行的RA上傳安全機芯生成證書的請求文件；
[0169](3)銀行CA生成安全機芯證書，并將安全機芯證書與CA根證書下發(fā)給銀行專員；
[0170](4)銀行專員將CA根證書、安全機芯證書下載到ATM安全機芯中。
[0171]文中的ATMC是ATM設備控制系統(tǒng)，指ATM上的應用軟件。
[0172]根據(jù)圖6，說明取款流程實例實現(xiàn)的具體步驟:
[0173]1、取款請求:持卡人發(fā)起取款請求，ATMC(自助柜員端控制系統(tǒng))組織持卡人信息，同時從安全機芯獲取到隨機數(shù)。ATMC組織好所有信息后發(fā)送給ATMP (自助柜員機前置系統(tǒng))；
[0174]2、通過圖6中的2，3，4步序，ATMP得到取款交易后臺授權。ATMP用會話密鑰加密金額IRND (隨機數(shù))同時把授權信息發(fā)給ATM端；
[0175]3、安全機芯解密金額Irnd的密文，同時再與rnd與金額作比對。比對正確，機芯動作出鈔，不正確機芯上報錯誤信息給ATMC，ATMC根據(jù)錯誤信息組織金額沖正信息。
[0176]根據(jù)圖7，說明存款流程實例實現(xiàn)的具體步驟:
[0177]1、存款者進行存款狀態(tài)后，ATMC向ATMP申請隨機數(shù)；
[0178]2、ATMP響應本次存款所需要的隨機數(shù)；
[0179]3、安全機芯每收到一個放鈔過程，都會把放鈔明細明文及放鈔明細I隨機數(shù)組合的密文傳給ATMC，ATMC直接用明文作為回顯信息給用戶，把密文則在存款交易中傳給ATMP ；
[0180]4、ATMC組織信息發(fā)起本次存款請求；
[0181]5、加密機解密存款明細I隨機數(shù)；
[0182]6、ATMP驗證隨機數(shù)正確后，根據(jù)存款明細計算存款金額。存款金額與上送金額一致，ATMP組包發(fā)給銀行系統(tǒng)【后臺】。若不一致，ATMP通知ATMC，存款失敗。
[0183]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式而已，當然不能以此來限定本發(fā)明之權利范圍，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和變動，這些改進和變動也視為本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種機芯立體安全控制系統(tǒng)，包括依次連接的ATM、ATMP和銀行系統(tǒng)，所述的ATMP為自助柜員機前置系統(tǒng)，其特征在于，在ATM中布放安全機芯，所述的安全機芯為機芯安全芯片；ATM中的安全機芯和ATMP中有證書授權中心CA下發(fā)的安全證書；安全機芯與自助柜員機前置系統(tǒng)(ATMP)通過證書下發(fā)和密鑰交換實現(xiàn)安全通信，從而對身份進行認證，對發(fā)出的指令進行合法驗證，對發(fā)出的消息進行加密，驗證成功后，若為取款操作，則由ATMP授權ATM出鈔；若為存款操作，則ATMP對存款金額進行校驗，然后上報到銀行系統(tǒng)。
2.根據(jù)權利要求1所述的機芯立體安全控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的密鑰交換包括步驟: (1)安全機芯上電后，ATM安全機芯發(fā)起隨機數(shù)請求，包括以下步驟: DATM安全機芯向ATMP發(fā)起8字節(jié)隨機數(shù)請求； 2)ATMP調(diào)用加密機產(chǎn)生8字節(jié)隨機數(shù)RND ； 3)ATMP將隨機數(shù)RND發(fā)給ATM安全機芯； (2)ATM安全機芯接收隨機數(shù)后，上送證書與簽名，包括以下步驟: 1)ATM安全機芯存儲隨機數(shù)RND，對隨機數(shù)簽名，得到SigSKATMSM(RND)； 2)ATM安全機芯上送機芯證書Cert ATMSM與簽名Sig SKATMSM (RND)給ATM上的自助柜員％5控制系統(tǒng)ATMC ； 3)ATMC把機芯證書Cert ATMSM、隨機數(shù)簽名SigSKATMSM(RND)組包到48域，發(fā)送給ATMP ； (3)ATMP收到安全機芯的證書與簽名后，按以下步驟響應: DATMP調(diào)用加密機用CA根證書驗簽機芯證書的有效性； 2)證書驗證成功后，ATMP調(diào)用加密機保存安全機芯的公鑰，對機芯的簽名、加密機內(nèi)存儲的隨機數(shù)進行驗簽； 3)驗證機芯合法身份后，ATMP從加密機讀取ATMP證書CertATMP，并調(diào)用加密機對隨機數(shù) RND 簽名，得到 SigSKATMP (RND)； 4)ATMP將證書CertATMP和簽名SigSKATMP (RND)組包到48域，發(fā)給ATMC ； 5)ATMC解包，發(fā)給安全機芯； (4)ATM安全機芯收到ATMP的證書與簽名后，按以下步驟響應: 1)安全機芯用CA根證書驗簽ATMP證書CertATMP的有效性； 2)證書驗證成功后，安全機芯保存ATMP的公鑰，對ATMP的簽名SigSKATMP(RND)、安全機芯內(nèi)存儲的隨機數(shù)進行驗簽，驗證ATMP的合法身份； (5)安全機芯在驗證完ATMP身份信息無誤，公鑰交換成功前提下，發(fā)起“簽到”交易，安全機芯將簽到的請求信息發(fā)送到ATMP，簽到的請求信息包括終端的終端號、IP地址、ATMC版本號以及密鑰類型(DES、3DES、SM4)； (6)ATMP收到簽到請求后，ATMP對請求信息進行檢驗，檢驗成功后，在加密機中產(chǎn)生會話密鑰，同時在加密機中用機芯公鑰對會話密鑰進行加密；并下發(fā)簽到響應報文到安全機芯；簽到響應報文包括工作密鑰、會話密鑰、終端檢驗時間和ATMP版本號。
3.根據(jù)權利要求2所述的機芯立體安全控制系統(tǒng)，其特征在于，取款流程為: I)取款請求:持卡人發(fā)起取款請求，ATMC組織持卡人信息并從安全機芯獲取到隨機數(shù)后發(fā)送給ATMP ； 2)基于秘鑰交換過程，ATMP得到取款交易后臺即銀行系統(tǒng)的授權;ATMP用會話密鑰加密金額RND同時把ATMC請款金額、會話密鑰加密過的金額RND、ATMP返回的響應碼發(fā)給ATM端; 3)如果ATMP返回的響應碼為“00“，表示請款交易成功，安全機芯解密金額RND的密文，得到授權金額，同時授權金額與請款金額作比對；比對正確，機芯執(zhí)行出鈔動作，若不正確，機芯上報錯誤信息給ATMC，ATMC根據(jù)錯誤信息組織金額沖正信息，進行沖正交易。
4.根據(jù)根據(jù)權利要求2所述的機芯立體安全控制系統(tǒng)，其特征在于，存款流程為: 1)存款者在ATM機啟動存款操作后【即在人機界面上選擇存款后】，ATMC向ATMP申請隨機數(shù)； 2)ATMP響應本次存款所需要的隨機數(shù)； 3)ATMC收到隨機數(shù)以后，驅(qū)動設備進入放鈔模式，安全機芯每收到一個放鈔過程，都會把放鈔明細明文及放鈔明細隨機數(shù)組合的密文傳給ATMC，ATMC直接用明文作為回顯信息給用戶，把密文則在存款交易中傳給ATMP ； 4)ATMC組織信息發(fā)起本次存款請求； 5)與ATMP相連同一安全體系內(nèi)的加密機解密存款明細隨機數(shù)； 6)ATMP驗證隨機數(shù)正確后，根據(jù)存款明細計算存款金額，若存款金額與上送金額一致，ATMP組包發(fā)給銀行系統(tǒng)，完成存款；若不一致，ATMP通知ATMC，存款失敗。
5.—種機芯立體安全控制方法,其特征在于,通過在ATM中布放安全機芯以及基于證書和秘鑰實現(xiàn)安全控制； 所述的安全機芯為機芯安全芯片；ATM中的安全機芯和ATMP中有證書授權中心CA下發(fā)的安全證書；安全機芯與自助柜員機前置系統(tǒng)(ATMP)通過證書下發(fā)和密鑰交換實現(xiàn)安全通信，從而對身份進行認證，對發(fā)出的指令進行合法驗證，對發(fā)出的消息進行加密，驗證成功后，若為取款操作，則由ATMP授權ATM出鈔；若為存款操作，則ATMP對存款金額進行校驗，然后上報到銀行系統(tǒng)。
6.根據(jù)權利要求5所述的機芯立體安全控制方法，其特征在于，所述的密鑰交換包括步驟: (1)安全機芯上電后，ATM安全機芯發(fā)起隨機數(shù)請求，包括以下步驟: DATM安全機芯向ATMP發(fā)起8字節(jié)隨機數(shù)請求； 2)ATMP調(diào)用加密機產(chǎn)生8字節(jié)隨機數(shù)RND ； 3)ATMP將隨機數(shù)RND發(fā)給ATM安全機芯； (2)ATM安全機芯接收隨機數(shù)后，上送證書與簽名，包括以下步驟: 1)ATM安全機芯存儲隨機數(shù)RND，對隨機數(shù)簽名，得到SigSKATMSM (RND)； 2)ATM安全機芯上送機芯證書Cert ATMSM與簽名Sig SKATMSM (RND)給ATM上的自助柜員％5控制系統(tǒng)ATMC ； 3)ATMC把機芯證書Cert ATMSM、隨機數(shù)簽名SigSKATMSM(RND)組包到48域，發(fā)送給ATMP ； (3)ATMP收到安全機芯的證書與簽名后，按以下步驟響應: DATMP調(diào)用加密機用CA根證書驗簽機芯證書的有效性； 2)證書驗證成功后，ATMP調(diào)用加密機保存安全機芯的公鑰，對機芯的簽名、加密機內(nèi)存儲的隨機數(shù)進行驗簽； 3)驗證機芯合法身份后，ATMP從加密機讀取ATMP證書CertATMP，并調(diào)用加密機對隨機數(shù) RND 簽名，得到 SigSKATMP (RND)； 4)ATMP將證書CertATMP和簽名SigSKATMP (RND)組包到48域，發(fā)給ATMC ； 5)ATMC解包，發(fā)給安全機芯； (4)ATM安全機芯收到ATMP的證書與簽名后，按以下步驟響應: 1)安全機芯用CA根證書驗簽ATMP證書CertATMP的有效性； 2)證書驗證成功后，安全機芯保存ATMP的公鑰，對ATMP的簽名SigSKATMP(RND)、安全機芯內(nèi)存儲的隨機數(shù)進行驗簽，驗證ATMP的合法身份； (5)安全機芯在驗證完ATMP身份信息無誤，公鑰交換成功前提下，發(fā)起“簽到”交易，安全機芯將簽到的請求信息發(fā)送到ATMP，簽到的請求信息包括終端的終端號、IP地址、ATMC版本號以及密鑰類型(DES、3DES、SM4)； (6)ATMP收到簽到請求后，ATMP對請求信息進行檢驗，檢驗成功后，在加密機中產(chǎn)生會話密鑰，同時在加密機中用機芯公鑰對會話密鑰進行加密；并下發(fā)簽到響應報文到安全機芯；簽到響應報文包括工作密鑰、會話密鑰、終端檢驗時間和ATMP版本號。
7.根據(jù)權利要求6所述的機芯立體安全控制方法，其特征在于，取款流程為: 1)取款請求:持卡人發(fā)起取款請求，ATMC組織持卡人信息并從安全機芯獲取到隨機數(shù)后發(fā)送給ATMP ； 2)基于秘鑰交換過程，ATMP得到取款交易后臺即銀行系統(tǒng)的授權;ATMP用會話密鑰加密金額RND (表示連接符，連接兩個字符串)同時把ATMC請款金額、會話密鑰加密過的金額RND、ATMP返回的響應碼發(fā)給ATM端； 3)如果ATMP返回的響應碼為“00“，表示請款交易成功，安全機芯解密金額RND的密文，得到授權金額，同時授權金額與請款金額作比對；比對正確，機芯執(zhí)行出鈔動作，若不正確，機芯上報錯誤信息給ATMC，ATMC根據(jù)錯誤信息組織金額沖正信息，進行沖正交易。
8.根據(jù)根據(jù)權利要求2所述的機芯立體安全控制方法，其特征在于，存款流程為: 1)存款者在ATM機啟動存款操作后【即在人機界面上選擇存款后】，ATMC向ATMP申請隨機數(shù)； 2)ATMP響應本次存款所需要的隨機數(shù)； 3)ATMC收到隨機數(shù)以后，驅(qū)動設備進入放鈔模式，安全機芯每收到一個放鈔過程，都會把放鈔明細明文及放鈔明細隨機數(shù)組合的密文傳給ATMC，ATMC直接用明文作為回顯信息給用戶，把密文則在存款交易中傳給ATMP ； 4)ATMC組織信息發(fā)起本次存款請求； 5)與ATMP相連同一安全體系內(nèi)的加密機解密存款明細隨機數(shù)； 6)ATMP驗證隨機數(shù)正確后，根據(jù)存款明細計算存款金額，若存款金額與上送金額一致，ATMP組包發(fā)給銀行系統(tǒng)，完成存款；若不一致，ATMP通知ATMC，存款失敗。
【文檔編號】G07F19/00GK104408834SQ201410734732
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月5日 優(yōu)先權日:2014年12月5日
【發(fā)明者】陶圣清, 吳剛武, 周澤, 杜妙 申請人:湖南長城信息金融設備有限責任公司, 長城信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司