Смарт - технологии,

взгляд со стороны разработчика

30 мая 2012

Константин Яковлевич Мытникначальник отдела смарт-карт ОАО «НИИМЭ»

2

Смарт-технологии «Микрона»

Собственный защищенный микроконтроллер MIK51

Разработан для смарт-карт с учетом высоких требований к безопасности

Производится по лицензированной у STM технологии 180нм.

Собственная операционная система

Соответствует стандартам ISO и EMV

Содержит виртуальную машину JavaCard 3.0.2 Classic Edition

Интегрированные приложения: УЭК, EMV, Global Platform, ISO 7816-4

Полный цикл изготовления карт

Производство микросхем

Корпусирование чип-модулей

Имплантация чип-модулей в пластик (дочерняя компания ССТ)

Персонализация карт (компания ССТ – имеет сертификаты МПС)

3

70-е годы – рождение концепции смарт-карт

1974 год – французский патент (Roland Moreno)

80-е годы – первые опыты

1984 год – первые телефонные карты во Франции и Германии

1984 год – первые платежные карты в Германии (ZKA)

90-годы – становление индустрии

1991 год – появление GSM

1994 год – изобретение бесконтактной карты Mifare

1995 год – формирование пакета стандартов ISO 7816

1996 год – публикация спецификации EMV 3.0

1996 год – первые карты с поддержкой PKI

1997 год – первые карты с виртуальными машинами

1997 год – первые карты Atmel с flash-ROM

1999 год – выход спецификации JavaCard 2.1

История развития смарт-карт

4

Современное состояние рынка

5

Платежные карты с поддержкой PKI

Дуальные карты

Поддержка стандартов UICC (3G)

Поддержка NFC

Интегрированный интерфейс USB

Карты с flash-ROM

Поддержка многоканальности

Повсеместное использование виртуальных машин

Биометрическая верификация на карте (MoC)

Высокий уровень безопасности (до EAL 6+)

Появление спецификации JavaCard 3.0 Connected Edition

Смарт - технологии сегодня

6

1993 год – появление локальных платежных систем использующих смарт-технологии

Золотая Корона

BGS (сберкарт)

1998 год – появление первой отечественной смарт-карты РИК-1.Формирование школы разработчиков аппаратного и программного обеспечения для защищенных смарт-карт.

Начало 2000-х – открытие филиала компании ORGA в Зеленограде,формирование школы разработчиков приложений и ОС для СИМ-карт.

2006 год – тендер на разработку микроконтроллера для загранпаспорта

2010 год – начало разработки Универсальной Электронной Карты.

История смарт-карт в России

7

8-разрядный микроконтроллер Тесей (завод Ангстрем)

Технология 1,2 мкм

ROM – 16K

RAM – 256 байт

EPROM – 2K

Операционная система UniCOS (Юнион Кард)

Файловая система с разграничением доступа согласно ISO 7816

Криптографические алгоритмы DES, 3DES, ГОСТ 28147-89

Виртуальная машина

EMV-приложение Аргонавт на ВМ – 1200 байт

Криптографический модуль (ФАПСИ)

Программная реализация ГОСТ 28147-89

Первая отечественная смарт-карта РИК-1

8

Аппаратные ресурсы современных смарт-карт

МодельTypical IDP5CD080

Typical SIMST32F512

High-EndSLE 88CNFX6602PM

Технология 140нм 90нм 90нм

CPU Secure MX51 ARM Cortex™ M3 32-bit

RAM, K 6 12 32

ROM, K 200512

160

EEPROM/Flash, K 80 660

Микроконтроллеры для ID-приложений и платежных приложений имеют аппаратные сопроцессоры для реализации криптографических алгоритмов DES, 3DES, AES и модулярный сопроцессор для асимметричных алгоритмов RSA, DSA, ECDSA.

9

Микроконтроллер MIK51

Технология 180 нм

8-разрядный микроконтроллер с частотой до 30 МГц

Объем EEPROM - 72K

Двойной интерфейс

Контактный интерфейс T=0, T=1, скорость обмена до 200 Кбит/сек

Бесконтактный интерфейс Type A и Type B, скорость обмена до 424 Кбит/сек

Криптографические сопроцессоры блочных алгоритмов:ГОСТ 28147-89, DES, 3DES, AES.

Криптографический сопроцессор модулярной арифметики для вычисления и проверки ЭЦП по алгоритмам ГОСТ Р34.10-2001, ECDSA, RSA

Поддержка протокола Mifare

10

Структурная схема MIK51

Схемасинхронизации

Сенсоры системы защиты и схема формирования сброса

МасочноеПЗУ

384 КБайт

ЭСППЗУ72 КБайт

ОЗУ6 КБайт(XRAM)

Модуль управления памятью (MMU)

ЦПУ 8051 ОЗУ 512 байт

Таймер0

Таймер1

БлокCRC-16

(ISO/IEC13239)

Генератор случайных

чисел

Сопроцесор AES

Модулярныйсопроцессор (1024 бита)

Модуль интерфейса ISO1443тип А, тип В

256 байт ОЗУ

UART ISO7816

Интерфейсввода/вывода

Фильтрвходнойчастоты

Регулятор напряжения питания

сопроцессорГОСТ 28147-89 / 3DES

LA

LB

IO1

IO2

IO3

CLK

RST

VDD

VSS

11 Текст колонтитула

Производительность криптографических операций

Алгоритм Время операции

ГОСТ 28147-89 1 мс/блок @18MHz

3DES 1 мс/блок @18MHz

AES-256 1 мс/блок @18MHz

ГОСТ Р34.10-2001 194 мс – вычисление ЭЦП @12MHz

361 мс – проверка ЭЦП @12MHz

RSA-1024 326 мс – вычисление ЭЦП @12MHz

22 мс – проверка ЭЦП @12MHz

12 Текст колонтитула

Операционная система TRUST

Модульная, переносимая, многоаппликационная ОС

Поддержка дуального интерфейса (ISO 7816-3 и ISO 14443)

Виртуальная машина JavaCard 3.0.4 Classic

Расширение JC Crypto API – встроенная поддержка отечественных алгоритмов.

Технология проверки биометрических параметров на карте (MoC) (ISO 19794)

Поддержка совместимости с картами Mifare Classic

13

Идентификационное приложение УЭК ver. 1.0

Платежное приложение ПРО100 / MasterCard M/Chip 4

Поддержка комбинированной аутентификации CDA

Поддержка динамической аутентификации DDA

Поддержка технологии шифрования ПИН-а.

Домен безопасности Global Platform

Приложение ISO 7816-4 (организация данных)

Файловая система любой конфигурации (ISO 7816-4)

Гибкая система разграничения доступа (ISO 7816-4)

Загружаемые приложения для виртуальной машины JavaCard

Интегрированные приложения

14

Структура операционной системы Trust

Ядро ОС

ISO7816

MIK51 PC CPU32…

прикладной слой

слой виртуализации аппаратной платформы

Java Card

УЭКПРО100 / M/Chip 4

Global Platform

Апплеты

15

Архитектура криптографической подсистемы

Криптографические библиотеки

Платформо-зависимый слой (HAL) –Криптографические примитивы

Ядро ОС – криптографические

сервисы

Интегрированные приложения

JavaCard - апплеты

Библиотеки JavaCard

16 Текст колонтитула

Средства обеспечения безопасности

Криптографические сопроцессоры

Датчики высокой и низкой частоты, напряжения, температуры, света

Аппаратные средства защиты от вскрытия

Аппаратный контроль целостности EEPROM

Аппаратный генератор случайных чисел

Аппаратные средства активного противодействия инженерным атакам.

Программные средства защиты в ОС

Поддержка транзакций на уровне ОС.

Спасибо за внимание