O documento discute a utilização de cartões inteligentes em aplicações móveis. Apresenta as tecnologias por trás dos cartões inteligentes e como o cartão SIM é usado na rede GSM para autenticação. Também descreve um piloto de comércio móvel que usou criptografia assimétrica para assinaturas digitais seguras.

1. Algoritmos e Aplicações de Segurança
Utilização de cartões
inteligentes em aplicações
móveis
Miguel Pardal (M5329 – mflpar@mega.ist.utl.pt)
16 de Dezembro de 2003

2. Sumário
I. Tecnologias de cartões
II. O cartão SIM na rede GSM
III. Piloto de comércio móvel
IV. Conclusões
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3. I. Tecnologias de Cartões
• Cartão:
– A maior parte das pessoas conhece e sabe utilizar
– Contém identidade, acesso a serviços, outra informação…
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4. Cartões magnéticos
• Banda magnética contém (pouca) informação
• Muito baratos
• Tipo de cartão mais usado, especialmente na
Banca
• Guardam PIN cifrado
• Validação on-line por dispositivo ligado a rede
• Não há controlo de leitura e escrita na banda
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5. Cartões inteligentes
• Smart Cards
• Permitem controlo de leitura e escrita
• Relação custo-benefício começa a torná-los
mais atractivos:
– American Express Blue
– Smart VISA Card
– Lisboa Viva
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6. Arquitectura de cartões inteligentes
• Único chip
• Microprocessador
– 8/16 bit
– 1-5 MHz
– Intel, Motorola, Hitachi
• Capacidade equivalente
a um PC 1980s
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7. Memórias de um cartão
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8. Sistema operativo
• Card mask – gravado na ROM
• Sistema de ficheiros hierárquico
– Ficheiros
– Directórios
• Entradas/Saídas
– Contactos
– Sem contactos
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9. Segurança de cartões inteligentes
• Mecanismos físicos • Mecanismos lógicos
– Escuta analógica – PIN
– Geração de faltas – ACL Ficheiros
– Apagamento parcial de – Cifras
memória • Simétricas
– Extracção do chip • Assimétricas (pouco
usadas por limitações
– Microscopia computacionais)
electrónica e micro
sonda
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10. Ataque invasivo ao cartão
• Banho ácido
• Plataforma de teste e análise
• Inspecção do circuito físico
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11. Cartões - síntese
• Computadores “completos”
• São seguros e resistentes à manipulação…
– mas não são invulneráveis:
• Ataques físicos
• Vulnerabilidades dos algoritmos criptográficos
• Engenharia social
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12. II. O cartão SIM na rede GSM
• Durante alguns anos, os cartões inteligentes
foram solução à procura de problema
• Principal utilização actual
• Rede móvel GSM
– Roaming
• Problema de confiança nas redes intermediárias
• Para onde transferir a confiança?
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13. Rede móvel GSM
• Transmissão rádio (900MHz)
• Células de estações base
– Reutilização de frequências
• Voz
• SMS
– Mensagens curtas
– Transmissão assíncrona com garantias
• GPRS – transmissão de datagramas
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14. Autenticação GSM
• Cartão tem chave Ki partilhada com a rede
• Desafio-resposta
• A3 – Autenticação, A8 – Chave Sessão, A5 – Cifra contínua
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15. Cartão SIM
• Subscriber Identity Module
• Identifica o utilizador perante a rede de origem e
outras redes
– De forma segura e consistente
• Resistente a manipulação
• Pode negociar chaves de sessão
• Liberta o telefone de aspectos de subscrição de
serviço e de segurança
– Facilita a troca de telefone
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16. Plataforma para aplicações confiadas
• SIM + SMS
– SIM – maior infra-estrutura de chaves não
governamental
– SMS – único meio de comunicação de dados universal
na rede GSM
• Possibilita confiança nas transacções:
– Autenticação e não repúdio
– Integridade
– Confidencialidade
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17. Modelos de aplicações
• Máquina virtual • Micro-navegação
– Byte-codes são – Byte-codes são
instruções páginas
– Linguagens – Linguagens
procedimentais
declarativas
– Principais:
• JavaCard
– Interpretadas por
• Microsoft Micro-browser
Comparação: funcionalidade, administração
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18. III. Piloto de comércio móvel
• Smart Signatures for Secure
Mobile Commerce
– Ergonomia
– Segurança
• Utilização de criptografia
assimétrica
– Chaves RSA
– Certificação de chaves públicas
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19. Principais funcionalidades
• Mensagens cifradas extremo-a-extremo
• Mensagens assinadas digitalmente
• Certificados digitais X.509
– Autoridades de certificação externas à rede móvel
– Formato compacto - Mcert
• Separação entre:
– Chave para assinatura
– Chave para confidencialidade
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20. Participantes no sistema
• Cliente – utilizador final
• Fornecedor de serviço – presta o serviço
• Operador móvel
– Infra-estrutura de comunicações móveis
– Contrato e relação de cobrança com o cliente
• Autoridade de certificação
• Fabricante de cartões
– SIM com coprocessador aritmético
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21. Exemplo de utilização
* <service>
messages
fill-in forms
service options
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22. Certificação e confiança
• Domínios de certificação:
– Card domain (CD)
• Dentro da rede móvel
• Para garantir a
fiabilidade nos pedidos
de certificados durante a
utilização
– Root Domain (RD)
• Fora da rede móvel
• Acima dos vários CD
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23. Gestão da vida das chaves
• Chaves distintas para cifra e para assinatura
• No piloto não foi implementada a revogação
– Consulta de listas de certificados revogados
• Certificado válido até ao fim do prazo estipulado
na sua criação
• Opção considerada aceitável porque:
– Valor binário enclausurado no cartão
– Utilização exige PIN de assinatura
– Mas, e se a chave for comprometida?
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24. Avaliação do piloto de comércio móvel
• Uso de criptografia assimétrica implica:
– Autoridade de certificação para as chaves públicas
• Custos administrativos
– Substituição de cartões
• Não é compensada por um único serviço
• Os utilizadores finais não percepcionam
automaticamente o valor acrescentado da
assinatura digital
• A ergonomia do serviço é o factor decisivo para o
sucesso, mas sem comprometer a segurança
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25. IV. Conclusões
• Cartão inteligente
– Armazenamento seguro
– Capacidade de processamento
– Seguro mas não invulnerável
– Principal aplicação: SIM
– Base de uma plataforma de aplicações
confiadas nas redes móveis
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26. Conclusões (2)
• Operador móvel
– Habituado a controlar e cobrar o acesso a todos os
recursos e serviços da sua rede
– O WAP permitiu-lhe perceber que a única coisa que
realmente controla é o SIM
• Motivação para serviços de valor acrescentado:
– Declínio de preço da voz
– Aumento de custos de evolução e manutenção da
rede
– Maior margem de lucro
• cobra-se o serviço e não o transporte de dados
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27. Conclusões (3)
• Requisitos a conciliar:
1) Serviços populares e acessíveis pela maioria dos clientes
2) Alto desempenho e segurança na utilização
3) Modelo de negócio com nível de preços que motive
parceiros de serviços e de conteúdos, bem como os
clientes
• Benefícios esperados:
– Valores imediatos
• Cobrança de mensagens aplicacionais
– Valores a longo prazo
• Lealdade dos clientes, parcerias de negócios
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28. Perguntas e respostas
“Just like television was
not radio with image,
mobile will not be the
Internet on a phone”
Scott Guthery
Obrigado pela atenção. Mais informação brevemente em:
http://mega.ist.utl.pt/~mflpar
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