智能IC卡在税务发票管理系统中的应用研究

论文摘要

本文的工作是针对当前在税务普通发票管理领域存在的问题,研究基于智能IC卡的税务普通发票税控加密防伪系统的设计方式,其关键技术与安全性分析。由于当前在税务普通发票领域没有采用加密防伪措施和交叉稽核手段,所以存在较大的管理漏洞。通过科技创新手段,提高普通发票管理水平和管理质量,是摆在我们面前的一个迫切的问题。 本文重点研究:在不可信赖的客户端应用环境下,智能卡应用系统存在的安全性问题及其可行的解决方案。在智能卡的应用设计中,智能卡安全体系的核心是安全状态,安全状态的改变需要使用智能 卡外部认证过程进行。对智能卡内部数据文件存取的控制权限,完全依赖于应用系统与IC卡之间的外部认证。这种方式,存在很大的局限性——即智能卡应用终端必须是可以信赖的。由于本系统中智能卡工作在不可信赖的最终客户端,其应用软件的安全性受到很大的威胁。在这种条件下,攻击者可以通过攻击外部认证密钥、内存数据等手段,绕开智能卡的安全机制来实现对智能卡数据的非法存取和对密钥的非法使用。为了解决这些安全性问题,需要在系统设计的各个阶段中,采用多种技术手段解决问题。 本文根据标准的智能卡在不可信赖的客户端应用环境中应用的安全性问题,提出了使用下载程序代码(特别是下载Java代码到Java智能卡)的方式,来解决这个安全漏洞的方案;通过下载到智能卡上的程序代码,来实现数据存储与数据加密的原子化操作,使数据存储与数据加密能同步完成,避免了数据被非法修改的风险,提出了一个从根本上解决了智能卡在不可信赖的客户端应用环境中应用的安全性问题的解决方案。 另外,还提出了一种对标准的智能卡功能的一种扩展指令的设计思路,通过这种扩展指令来实现加密与存储的原子操作,可以简化系统的开发,同时又具备很高的安全性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 背景介绍
• 1.2 本文的工作
• 1.3 本文的组织
• 2 理论基础
• 2.1 加密解密算法
• 2.1.1 DES和3DES算法
• 2.1.2 RSA算法
• 2.2 IC卡基础
• 2.2.1 智能IC卡的国际标准
• 2.2.2 智能卡的操作系统
• 2.2.3 智能卡文件系统
• 2.2.4 智能卡安全体系结构
• 2.2.5 智能卡安全验证方式
• 2.2.6 智能卡报文结构——APDU
• 2.2.7 能下载程序代码的智能卡
• 2.3 Java卡规范
• 2.3.1 Java卡应用编程框架
• 2.3.2 Java卡的安全性
• 2.3.3 智能卡中Java软件的内部工作原理
• 2.3.4 Java卡中Applet的安装运行方式
• 3 系统设计与实现方式
• 3.1 系统总体结构
• 3.2 具体实现方式
• 4 关键技术与安全性分析
• 4.1 对系统的安全性分析
• 4.1.1 不可信赖的客户端应用环境
• 4.1.2 对智能卡的直接攻击
• 4.1.3 对本地数据库的攻击
• 4.1.4 对智能卡数据通讯的攻击和拦截
• 4.1.5 对内存数据的直接攻击
• 4.1.6 对外部认证密钥的攻击
• 4.1.7 以并行操作的方式绕开智能卡安全体系
• 4.2 采用的主要技术
• 4.2.1 加密算法
• 4.2.2 如何保护智能卡的外部认证密钥
• 4.2.3 智能卡数据文件的安全策略
• 4.2.4 采用条形码打印的发票加密码
• 4.3 通过能下载程序代码的智能卡实现更好的安全性
• 4.3.1 对外部认证密钥的保护
• 4.3.2 对应用软件内存数据攻击的应对
• 4.3.3 一种原子操作的自定义加密存储指令的设计思路
• 总结
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录
• 学位论文评阅及答辩情况