3.4.2 Схемы аутентификации для интеллектуальных карточек, основанные на симметричных криптосистемах

Предположим, что в интеллектуальной карточке и устройстве считывания реализована какая-либо симметричная криптосистема (например, блочный шифратор DES или ГОСТ 28147-89) и пусть как в интеллектуальной карточке, так и в устройстве считывания хранится секретный ключ . Функцию шифрования этого блочного шифратора мы будем обозначать через , где  -- открытый текст. Для проведения аутентификации в карточке генерируется случайное число , которое в качестве запроса отсылается в устройство считывания, где вычисляется соответствующий ответ: , который, в свою очередь, отправляется в интеллектуальную карточку. Так как карточке известно значение , она может осуществить проверку: , где вычислено интеллектуальной карточкой, т. е. , а получено из канала связи. Если равенство выполняется, то интеллектуальная карточка убеждается в аутентичности устройства считывания. Чтобы убедиться в аутентичности интеллектуальной карточки, устройство считывания генерирует случайное число и отправляет его карточке. (Для ускорения выполнения взаимной аутентификации можно посылать вместе с ). Последняя вычисляет , которое направляется в устройство считывания для проверки: .

Описанный выше протокол представляет собой простейший вариант так называемого протокола "рукопожатия" (handshaking). Этот вариант, очевидно, является нестойким против следующей атаки: противник, однажды перехватив сообщения интеллектуальной карточки или устройства считывания, затем в любой момент может пройти аутентификацию, просто посылая проверяющему эти сообщения. Однако, такую угрозу легко предотвратить либо выполняя взаимную аутентификацию за один прогон (т. е. посылая вместе с ), либо добавляя к и отметки времени, либо используя и то и другое.

Особенности реализации симметричной криптосистемы в интеллектуальной карточке определяются особенностями проектирования, разработки и эксплуатации высокопроизводительного СБИС-процессора, реализующего функции шифрования/дешифрования, а его архитектура, как правило, мало чем отличается от специализированных шифраторов, реализующих такие алгоритмы. Эти вопросы здесь не рассматриваются, поскольку в стране накоплен большой опыт в проектировании и разработке таких шифраторов.