АссистентНовый вопросИсторияОбласти знаний
Партнёрские проектыСпецпроектыСтать автором
Сменить язык
О РУВИКИ
ТехнологииИнфраструктура и безопасностьДоступ, приватность и защита данныхБезопасный элемент

Безопасный элемент

Экспертиза РАН

Logo-ran-black.png
Проведена экспертиза
Российской академией наук
Подробнее
Aprove.svg

Экспертиза РАН

Arrow-Right.png
Logo-ran.png
Проведена экспертиза
Российской академией наук
Подробнее

Безопасный элемент (фр. élément sécurisé, SE) — это аппаратная защищённая платформа, способная хранить данные в соответствии с установленными доверенными органами правилами и требованиями безопасности[1].

Введение

Технология NFC

Ближняя бесконтактная связь (англ. Near Field Communication, NFC) — это технология ближней связи, основанная на стандарте смарт-карт ISO 14443[2], а также стандартизированная в ISO 18092[3]. Она работает на частоте 13,56 МГц и позволяет передавать данные на скорости до 424 кбит/с. NFC поддерживает три режима работы: чтение/запись, пиринговый режим и эмуляция карты. Последний используется для того, чтобы совместимое с NFC устройство (например, мобильный телефон) эмулировало смарт-карту в терминале считывания. Следует отметить, что распространённые смарт-карты имеют встроенные безопасные элементы (SE)[4], что предотвращает вредоносные атаки и обеспечивает надёжную защиту данных[5]. Безопасный элемент используется исключительно в режиме эмуляции карты[6].

Безопасный элемент

Безопасный элемент (SE) — это отдельная микросхема, содержащая защищённый процессор, устойчивую к взлому память и оперативную память. Такой процессор отличается от основного процессора компьютера или устройства — его единственная задача заключается в обеспечении проведения безопасных транзакций. В безопасном элементе размещаются приложения, использующие защищённые криптографические ключи, работающие внутри данного безопасного процессора[7].

SE — это аппаратная платформа, надёжно защищающая приложения и хранящая конфиденциальные зашифрованные данные. В финансовой сфере безопасные элементы применяют для хранения приложений персонализированных карт и криптографических ключей для проведения финансовых операций (стандарт EMV) на терминалах приёма платежей. Также SE используются для идентификации — они могут содержать биометрические данные или электронные сертификаты для цифровой подписи. Вне зависимости от области применения, защищённая среда SE обеспечивает надёжную защиту аутентификационных данных пользователя[8].

Основные форм-факторы

В мобильных устройствах с поддержкой NFC безопасный элемент обычно представляет собой защищённый микропроцессор (смарт-карта), содержащий криптографический процессор для безопасных аутентифицированных транзакций и надёжную память для хранения приложений и ключей. Существуют различные форм-факторы, такие как встроенный безопасный элемент (eSE), карта microSD или карта UICC[9]. Каждый тип безопасного элемента реализуется по-разному и ориентирован на различные потребности рынка[1].

Процессор базовой полосы

Безопасный элемент может размещаться в защищённой памяти процессора базовой полосы, обеспечивая высокий уровень защиты и при этом не требуя изменения конструкции устройства. До сих пор коммуникационный протокол между NFC-контроллером и этим процессором остаётся закрытым и не стандартизирован[10].

Встроенный модуль

В варианте с аппаратным встроенным модулем безопасный элемент представляет собой припаянную смарт-карту, которую невозможно извлечь. По уровню защиты такой вариант сопоставим с обычной смарт-картой. Однако взаимодействие между NFC-контроллером и этим модулем пока не стандартизировано и осуществляется только по закрытым протоколам[10].

Защищённая карта памяти

Съёмная защищённая карта памяти (SMC) сочетает в себе запоминающее устройство, встроенную смарт-карту и контроллер карты. Фактически, это объединение обычной карты памяти (например, MMC, SD и др.) со смарт-картой. SMC обладает таким же уровнем защиты, что и смарт-карта, совместима с основными стандартами и интерфейсами, а также поддерживает развитую экосистему приложений. Её преимущество — съёмность, возможность использования в разных устройствах с поддержкой NFC и большой объём памяти. В то же время протокол взаимодействия SMC и NFC-контроллера пока не стандартизирован, и подобные решения малораспространены[10].

UICC

UICC (англ. Universal Integrated Circuit Card) — это также съёмная смарт-карта. Изначально она создавалась как замена SIM-карте, предоставляя доступ к сетям GSM и UMTS. Как смарт-карта, UICC поддерживает все основные стандарты и обеспечивает высокий уровень защищённости приложений и данных. На ней возможно хранение приложений различных поставщиков — для каждого предусмотрен отдельный домен безопасности с раздельным управлением и уникальными секретными ключами. Операционная система карты реализует межпроцессный защитный экран, предотвращающий доступ приложений друг к другу[6].

UICC может содержать приложения стандартов GSM/UMTS — такие как SIM-карта и USIM, а также приложения для оплаты, билетирования, электронных паспортов и др. В октябре 2007 года ETSI утвердил протокол SWP как стандарт для физического и канального уровня связи карты UICC и NFC-контроллера. В феврале 2008 года стандарт был дополнен протоколом HCI, определяющим команды, необходимые для обмена информацией между UICC и NFC-контроллером[10].

Сводная таблица безопасных элементов технологий NFC
Безопасность Повторное использование Стандартизация
Процессор базовой полосы + − −
Встроенный модуль ++ − +
SMC + ++ +
UICC ++ + ++

Мобильные устройства

Режим эмуляции карты используется преимущественно в приложениях с высокими требованиями к безопасности, например, при контроле доступа или оплате. В настоящее время такую эмуляцию поддерживают только отдельные считыватели (например, ACR 122U) и некоторые смартфоны с NFC. Большинство же мобильных устройств с NFC оборудованы безопасными элементами. Например, Nokia 6131 и Nokia 6212 имеют встроенный безопасный элемент, а Samsung GT-S5230N и Samsung Nexus S используют UICC[11].

Использование мобильного устройства в режиме эмуляции карты открывает широкий спектр возможностей: мобильные платежи, электронные билеты (например, Carte Navigo), купонные программы, контроль доступа и др. Таким образом, мобильные устройства значительно расширяют экосистему смарт-карт — к примеру, позволяют оплачивать или пополнять транспортные билеты в любое время, а также копить баллы лояльности прямо на телефоне[12].

Доступ к безопасному элементу в мобильных телефонах с NFC возможен двумя способами: во внутреннем или внешнем режиме. Для внутреннего режима различные мобильные платформы определяют собственные интерфейсы программирования приложений и устанавливают ограничения доступа[13].

Примечания

  1. ↑ 1 2 GlobalPlatform made simple guide: Secure Element (англ.). GlobalPlatform (2015). Дата обращения: 10 июня 2024. Архивировано 4 марта 2016 года.
  2. ↑ ISO/IEC 14443:2015 Identification cards — Contactless integrated circuit(s) cards — Proximity cards (англ.). International Organization for Standardization (2015). Дата обращения: 10 июня 2024.
  3. ↑ ISO/IEC 18092:2013 Information technology — Telecommunications and information exchange between systems — Near Field Communication Interface and Protocol (NFCIP-1) (англ.). International Organization for Standardization (2015). Дата обращения: 10 июня 2024.
  4. ↑ Pasquet, Marc (2009-03-16). “Post-Distribution Provisioning and Personalization of a Payment Application on a UICC-Based Secure Element”. Availability, Reliability and Security, 2009. ARES '09. International Conference on [англ.]: 701—705. DOI:10.1109/ARES.2009.98. Дата обращения 2024-06-10. |access-date= требует |url= (справка)
  5. ↑ Shen, Jie (2014). “A Secure Element General Access Component for Mobile Payment”. Information Society (i-Society), 2013 International Conference on [англ.]: 27—34. Дата обращения 2024-06-10. |access-date= требует |url= (справка)
  6. ↑ 1 2 Pasquet, Marc (2009-03-16). “Post-Distribution Provisioning and Personalization of a Payment Application on a UICC-Based Secure Element”. Availability, Reliability and Security, 2009. ARES '09. International Conference on [англ.]: 701—705. Дата обращения 2024-06-10. |access-date= требует |url= (справка)
  7. ↑ NFC Architecture (англ.). developers.nearfieldcommunication.com. Дата обращения: 10 июня 2024.
  8. ↑ What Is a Secure Element? (англ.). Bell ID (22 мая 2014). Дата обращения: 10 июня 2024. Архивировано 23 июня 2015 года.
  9. ↑ Sethia, D. (2014-01-06). “NFC based secure mobile healthcare system”. Communication Systems and Networks (COMSNETS), 2014 Sixth International Conference on [англ.]: 1—6. DOI:10.1109/COMSNETS.2014.6734919. Дата обращения 2024-06-10. |access-date= требует |url= (справка)
  10. ↑ 1 2 3 4 Reveilhac, M. (2014-02-24). “Promising Secure Element Alternatives for NFC Technology”. Near Field Communication, 2009. NFC '09. First International Workshop on [англ.]: 75—80. DOI:10.1109/NFC.2009.14. Дата обращения 2024-06-10. |access-date= требует |url= (справка)
  11. ↑ Roland, M. (2012-03-13). “Practical Attack Scenarios on Secure Element-Enabled Mobile Devices”. Near Field Communication (NFC), 2012 4th International Workshop on [англ.]: 19—24. DOI:10.1109/NFC.2012.10. Дата обращения 2024-06-10. |access-date= требует |url= (справка)
  12. ↑ NFC (фр.). Orfidee (2010). Дата обращения: 10 июня 2024. Архивировано 23 июня 2015 года.
  13. ↑ Roland, M. (2012-03-13). “Practical Attack Scenarios on Secure Element-Enabled Mobile Devices”. Near Field Communication (NFC), 2012 4th International Workshop on [англ.]: 20. DOI:10.1109/NFC.2012.10. Дата обращения 2024-06-10. |access-date= требует |url= (справка)

Литература

Ссылки

Категории