EP2595083A1

Method for protecting a chip card against unauthorised use, chip card and chip cards terminal

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schutz einer Chipkarte (104) gegen unberechtigte Benutzung mit folgenden Schritten: - Eingabe einer ersten Kennung (116) in einen Chipkarten-Terminal (100), - Erzeugung eines Chiffrats aus zumindest einem ersten Kommunikationsparameter (K1; KA1, D1) mit Hilfe eines aus der ersten Kennung abgeleifieten ersten symmetrischen Schlüssels (S1), wobei mit Hilfe des Kommunikationsparameters ein geschützter erster Kommunikationskanal (112) zwischen dem Chipkarten-Terminal und der Chipkarte definierbar ist, - Übertragung des Chiffrats über einen vordefinierten Kommunikationskanal (108) von dem Chipkarten-Terminal an die Chipkarte, - Versuch einer Entschlüsselung des Chiffrats mit Hilfe eines zweiten symmetrischen Schlüssels (S2) durch die Chipkarte, wobei das Resultat der Entschlüsselung nur dann der erste Kommunikationsparameter ist, wenn der erste symmetrische Schlüssel dem zweiten symmetrischen Schlüssel gleicht, sodass der geschützte erste Kommunikationskanal nur dann zwischen dem Chipkarten-Terminal und der Chipkarte definierbar ist, wenn die erste Kennung zutreffend ist.

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Term

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15 claims: 9 independent, 6 dependent

  1. 1
    Verfahren zum Schutz einer Chipkarte (104) gegen unberechtigte Benutzung mit folgenden Schritten:- Eingabe einer ersten Kennung (116) in einen Chipkarten-Terminal (100), - Erzeugung eines Chiffrats aus zumindest einem ersten Kommunikationsparameter (K1;KA1, D1) mit Hilfe eines aus der ersten Kennung abgeleiteten ersten symmetrischen Schlüssels (S1), wobei mit Hilfe des Kommunikationsparameters ein geschützter erster Kommunikationskanal (112) zwischen dem Chipkarten-Terminal und der Chipkarte definierbar ist, - Übertragung des Chiffrats über einen vordefinierten Kommunikationskanal (108) von dem Chipkarten-Terminal an die Chipkarte, - Versuch einer Entschlüsselung des Chiffrats mit Hilfe eines zweiten symmetrischen Schlüssels (S2) durch die Chipkarte, wobei das Resultat der Entschlüsselung nur dann der erste Kommunikationsparameter ist, wenn der erste symmetrische Schlüssel dem zweiten symmetrischen Schlüssel gleicht, sodass der geschützte erste Kommunikationskanal nur dann zwischen dem Chipkarten-Terminal und der Chipkarte definierbar ist, wenn die erste Kennung zutreffend ist, wobei es sich bei dem ersten Kommunikationsparameter um einen öffentlichen Schlüssel des Chipkarten-Terminals handelt, wobei die Chipkarte im Fall, dass die Entschlüsselung des Chiffrats gelingt, aus dem öffentlichen Schlüssel nach dem Diffie-Hellman (DH)-Verfahren einen weiteren symmetrischen Schlüssel (S4) zur Verschlüsselung der Kommunikation zwischen dem Chipkarten-Terminal und der Chipkarte ableitet, wobei durch die Verschlüsselung mit dem weiteren symmetrischen Schlüssel der erste Kommunikationskanal definiert ist.
  2. 2
    Verfahren nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem ersten Kommunikationsparameter um die Angabe einer Übertragungsfrequenz, eines Frequenz-Hopping-Schemas, eines Codierungsverfahrens und/oder eines Modulationsverfahrens handelt.
  3. 3
    Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei es sich bei dem ersten Kommunikationsparameter um einen ersten Domainparameter (D1) für die Durchführung eines diskreten logarithmischen kryptographischen Verfahrens zur Erzeugung eines dritten symmetrischen Schlüssels (S3) durch das Chipkarten-Terminal eines vierten symmetrischen Schlüssels (S4) durch die Chipkarte und handelt, wobei die dritten und vierten Schlüssel identisch sind, wenn die erste Kennung zutreffend ist, wobei die dritten und vierten symmetrische Schlüssel zur Verschlüsselung der Kommunikation zwischen dem Chipkarten-Terminal und der Chipkarte über den geschützten ersten Kommunikationskanal vorgesehen sind.
  4. 4
    Verfahren nach Anspruch 3, wobei es sich bei dem diskreten logarithmischen kryptographischen Verfahren um ein elliptische Kurven kryptographisches Verfahren handelt.
  5. 5
    Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei es sich bei dem diskreten logarithmischen kryptographischen Verfahren um ein elliptisches Kurven Diffie-Hellman-Verfahren handelt.
  6. 6
    Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Kennung als Seed Value für die Ableitung des ersten symmetrischen Schlüssels durch das Chipkarten-Terminal verwendet wird.
  7. 7
    Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf der Chipkarte eine zweite Kennung (140) gespeichert ist, aus der der zweite Schlüssel ableitbar ist.
  8. 8
    Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Schlüssel in einem geschützten nicht-volatilen Speicherbereich der Chipkarte gespeichert ist.
  9. 9
    Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Resultat der Entschlüsselung ein nicht zutreffender zweiter Kommunikationsparameter (K2; D2, KA2) ist, wenn die erste Kennung nicht zutreffend ist, wobei durch den zweiten Kommunikationsparameter ein nicht zutreffender zweiter Kommunikationskanal (146) durch die Chipkarte definierbar ist, mit folgenden weiteren Schritten:- Sendung eines Chipkarten-Kommandos (122) von dem Chipkarten-Terminal an die Chipkarte auf dem geschützten ersten Kommunikationskanal, - Ignorierung des Chipkarten-Kommandos durch die Chipkarte und Reduzierung der Anzahl der verbleibenden Fehlbedienungen, wobei die Chipkarte oder eine Chipkartenfunktion der Chipkarte bei Überschreitung einer vorgegebenen Anzahl von Fehlbedienungen gesperrt wird.
  10. 10
    Chipkarte mit - einer Schnittstelle (106) zur Kommunikation über einen vordefinierten Kommunikationskanal (108) und mehreren weiteren Kommunikationskanälen (112, 146,...) mit einem Chipkarten-Terminal (100), - Mitteln (132, 136) zur Entschlüsselung eines auf dem vordefinierten Kanal empfangenen Chiffrats, welches mit Hilfe eines ersten symmetrischen Schlüssel verschlüsselt ist, mit Hilfe eines zweiten symmetrischen Schlüssels (S2), wobei die Entschlüsselung zumindest einen Kommunikationsparameter ergibt (K2;KA2, D2), wenn eine zuvor in den Chipkarten-Terminal eingegebene erste Kennung (116) zutreffend ist, wobei durch den Kommunikationsparameter einer der weiteren Kommunikationskanäle für die geschützte Kommunikation zwischen der Chipkarte und dem Chipkarten-Terminal eindeutig festgelegt ist,wobei durch den ersten Kommunikationsparameter ein öffentlchen Schlüssel angegeben wird, und mit Mitteln (132) zur Durchführung eines Diffie-Hellman-Verfahrens zur Ableitung eines weiteren symmetrischen Schlüssels (S4) mit Hilfe des öffentlichen Schlüssels.
  11. 11
    Chipkarte nach Anspruch 10, mit Mitteln (150) zur Durchführung eines diskreten logarithmischen Verschlüsselungsverfahrens zur Erzeugung des weiteren symmetrischen Schlüssels (S4), wobei der weitere symmetrische Schlüssel zur symmetrischen Verschlüsselung der Kommunikation zwischen dem Chipkarten-Terminal und der Chipkarte über den festgelegten Kommunikationskanal (112) vorgesehen ist.
  12. 12
    Chipkarte nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 oder 11, mit einem nicht flüchtigen geschützten Speicherbereich zur Speicherung einer zweiten Kennung (140), aus der der zweite Schlüssel ableitbar ist.
  13. 13
    Chipkarte nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 12, mit einem Fehlbedienungs-Zähler (144) zur Sperrung der Chipkarte, wenn die Anzahl der Fehlbedienungen einen vorgegebenen Schwellwert erreicht hat, wobei eine von der Chipkarte empfangene Nachricht, die auf einem der weiteren Kommunikationskanäle, welcher nicht der festgelegt Kommunikationskanal ist, an die Chipkarte gesendet wird, als Fehlbedienung gezählt wird.
  14. 14
    Chipkarte nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 13, mit einer Erstbenutzerfunktion, wobei in einem Erstbenutzungszustand, ein bestimmter Kommunikationsparameter für eine erste Wahl des ersten Kommunikationskanals festgelegt ist, und wobei die Chipkarte aus ihrem Erstbenutzungszustand in einen Benutztzustand übergeht, wenn sie zum ersten Mal ein Chipkartenkommando (122) auf diesem ersten Kommunikationskanal empfängt.
  15. 15
    Chipkarten-Terminal mit - Mitteln (114) zur Eingabe einer ersten Kennung (116), - Mitteln zur Erzeugung eines Chiffrats aus zumindest einem ersten Kommunikationsparameter (K1;KA1, D1) mit Hilfe eines aus der ersten Kennung abgeleiteten ersten symmetrischen Schlüssels (S1), wobei mit Hilfe des Kommunikationsparameters ein geschützter erster Kommunikationskanal (112) zwischen dem Chipkarten-Terminal und der Chipkarte (104) definierbar ist, - Mitteln zum Senden des Chiffrats über einen vordefinierten Kommunikationskanal (108) an die Chipkarte, - Mitteln (148) zur Erzeugung von Domainparametern (D1) für die Durchführung eines diskreten logarithmischen kryptographischen Verfahrens für die Ableitung eines weiteren symmetrischen Schlüssels (S3) zur Verschlüsselung der Kommunikation zwischen dem Chipkarten-Terminal und der Chipkarte, wobei der erste Kommunikationsparameter die Domainparameter angibt.
Independent claims15