Attacking GlobalPlatform SCP02-compliant Smart Cards

本文介绍了一种攻击方法，即针对GlobalPlatform SCP02协议的填充预言攻击，攻击目标是符合SCP02标准的智能卡。GlobalPlatform是一个致力于定义与芯片技术相关的技术机制的组织，这些技术包括智能卡、应用程序处理器、SD卡、USB令牌和安全元素等。该组织的目标还包括促进这些设备上应用程序的互操作性部署和管理，以及推动一个全球性的智能卡实施基础设施。 SCP02协议主要用于在卡片和“卡片外实体”之间建立一个安全的通信通道。当通过空中接口（over-the-air）使用时，该协议的主要目的是远程管理卡片。SCP02是基于对称密钥加密的协议之一，目前是广泛部署的SCP协议。SCP01已经不再使用，而SCP02基于3DES加密技术，SCP03则基于AES加密技术，其使用似乎不如SCP02普遍。 文章介绍了填充预言攻击，并且表明了通过实验验证了这一攻击方法是完全可行的。研究人员对来自六个不同制造商的10张智能卡进行了实验，实验结果显示在他们设定的实验环境中，攻击是完全可行的。由于全球每年生产数十亿的SIM卡，因此受影响的卡片数量可能很高。据作者所知，这是首次成功地对SCP02协议进行攻击。 填充预言攻击是一种利用密码系统中的时序侧信道攻击方法，攻击者通过观察加密操作的反应时间来推断明文信息。这种攻击利用了加密数据的填充方式，通过观察加密服务的反应，尤其是解密操作对于填充不当的错误消息的反应时间，攻击者可以逐渐推断出加密数据中的明文。 文章中还提到了GlobalPlatform定义的其他几种安全通道协议（SCP），大多数基于对称密钥加密。作者详细描述了如何对SCP02实施攻击，并且在实验中通过10张不同制造商生产的智能卡展示了攻击的实际性。结果表明攻击具有很高的实用价值，攻击者可以有效地从加密数据字段中检索出明文字节。 从攻击技术来看，通过填充预言攻击可以破解SCP02的加密，因此对于SCP02智能卡而言，这种攻击方法可能造成重大威胁。考虑到每年全球大量的SIM卡生产量，受影响的卡片数量可能非常高，但具体的受影响卡片数量难以估计。这种攻击成功意味着SCP02协议本身可能存在设计上的缺陷或漏洞，需要相关机构和开发者进行进一步的安全评估和修复。 从行业应用的角度来看，SCP02协议被运用于多个行业，包括交通公司、银行界以及移动网络运营商。由于涉及到这些关键行业的安全通信协议，了解和防范此类攻击显得尤为重要。对于制造商而言，提高智能卡的安全标准，加强抗攻击能力，将是未来产品开发的重要方向。同时，智能卡的应用与管理也需要考虑实施额外的安全措施，以抵御类似攻击带来的威胁。 本文深入探讨了对SCP02智能卡实施的填充预言攻击的方法，具有较高的实用性和危险性，涉及的技术知识包括安全协议、填充预言攻击、侧信道攻击等，这对于智能卡安全领域有着重要的意义。