基于软件的卡仿真（HCE）如何保证NFC安全？

Question

通过引入HCE，不需要安全元件（SE）来模拟卡。 因此，没有存储空间来保存模拟卡的应用程序的敏感信息，如余额，CVV2，PIN等。

我只是想知道android如何解决这个问题？ 应该存储应用程序的敏感信息？ Google电子钱包是否使用此技术？ 如果是，敏感信息如何保密？

更新1：网络上的某些链接在使用HCE时会引用基于云的SE（云端SE），但我无法理解此Cloud SE的功能。 有关此主题的任何链接，文档或其他材料？

Answer 1

HCE带来的主要特点是，当NFC设备处于卡仿真模式（CEM）时，来自NFC控制器的所有数据默认路由到设备的CPU（读取Android OS）。 事实并非如此 - 当CEM中的默认路由已经转向安全元素（SE）时。 在设备“植根”的情况下，将敏感数据存储在操作系统内存中会引发严重的安全问题 - 您提出的问题。 有两种方法可以缓解这些安全风险：

A）为敏感数据提供更安全的位置

这个“更安全的位置”可能是可信执行环境（TEE） - CPU的特殊部分，它运行自己独立的操作系统，因此在主操作系统植根时不会受到损害。 在安全级别上，TEE提供了比OS和“SE in the cloud”更高的安全性，但低于SE。 如果TEE不够（对于诸如开环支付，身份验证服务 - 身份证，护照等服务的情况），没有人禁止您在提供HCE服务的电话上使用SE。 在这种情况下，可以通过使用路由表来防止到CPU（Android OS HCE服务）的默认路由（用于具有特定AID的应用的数据被路由到SE）。

B）实施安全机制以使现有位置更安全

如果您没有TEE且无法使用SE，您可以通过以下技术使事情变得更加安全：用户验证（“用户知道”像PIN一样，或者如果可能的话甚至更好“用户是” - 生物识别技术），交易限制（低价值交易，一个时间范围内有限的交易数量等），标记化，在事先交易时做Android OS检查（即用户是否拥有root权限）等。

最好的是结合A和B.

您需要了解的是HCE不适用于高安全性服务。 将HCE视为更简单但不太安全的解决方案，旨在加速NFC服务的采用 。 它为SP提供了很大的附加值，可以接受降低的安全级别，以换取其他因素的改进，例如上市时间，开发成本和与其他方合作的需要。

您可以在由Thom Janssen和Mark Zandstra撰写的文件中阅读更多相关信息，这些文章来自UL-TS（前Collis），名为“HCE安全隐患”。 您可以从这里下载： http ： //www.ul-ts.com/downloads/whitepapers/finish/6-whitepapers/289-hce-security-implications 。

Answer 2

我只是想知道android如何解决这个问题？

简单的回答：它没有 。 Google电子钱包将卡相关数据（卡号，有效性信息，动态卡验证码等）存储在手机内存（RAM，部分闪存？）上。 请注意，信用卡上没有存储余额信息。 Google电子钱包（它实际上是万事达卡）也不存储CVC2或卡片密码。

应该存储应用程序的敏感信息？ Google电子钱包是否使用此技术？

应该 ......好吧......它确实将（临时）卡数据存储在RAM中，也可能存储在手机（内部）闪存中。 这里通常不涉及安全存储器。

如果是，敏感信息如何保密？

这是棘手的部分。 这就是基于云的SE的用武之地.Cloud SE意味着敏感的卡数据存储在“云端”，而不是（或者只是临时）存储在最终用户的设备上。 实际上，这可以通过两种方式实现：

1. 云SE的行为就像普通的智能卡/安全元素一样。 在这种情况下，最终用户设备上的HCE应用程序会立即将所有收到的智能卡命令（APDU）重定向到“云”。 云SE将处理命令并生成响应。 然后，应用程序通过NFC接口（HCE）将此响应发送回支付终端。 这种情况的主要缺点是HCE通信需要在整个通信过程中与“云”的稳定（且相对快速）连接。

2. [这有点像谷歌钱包的工作方式。]云SE充当令牌服务，生成临时卡数据（临时卡号和临时动态验证码），仅对有限数量的交易有效且在非常有限的时间范围内。 每当此临时信息到期时，HCE应用程序就会请求一组新的临时卡数据并将其存储在手机的内存中。 当支付终端建立到HCE应用程序（模拟信用卡）的连接时，应用程序与支付卡协议（EMV）通信并将临时信息嵌入到模拟卡数据中。

Answer 3

我不认为Android“修复了这个问题”或者它甚至打算：它对于应用程序设计者来说更像是一项任务。 可能的方法是：

• 将敏感信息存储在手机外：“云中的SE”。 一个明显的缺点是手机需要在线才能使交易成功。
• 生成敏感信息处理一些秘密输入（例如，用户输入密码或PIN）并在手机外验证它，例如通过非接触式基础设施。

Answer 4

Android OS不提供安全存储来存储HCE事务中使用的敏感数据。

在HCE（基于云的SE）的情况下，移动应用程序不将敏感数据存储为安全元素。

用于生成支付密码的敏感数据PAN ， 对称卡主密钥等，受以下方式保护： -

保护PAN

EMV的令牌化规范用于使用令牌化PAN替换PAN，其中令牌化PAN被限制到特定域。

保护对称密钥

Symmetric Card Master Key被限制版的对称密钥替换。

VISA的HCE规范定义了限制使用密钥（LUK），该密钥仅限于在有限的时间段和事务中使用。

MasterCard的HCE规范定义了单一使用密钥（SUK）限制用于单个事务。

其他HCE规范遵循类似的机制。

因此，云存储敏感数据（PAN，Symmetric Key）和移动应用程序存储限制版本的敏感数据。 因此，它将风险降至最低。

移动应用程序使用白盒密码术来阻止数据被VISA，万事达卡和其他人建议窃取。 白盒密码学难以打破。

顺便说一下，它被称为基于云的SE，因为敏感数据存储在云而不是移动应用程序上，这与安全元素的方式不同（在SE中，SE / Mobile SE敏感数据存储在SE中）。

Answer 5

将标记化与“云中的SE”结合使用......这可以避免“电话需要在线”的依赖性。