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NFC技術中的安全問題與展望

來源:原創論文網 添加時間:2018-09-28

摘要

  近場通訊技術最早在2002年NXP與索尼公司共同開發使用, 經過了十多年的發展, 其應用的場景已經非常廣泛。近場通訊技術能夠在非接觸的條件下實現短距離無線通訊, 與RFID一樣成為了未來數據處理、物聯網構建的重要組成部分之一。

NFC技術中的安全問題與展望

  1、近場通訊的原理

  近場通訊的基本原理和RFID相似, 但是在功能上又與RFID有所不同。市面上比較常見的NFC芯片有NXP公司推出的PN544、PN533、PN531、PN512等, 這些芯片都支持讀寫功能與NFC功能同時存在, 一般均采用13.56MHZ的信道為工作頻率, 作用的范圍在10cm左右, 其感應的距離也決定了這些芯片需要在互相接近的條件下方可以實現通訊。在通訊的速率上現有424KB/s、212KB/s等等, 隨著科技的進步, 1MB/s的芯片也會被推出。

  NFC與RFID相比, 都是工作在頻率13.56MHz上, 同時兼容RFLICA與ISO14443標準, 通過電感耦合的方式來傳遞數據。但是NFC與RFID又有所不同, 相對來說, RFID的傳輸范圍比NFC要大, NFC的傳輸范圍僅有10cm。小范圍的傳輸為管理帶來了方便, 但是也為使用者帶來了麻煩。NFC具有雙向傳輸連接和識別的功能, 而且NFC的傳輸速率可以改變, 這是RFID射頻識別技術沒有的優勢。

  現在的手機一般攜帶了PN544第二代NFC控制器, 在傳輸速度上接近甚至超過1Mb/s, 支持完整的卡協議, 支持加密算法, 增加了內核處理器, 能夠實現多種接口通訊。隨著移動支付的應用范圍不斷擴大, NFC技術的應用在未來廣被消費者看好。

  2、NFC技術中的安全問題研究

  2.1、通訊安全問題

  NFC技術中存在比較明顯的通訊安全問題, 通訊安全問題一直都是感應式通訊系統的技術安全問題之一。攻擊者可以通過數據復制, 竊聽, 中間人攻擊, 數據破壞等等方式來達到攻擊的目的。

  竊聽是一種比較傳統的攻擊手段, 攻擊者可以使用一些能夠感應和捕捉數據交流的設備來獲取用戶的數據。在NFC的非支付協議中, 數據的交流和傳輸都是不加密的, 這就給攻擊者的數據竊取帶來了便利性。雖然NFC的使用距離要求不大于20cm, 但是攻擊者可以通過安裝特種天線, 或者安裝微型的信號竊聽器來竊取NFC芯片中的數據。如果用戶在近場通訊中的身份證信息, 護照信息等等個人身份信息被竊取, 其后果不堪設想。

  數據破壞攻擊也是一種比較常見的攻擊, 數據破壞的攻擊方式實現起來比竊聽更加方便。數據破壞攻擊過程中, 并不需要破解NFC通訊中的加密數據, 只需要使用大功率的干擾裝置便可以實現目標的NFC服務癱瘓。數據篡改攻擊由于具有較大的利益空間, 一直是攻擊者關注的重點區域之一。

  2.2、安全漏洞

  只要存在計算機代碼的地方, 就會存在漏洞, NFC系統也一樣。安全漏洞一直都是計算機安全技術人員的研究重點, 但是隨著計算機技術的不斷進步, 雖然安全漏洞一直在被修補, 可是卻似乎永遠都無法杜絕安全漏洞的出現。

  在NFC技術中比較常見的漏洞有:在CVE-2008-5825中, 諾基亞6131固件05.12遇到空格, 點, 回車等等URI記錄時, 會導致無法顯示該記錄, 攻擊者可以利用此漏洞誘導用戶訪問惡意網站等。

  在CVE-2008-5827, 固件為05.12, 收集在下載完成后會自動安裝JAR文件, 攻擊者可以利用構造代碼結構來誘導用戶安裝木馬, 或者執行遠程控制等。

  在E樂充公交卡支付中, 有一個可以利用NFC系統存在的邏輯漏洞, 來實現0支付充值的攻擊目的。

  2.3、惡意軟件和網絡釣魚

  惡意軟件是一種在未經用戶允許的情況下, 私自進行用戶信息收集, 發送, 甚至私自進行短信扣費, 銀行卡支付等等的一系列帶有攻擊行為的軟件。針對NFC技術的惡意軟件有劫持截面, 廣告彈出, 惡意扣費, 惡意捆綁, 竊取信息等等類型的惡意軟件。

  針對NFC技術的網絡釣魚惡意攻擊, 指的是攻擊者通過偽造一個帶有惡意網址的海報標簽, 引導用戶去觸碰。一旦用戶去觸碰, 便會被攻擊者引導去訪問惡意網站, 或者通過釣魚網站來竊取用戶的真實銀行卡, 身份證, 護照等等重要信息。

  2.4、NFC安全技術的發展方向

  NFC技術的發展方向可以分為以下幾大主線, 從支付安全出發的SE安全元件, NFC安全支付驗證系統, 平臺的安全驗證系統, NFC的應用程序安全研究。從數據交換過程的安全角度出發有加解密算法的安全研究, 簽名算法的安全研究, 密匙共享的安全研究, 密匙證書儲存使用的安全研究。從應用程序的角度出發, 有安全漏洞的修復研究, 敏感數據保護加密安全研究。從硬件安全角度出發, 有執行環節安全研究, 移動模塊安全研究。

  3、NFC的發展應用方向

  3.1、移動支付上的NFC應用

  移動支付技術一般有兩種方式, 一種是基于遠程無線通訊網絡基礎上的遠程支付業務, 譬如說支付寶, 微信的掃碼支付, 轉賬等等都屬于遠程支付系統。還有一種就是近距離通訊的NFC支付業務, 也就是本文所指的NFC移動支付技術。

  想要實現NFC近距離移動支付業務, 需要從手機終端, POS機, 芯片, 卡片等等系統上出發, 在如今5G網絡即將推出的背景下, NFC支付技術想要獲得更加可觀的應用前景, 必須結合移動網絡來進行更進一步的簡化和升級。

  移動NFC支付系統的實現要從幾大方面出發, 可以從13.56MHz非接觸技術出發的NFC方案的實現, 可以從13.56MHZ非接觸技術的雙界面卡方案上實現, 基于2.4GHZ上的RF-SIM卡方案實現。目前集成在SIM卡上的NFC業務和集成在手機硬件中的NFC系統都得到了廣泛的應用。其中以集成在手機硬件上的NFC系統應用更加廣泛。由于SIM卡自身體積問題, 導致NFC系統集成SIM上的實現難度有所增加。

  3.2、其他方面的應用

  NFC近場通訊技術經過了十幾年的發展, 其應用的領域已經覆蓋到了各行各業之中。如今在銀行非卡業務, 運營商業務員, 移動支付業務, 手機外設支付業務, 圖像識別業務, 超聲波支付業務中, 都可以看到NFC技術應用的身影。在電子門禁, 電子門票, 電子車票, 電子身份證, 一卡通等等上, NFC近場通訊功能也得到了廣泛的應用。

  4、結束語

  近距離通訊業務與遠程無線業務不同, 近距離通訊業務解決的是設備與設備之間的非接觸性交流業務, 隨著5G網絡的推出, 近距離通訊業務會朝著解決設備近距離通訊交流的功用上發展。

  參考文獻
  [1]徐鵬.基于NFC技術的移動支付系統安全性研究[D].江南大學, 2017.
  [2]潘雪峰.基于NFC (近場通信技術) 的“智能卡包”系統模型的設計和研究[D].華東師范大學, 2014.

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