加密机使用手册.doc
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SHJ0902加密机使用手册
广州江南科友科技股份有限公司
2010-01
目录
第一章支付服务密码机简介 4
1.1 密码机的功能 4
1.2 密码机的技术特点 4
1.3 密码机的技术指标 5
1.4 密码机的外形结构 5
第二章支付服务密码机的使用 6
2.1 密码机的配套清单 6
2.2 密码机的安装 7
2.2.1 安装步骤 7
2.2.2 密码机的初始化 7
2.2.3 注入密钥 7
2.3 密码机各部分的说明 8
2.3.1 IC卡插座 8
2.3.2 密钥销毁锁 8
2.3.3 机仓后部的锁 8
2.3.4 蜂鸣器 8
2.4 密码机的接口 8
2.5 注意事项 9
第三章密钥管理哑终端使用说明 10
3.1使用说明 10
第四章加密机配置 11
4.1设置加密机IP 11
4.2查看、添加和删除客户端IP 11
4.3设置加密常用设置 12
4.4查看加密机IP地址、网关和子网掩码 12
第五章超级管理员，管理员和维护权限 13
5.1加密机权限分类 13
5.2进入相应管理权限状态 13
5.3超级管理员，管理员以及维护员的权限。
13
5.3.1超级管理员权限 13
5.3.2管理员权限 13
5.3.3维护员管理员权限 14
5.5制作三种权限卡 14
5.5.1IC卡的格式化 14
5.5.2超级管理员卡的制作 15
4.5.3管理员权限卡的制作 17
5.5.4维护员权限卡的制作 18
第六章密钥注入 19
6.1加载主密钥 19
6.2注入功能密钥 20
6.2.1产生随机的功能密钥 20
6.2.2产生密钥命令FK。
21
6.2.3明文分量类索引密钥注入 22
附录 24
附录1所有终端命令功能表 24
附录2LMK表 25
附录3密钥类型表 27
第一章支付服务密码机简介
支付服务密码机是用于银行卡网络系统的支持多进程的主机节点数据密码机，直接与主机相连接，以规定的协议通讯。
此密码机设计可靠，结构合理，使用方便，外型美观。
1.1密码机的功能
支付服务密码机是金融网络安全系统的重要组成部分之一，主要的功能是实现对网络上传输的信息进行保护或鉴别，以保证金融信息的正确性，能够有效防止对通信数据的非法窃取或篡改。
1.2密码机的技术特点
ü用于TCP/IP协议。
ü所有密钥库的自动维护功能，包括密钥的产生、分发、注入和销毁。
支持哑终端密钥管理方式。
ü密码机具有完善的密钥保护功能，即使掉电,也能保护好密钥不被丢失；另外还有非法操作时的密钥销毁功能。
ü具有完善的系统监测功能，可监测密码机硬件及软件的运行状态，并可对故障进行自动恢复。
ü可以通过软件、硬件来设置、检测各部分的功能，设定系统的运行参数，具有完善的人机交互界面。
1.3密码机的技术指标
接口方式：
RJ/45及RS—232
传输速率：
10M/100M/1G自适应
工作电压：
~220V±25％、50HZ
功耗：
85W
可靠性：
MTBF>40,000h
1.4密码机的外形结构
图一：
密码机前视图说明
１、IC卡插座
此处是管理密码机的IC卡的插入口
２、密钥销毁锁
紧极时可销毁密钥
３、电源灯
当密码机接通电源时，电源灯亮
４、工作灯
当密码机正进行加、脱密等安全处理时，加密灯亮
５、报警灯
当密码机处于非正常状态时，报警灯亮，并伴有报警声
图二：
密码机后视图说明
1、电源开关按钮控制对密码机的电
2、交流电源插座
3、机仓后锁
技术人员由此打开机箱维护密码机（用户请勿私自打开，否则可能造成严重后果）
4、RS-232C9芯插座2
5、TCP/IP接口2
6、TCP/IP接口1
7、并口（接并口打印机用）
8、RS-232C9芯插座1
第二章支付服务密码机的使用
2.1密码机的配套清单
Ø密码机一台
Ø使用说明书一本
Ø220V交流电源线一根
ØIC卡一套（6张）
Ø串口线一根
2.2密码机的安装
2.2.1安装步骤
第一步 密码机通过TCP/IP接口与主机连接，即可进入生产环境。
第二步 固定好线缆的两端，以保证其良好的接触和安全。
第三步 接上220V的交流电源线，打开密码机交流电源开关。
2.2.2密码机的初始化
在哑终端上进行如下初始化（连接方法见第3章）：
为密码机分配IP地址、网关及子网掩码；为密码机分配一个通信端口；为密码机分配一个客户；为密码机设置PIN长度、消息头长度、字符编码等。
2.2.3注入密钥
密码机在使用之前应先注入密钥。
如果没有注入密钥，密码机起动后会报警。
在哑终端上进行如下操作：
（方法见第3章）
完成密码机三张超级权限卡的制作，再从三张超级权限卡中导入主密钥三个成份，在密码机中自动合成主密钥。
2.3密码机各部分的说明
2.3.1IC卡插座
密码机采用推推式IC卡座。
将密码机专用卡的触片面向上、向前，按照IC卡上标示的方向，对准插座方向适当用力推入即可操作，再轻推一下即可弹出，此时才可以拔出IC卡。
2.3.2密钥销毁锁
用于销毁密钥。
销毁密钥时，先将密码机电源关闭，然后密钥销毁锁转至销毁状态，1秒后密钥销毁。
2.3.3机仓后部的锁
用来固定机仓。
2.3.4蜂鸣器
密码机内部还装有蜂鸣器，用于异常时报警或者在有些操作过程中给予声音提示。
2.4密码机的接口
密码机有3个接口：
2个以太网口，1个串口。
2.5注意事项
密码机必须注入密钥才能正常工作。
严禁带电打开密码机的机仓和拨/插通信线缆。
严禁强电流、高电压对密码机的冲击。
密码机不能正常工作时，请填好保修单，及时与供应商联系，以便进行检查、维修。
若IC卡损坏，严禁随便丢弃，必须交还给配发单位，由配发单位统一处理。
第三章密钥管理哑终端使用说明
3.1使用说明
打开密码机前请用密码机配套串口线缆连接哑终端串口和密码机COM1端口（CONSOLE端口）。
连接方法：
用哑终端连接线缆连接PC机的串口和密码机的COM1端口。
测试过程中用PC机上Windows自带的“超级终端”软件，模拟哑终端。
在Windows桌面环境下依次点击：
开始à所有程序à附件à通信à超级终端，运行“超级终端”。
超级终端设置：
9600bps、8位数据位、1位停止位、无奇偶校验位。
第四章加密机配置
4.1设置加密机IP
超级终端与加密机连接好，在HSM-AUTH3>提示符下执行list命令，将会显示加密机自带的所有终端命令：
aacnacyadbccardcardkeyccchcheckcheckkeyckclearallkeyclscopycpcsctcvdesecfcfkgchelphistoryipivkakbkekeykgkilistlkloloadmkloadtestkeyltkmkmkadministermksupermkworkerportprinterprtpvpwqhqprandrcrebootrenewsfverwk
在HSM-AUTH3>提示符下执行IP命令：
HSM-AUTH3>ip
EnterIPaddress:
10.8.2.8
EnterDefaultGateway:
10.8.2.254
EnterSubnetmask:
255.255.255.0
按回车键，加密机IP设置成功。
4.2查看、添加和删除客户端IP
在HSM-AUTH3>提示符下执行ct命令:
1.192.168.1.244
2.200.200.200.244
Addaclient/Deleteaclient/deleteallClients[A/D/C]:
选择A、D、C完成客户端IP的添加和删除。
4.3设置加密常用设置
在HSM-AUTH3>提示符下执行ch命令:
该命令功能设置PIN长度，消息头长度，打印方式以及字符编码方式。
HSM-AUTH3>ch
PinLength[4-12]:
6
MessageHeaderLength[0-99]:
0
PrinterResponse[1-2]:
1
Ascii/Ebcdic/IBM5250[A/E/I]:
A
Password/Clear[P/C]:
P
4.4查看加密机IP地址、网关和子网掩码
在HSM-AUTH3>提示符下执行qh命令：
当执行qp后，加密机输出如下信息：
HSM-AUTH3>qp
IPaddress:
10.8.2.8
DefaultGateway:
10.8.2.254
Subnetmask:
255.255.255.0
第五章超级管理员，管理员和维护权限
5.1加密机权限分类
由于加密机的终端命令涉及到加密机的密钥以及加密机的相关配置，从安全方面考虑，加密机管理权限分3种：
超级管理员，管理员以及维护权限。
不同权限身份的管理人员对加密机执行的操作不同。
5.2进入相应管理权限状态
当用超级终端连接加密机时，默认的是维护管理员权限，如果要进入超级管理员和管理员全选，需要执行终端命令a，按照提示插入IC卡，输入IC卡口令的过程中，加密机会计算出IC中的校验值与密码机中存储的校验值做比较，然后进入相应的管理权限状态。
5.3超级管理员，管理员以及维护员的权限。
5.3.1超级管理员权限
超级管理员拥有最高权限，能执行所有的终端命令。
（终端命令功能见附录1）
5.3.2管理员权限
管理员权限能执行加密了提供的大部分终端命令，权限如下：
a，b，c，card，cc，ch,check,ckeckkey,ck,cls,ct,cv,des,ec，fc,fk,gc,ip,iv,ka,kb,ke,key,kg,ki,mkworker,port,printer,prt,pv,pw,qh,qp,rand,rc,ver,wk,history
5.3.3维护员管理员权限
维护员权限很低，只能执行仅有的几条终端命令，权限如下：
a,card,check,checkkey,des,history,qh,qp,rand,rc,ver
这些终端命令基本上是一些查看加密机相关设置的命令。
5.5制作三种权限卡
5.5.1IC卡的格式化
在制作权限卡之前，必选将IC卡格式化，格式化终端命令fc，示例如下：
HSM-AUTH3>fc
Somethinginthecard,Continue?
[Y/N]:
Y
Cardpin:
********
RetypeCardpin:
********
Enterdate[YYMMDD]:
090225
Entertime[HHMMSS]:
220000
EnterIssuerID:
0000
EnterUserID:
0000
Formatsuccess!
在格式化的过程中，对IC卡设置了密码，这个密码卡片持有人必须记住，因为在后面制作权限卡的时候会要求输入卡密码。
5.5.2超级管理员卡的制作
制作超级管理员权限卡其实也就是制作加密机主密钥的一个过程，在执行mksuper命令后，会要求输入3个分量，三个分量分别存储在三张IC里面，做好密钥备份工作。
加密机加载主密钥执行loadmk命令，加密机会提示按顺序插入三张超级管理员卡，因此在制作超级管理员卡的时候必须记住IC卡的次序，且在有几台加密机的情况下必须标明每套卡与加密机的对应关系。
超级管理员卡制作步骤如下所示：
HSM-AUTH3>mksuper
Rmkcomponent1:
************************************************
RetypeRmkcomponent1:
************************************************
Rmkcomponent2:
************************************************
RetypeRmkcomponent2:
************************************************
Rmkcomponent3:
************************************************
RetypeRmkcomponent3:
************************************************
Insertthesupercard1andpressENTER...
Card1PIN:
******
component1checkvalue:
82E13665B4624DF5
Makethesupercard1success!
Insertthesupercard2andpressENTER!
Card2PIN:
********
Sorry,passworderror!
remaintimeis2
Insertthesupercard2andpressENTER!
Card2PIN:
******
component2checkvalue:
8CA64DE9C1B123A7
Makethesupercard2success!
Insertthesupercard3andpressENTER!
Card3PIN:
******
component3checkvalue:
8CA64DE9C1B123A7
Makethesupercard3success!
4.5.3管理员权限卡的制作
将格式化的IC卡插入加密机，执行mkadminister终端命令，加密机提示输入Card1密码，当密码输入正确后加密返回管理权限卡1的校验值，这个校验值将存入加密机，以后身份验证就是跟这个校验值有关系。
管理员权限卡的制作过程如下：
HSM-AUTH3>mkadminister
Inserttheadministercard1andpressENTER!
administercard1PIN:
******
Makeadministercard1now!
Pleasewaitfor...
Cardcheckvalue:
F44D424C2DD75AE9
Maketheadministercard1success!
NewHsmPassword4:
******
RetypeNewHsmPassword4:
******
HsmPassword4SetOk!
Inserttheadministercard2andpressENTER!
administercard2PIN:
******
Makeadministercard2now!
Pleasewaitfor...
Cardcheckvalue:
D86F0CF403ECCDA4
Maketheadministercard2success!
NewHsmPassword5:
******
RetypeNewHsmPassword5:
******
HsmPassword5SetOk!
HSM-AUTH3>mkwoker
mkwoker:
commandnotfound!
5.5.4维护员权限卡的制作
将格式化后的IC卡插入加密机，执行终端命令mkworker,然后按加密机提示输入信息。
制作过程如下：
HSM-AUTH3>mkworker
InserttheworkercardandpressENTER!
workercardPIN:
******
Makeworkercardnow!
Pleasewaitfor...
Cardcheckvalue:
0A410D6C7702F77A
Maketheworkercardsuccess!
NewHsmPassword6:
******
RetypeNewHsmPassword6:
******
HsmPassword6SetOk!
第六章密钥注入
6.1加载主密钥
加载主密钥后，下次重启连接PC超级终端将是维护员权限，如果加密机是加载的测试密钥，则再次重启加密机连接PC超级终端将是超级管理员权限。
加密机投入运行时，必须先制作超级管理员卡和装载MK。
由于DES算法依靠某一个密钥进行加密，同时所有密钥和数据都经由MK进行加密，所以MK必须通过一种安全的方法生成和维护。
主密钥的加载方式是：
在PC的超级终端执行LOADMK命令，然后按提示插入超级管理员卡和输入密钥（超级管理员卡的制作见4.5.2）。
注意：
插入超级管理员卡必须按制卡顺序插入IC卡。
加载主密钥的步骤如下：
先制作超级管理员卡！
用卡合成主密钥！
HSM-AUTH3>loadmk
Insertthesupercard1andentercard1Pin:
******
NewHsmPassword1:
******
RetypeNewHsmPassword1:
******
HsmPassword1SetOk!
component1checkvalue:
82E13665B4624DF5
Insertthesupercard2andentercard2Pin:
******
NewHsmPassword2:
******
RetypeNewHsmPassword2:
******
HsmPassword2SetOk!
component2checkvalue:
8CA64DE9C1B123A7
Insertthesupercard3andentercard3Pin:
******
NewHsmPassword3:
******
RetypeNewHsmPassword3:
******
HsmPassword3SetOk!
component3checkvalue:
8CA64DE9C1B123A7
RMKcheckvalue:
82E13665B4624DF5
6.2注入功能密钥
功能密钥的注入是通过PC超级终端执行ec或者gc终端命令生成，key终端命令用于注入索引类功能密钥。
6.2.1产生随机的功能密钥
gc命令是随机产生指定的功能密钥，LMK表见附录2。
HSM-AUTH3>gc
Keylength[1/2/3]:
2
Keytype:
001
ClearComponent:
16EC6215E6B30B892AB3AB79021937C2
EncryptedComponent:
A11ED73B46CCD10B54D680A726D3E779
Keycheckvalue:
BAD194B693384D99
SHJ0902密钥的产生需要用超级终端输入指令产生
6.2.2产生密钥命令FK。
哑终端命令FK，以明文或者密文方式产生各类（64/128/192）密钥，LMK表见附录2。
在非变种下用明文合成ZMK：
HSM-AUTH3>fk
Keylength64/128/192[1/2/3]:
1
Keytype:
000
ComponentTypeClear/Encrypted[C/E]:
C
EnternumberofComponents（2-9）:
2
Entercomponent1:
****************
Entercomponent2:
****************
是否变种加密[Y/N]:
N
EncryptedKey:
98E73A903C24DDFB
Keycheckvalue:
8CA64DE9C1B123A7
在变种下用明文合成ZMK：
HSM-AUTH3>fk
Keylength64/128/192[1/2/3]:
1
Keytype:
000
ComponentTypeClear/Encrypted[C/E]:
C
EnternumberofComponents（2-9）:
2
Entercomponent1:
***************
ErrorInput,Thedataisshortorlong!
Entercomponent1:
****************
Entercomponent2:
****************
是否变种加密[Y/N]:
Y
EncryptedKey:
98E73A903C24DDFB
Keycheckvalue:
8CA64DE9C1B123A7
6.2.3明文分量类索引密钥注入
哑终端命令key，注入密钥后将对密钥进行奇偶校验处理。
HSM-AUTH3>key
Keylength64/128[1/2]:
2
Keyindex:
099
EnternumberofComponents（2-9）:
2
Entercomponent1:
*******************************
ErrorInput,Thedataisshortorlong!
Entercomponent1:
********************************
Reentercomponent1:
********************************
Entercomponent2:
********************************
Reentercomponent2:
********************************
Keycheckvalue:
82E13665B4624DF5
附录
附录1所有终端命令功能表
终端命令
功能
a
进入身份验证
b
用ZMK密文产生ZPK在LMK和ZMK下加密的密文和校验值
c
进入维护管理员身份
card
查看卡片校验值
ec
输入密钥明文经加密机加密后输出密文和校验值（输入密钥类型和明文的时候是不可见的）
kg
输入ZMK密文，产生各类型密钥并在LMK和ZMK下加密
fk
以明文或者密文方式产生各类（64/128/192）密钥
gc
随机数生成各种密钥，并输入密钥明文和密文以及校验值
rand
产生随机密钥并输出校验值
Ka
随机产生PVK和CVK的A,B两部分在LMK下加密的密文和校验值
kb
将pvk和cvk
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