無源汽車防盜系統設計與安全性的考慮事項

　　Key Learn: 公開/ 私密

　　Key Learn協議是指使汽車設立密鑰，并與密鑰卡共享之的過程。可以根據汽車發起的Key Learn會話的限制與安全設置，密鑰是公開的或私密的。

　　一個公開的Key Learn進程一般包含以下 (以及圖8所示) 步驟：

　　1) 汽車根據隨機數產生一個密鑰，并提交給密鑰卡

　　2) 密鑰卡“接受”密鑰，保存在存儲器中，并做出應答 (acknowledgment) 響應

　　3) 在成功接收到密鑰卡的應答之后，汽車把密鑰保存在存儲器中

　　如果Key Learn協議無法阻止竊聽者，或保護汽車不被非法使用，這時就需要采用私密Key Learn 進程。

　　圖8 公開的Key Learn

　　雙向或準交互式驗證

　　準交互式或雙向驗證是一種更為復雜的驗證過程。愛特梅爾防盜系統中實現的并非完全交互式的驗證，因為它并沒有在系統兩端 (汽車和密鑰卡) 使用隨機發生器。這種實現方案使用一個消息驗證代碼 (Message Authentication Code, MAC) 來驗證汽車與鑰匙是否匹配。

　　而且，在雙向驗證的情況下，驗證協議由汽車發起，包含以下(以及圖9所示)步驟：

　　1) 汽車讀取密鑰卡的唯一ID

　　2) 汽車產生一個隨機數詢問 ，并發送給密鑰卡

　　3) 汽車對隨機數進行加密，然后附加在詢問上

　　4) 密鑰卡對詢問進行加密 (利用密鑰 1) ，并將之與接收到的加密詢問進行比較　(MAC)

　　5) 如果結果匹配，密鑰卡加密之 (利用密鑰2) ，并向汽車發送應答

　　6) 汽車對密鑰卡的 應答與自己計算的應答進行比較(使用相同的密鑰和詢問)

　　圖9 雙向驗證

　　加密層

　　最頂層是加密層。這一層包含了把純文本信息轉換為加密信息的數學函數。這種函數最理想的應該具有兩種特性：

　　1. 唯一性：對于每一個純文本輸入，必須對應一個獨一無二的加密文本輸出

　　2. 不可預知性：純文本至加密文本對必須是無法預測的，即使有已知純文本至加密文本對大樣本供分析。

　　公開與私密

　　私密加密算法已流行多年。不過，私密算法有若干不足之處：A) 算法強度不確定;B) 缺乏關鍵的代碼對等評測機制的制約;C)若算法泄漏，可能導致大范圍安全性受損。 近年來，有不少矚目的例子陸續被報道，足以說明這些缺點的存在。更引人注目的缺點也許是系統缺乏互操作性，不能共享同一個物理和邏輯層。這一點有礙于基本的市場競爭力，而且在很多情況下促使了系統成本的上升。

　　為解決這些問題，人們開始轉而接受公共域加密算法 ── 高級加密標準 (常常被稱為AES)。這種算法源于1997年美國國家標準技術研究所 (NIST) 發起的征集公共域加密算法的倡議。那一年共產生了15個候選算法，并都經過了加密研究領域的嚴格評測 (critical review)。這種評測分析包括對每一種算法的安全性和效率的評測。NIST 從15 個候選算法里選中了4 個，然后進入第二輪公開評測，最終在2000年選出了AES算法。

　　正如我們現在所了解的，AES是一種對稱分組密碼，使用128位的純文本輸入和128位的密鑰，產生128位的加密輸出。由于這種對稱特性，AES也可以反向操作，利用加密輸出和密鑰，找出并提取原始純文本輸入。