Банкоматом называется банковский автомат для выдачи и инкассирования наличных денег при операциях с пластиковыми картами. Кроме того, банкомат позволяет держателю карты получать информацию о текущем состоянии счета (в том числе и выписку на бумаге), а также проводить операции по перечислению средств с одного счета на другой.
Банкомат снабжен устройством для чтения карты, а также дисплеем и клавиатурой для интерактивного взаимодействия с держателем карточки. Банкомат оснащен персональной ЭВМ, которая обеспечивает управление банкоматом и контроль его состояния. Последнее весьма важно, поскольку банкомат является хранилищем наличных денег. Для обеспечения коммуникационных функций банкоматы оснащаются платами Х.25, а иногда и модемами.
Денежные купюры в банкомате размещаются в кассетах, которые находятся в специальном сейфе. Число кассет определяет число номиналов купюр, выдаваемых банкоматом. Размеры кассет регулируются, что позволяет заряжать банкомат практически любыми купюрами.
Банкоматы - это стационарные устройства больших габаритных размеров и веса. Примерные размеры высота -1,5 1,8 м. Ширина и глубина - около 1 м., вес около тонны. Более того, с целью пресечения возможных хищений их монтируют капитально. Банкоматы размещают, как в охраняемых помещениях, так и непосредственно на улице.
На сегодняшний день большинство моделей банкоматов рассчитано на работу в режиме реального времени (on-line) c картами с магнитной полосой, однако появились банкоматы, способные работать со смарт-картами в автономном режиме (off-line).
Автономный режим (off-line) работы банкомата характерен тем, что банкомат функционирует независимо от компьютеров банка. Запись информации о транзакции производится на внутренний магнитный диск и выводится на встроенный принтер. Достоинствами автономного банкомата являются его относительная дешевизна и независимость от качества линий связи. В то же время низкая стоимость установки напрямую обусловливает высокую стоимость установки таких банкоматов. Чтобы обновлять "черные списки" (стоп-списки) утраченных карточек, необходимо обходить и обслуживать такие банкоматы. При большом числе таких устройств подобное обслуживание затруднительно. Отказ же от ежедневного обновления списков может привести к значительным потерям для банка в случае потери карты, использования краденой карты.
Сложности возникают также при идентификации (аутентификации) клиента. Для защиты информации, хранящейся на карте с магнитной полосой применяется ее шифрование. Для того чтобы банкоматы одного и того же банка воспринимали пластиковые карты с магнитной полосой, в них должен быть использован один ключ для шифрования (расшифрования). Компрометация его хотя бы на одном из банкоматов приведет к нарушению защиты на всех банкоматах.
Режим реального времени (on-line) характерен тем, что банкомат должен быть подсоединен непосредственно или через телефонную сеть к главному компьютеру банка. В этом случае регистрация транзакций осуществляется на главном компьютере банк, хотя подтверждение о транзакции выдается на принтер банкомата. При реализации транзакции банкомат обменивается с главным компьютером тремя сообщениями:
Рис. 11.6. Схема сообщения между банкоматом и главной ЭВМ банка при идентификации и платеже
1. запрос банкомата;
2. ответное сообщение банка;
3. сообщение банкомата о платеже.
Запрос банкомата включает следующие данные:
идентификатор банкомата;
номер счета и другая учетная информация клиента;
серийный номер карты;
защитный символ;
зашифрованный PIN клиента;
количество требуемых денег;
номер транзакции;
проверочный код для всех данных сообщения.
Ответное сообщение банка включает следующие данные:
идентификатор банкомата;
код операции, разрешающий (запрещающий) платеж;
номер транзакции;
проверочный код для всех данных сообщения.
В этом обмене сообщениями для проверки целостности данных используется код аутентификации сообщения МАС (Меssage Authentication Code).
Режим реального времени имеет ряд преимуществ по сравнению с автономным режимом. Он дает возможность клиенту не только получить наличные деньги, но и осуществлять манипуляции со своим счетом. Централизованная идентификация-аутентификация позволяет существенно повысить устойчивость системы к компрометации ключей шифрования. Централизованная проверка идентификатора пользователя делает возможным оперативное обновление списков запрещенных к использованию карт, а также введение ограничений на количество наличных денег, которые может получить клиент в течение одного дня (для защиты от использования украденных карт).
Однако этот режим возможен лишь при наличии надежных каналов связи между банкоматами и банком, что делает его довольно дорогим. Кроме того, наличие канала связи порождает и другие угрозы безопасности по сравнению с автономным режимом работы. Это анализ трафика между банкоматом и главным компьютером и имитация работы главного компьютера компьютером злоумышленника. При анализе трафика можно получить информацию о счетах, суммах, условиях платежей и т. п. При имитации работы главного компьютера банка компьютер злоумышленника может выдавать положительный ответ на запрос банкомата о результатах идентификации-аутентификации
Сети банкоматов являются в настоящее время распространенной системой эксплуатации банкоматов, в которой участвуют несколько банков. Банки-участники такой сети преследуют следующие цели.
уменьшение стоимости операций для участников;
распределение затрат и риска при внедрении новых видов услуг между участниками;
преодоление географических ограничений и соответственно повышение субъективной ценности услуг для потребителей.
При совместном использовании несколькими банками сети банкоматов возникает серьезная проблема - защита конфиденциальной информации банков друг от друга ( ключи шифрования и т. п.). Для разрешения этой проблемы предложена схема централизованной проверки PIN каждым банком в своем центре связи с банкоматами. Усложняется также система распределения ключей между всеми участниками сети.
Рассмотрим схему прохождения информации о PIN клиента между банкоматом, банком-эквайером (которому принадлежит банкомат) и банком-эмитентом (который выпустил карту клиента) (рис.11.7.).
Рис. 11.7. Схема прохождения информации о PIN клиента между банкоматом, банком-эквайером и банком-эмитентом
Пусть клиент Банка 2 (Эмитента) обратился к банкомату Банка 1 (Эквайера). При этом в сети банкоматов происходят следующие действия.
1. Считывающее устройство банкомата считывает информацию, записанную на банковской карте, предъявленной клиентом, и затем банкомат определяет, имеет ли клиент счет в Банке 1-Эквайере.
2. Если клиент не имеет счета в Банке 1, транзакция направляется в сетевой маршрутизатор, который используя идентификационный номер Банка 2-Эмитента BIN(bank identification number), направляет эту транзакцию на главный компьютер Банка 2 или проводит проверку PIN для Банка 2.
3. Если проверка PIN производится на главном компьютере Банка 2, то этот компьютер получает полную информацию о транзакции и проверяет достоверность PIN.
4. Независимо от результата проверки компьютер Банка 2 пересылает сообщение с этим результатом через сетевой маршрутизатор компьютеру Банка 1.
Как следует из примера, к банку-эмитенту предъявляются следующие требования:
выпускаемые им карты должны восприниматься всеми банкоматами сети;
банк-эмитент должен обладать технологией проверки PIN собственных клиентов.
К банку-эквайеру предъявляются другие требования:
в банкомате или главном компьютере банка должна быть реализована проверка принадлежности транзакции;
если нет возможность проверить правильность чужого PIN, банк-эквайер должен передать данные о транзакции на сетевой маршрутизатор.
Для защиты взаимодействия компьютеров банков друг с другом и с банкоматами должно применяться оконечное – абонентское шифрование информации, передаваемой по линиям связи. Обычно используется следующий подход: вся сеть банкоматов разбивается на зоны, и в каждой из них используется свой главный зональный ключ ZCMK (Zone Control Master Key). Ключ ZCMK предназначен для шифрования ключей при обмене между сетевым маршрутизатором и главным компьютером банка. Ключ ZCMK индивидуален для всех участников сети. Обычно он генерируется случайным образом маршрутизатором и передается неэлектронным способом в банк. Раскрытие ключа ZCMK приведет к раскрытию всех PIN , которые передаются между маршрутизатором и главным компьютером банка.
Для шифрования информации, поступающей от главного компьютера банка-эмитента на маршрутизатор используется рабочий ключ эмитента IWK (Issuer Working Key). Его сообщает главному компьютеру банка-эмитента маршрутизатор в зашифрованном на уникальном ZCMK виде. Ключ IWK может меняться по запросу пользователя в процессе работы.
Аналогичный по назначению ключ для обмена между банком-эквайером и маршрутизатором называется рабочим ключом эквайера AWK - (acquier working key). Для шифрования информации при передаче от банкомата к главному компьютеру банка-эквайера используется связной ключ эквайера АСК (acquier communication key).
При рассмотрении функционирования системы защиты введены следующие показатели
Ey (X) - Шифрование сообщения Х по алгоритму DES с использованием ключа Y.
Dy (Х)-рас Шифрование сообщения Х по алгоритму DES с использованием ключа Y.
PBL (PIN Block Local)- локальный блок PIN, полученный из введенного клиентом PIN, дополненного до восьми символов, и представленный во внутреннем формате банкомата
PBN (PIN Block Network) - сетевой блок PIN, полученный из введенного клиентом PIN, дополненного до восьми символов, в готовом для передаче, в виде, готовом для передачи в сети.
Вернемся к рассмотрению схемы на рис
1.Клиент предъявил банкомату Банка 1 банковскую карту и ввел с клавиатуры свой PIN. Банкомат формирует PBL шифрует его с использованием АСК, т.е. вычисляет криптограмму ЕАСК(PBL) и отправляет ее на главный компьютер Банка 1.
2. На главном компьютере Банка 1 блок PBL расшифровывается и преобразуется в блок PBN, затем блок PBN шифруется с использованием AWK и отсылается в Сетевой маршрутизатор. Процесс преобразования:
ЕАСК(PBL) ЕАWК(PBN)
называют трансляцией блока PIN с ключа ACK на ключ AWK. Основное назначение этого процесса - смена ключа шифрования.
3. Если PIN проверяется на сетевом маршрутизаторе, после получения криптограммы ЕАWК(PBN) производится ее расшифрование, а затем выделение PIN с помощью преобразований.
DAWK(EAWK(PBN))=PBN PIN
Если PIN проверяется Банком 2, принятая криптограмма транслируется с ключа AWK на ключ IWK (оба ключа хранятся на сетевом маршрутизаторе):
ЕАWК(PBN) ЕIWК(PBN)
4. Поступившая в Банк 2 криптограмма ЕIWК(PBN) преобразуется в зависимости от используемого способа проверки либо в открытый PIN:
DIWK(EIWK(PBN))=PBN PIN
либо в PIN в форме блока PBL, зашифрованного на ключе базы данных DBK:
ЕIWК(PBN) ЕDBК(PBN)
5. После любого из этих преобразований осуществляется поиск принятого PIN в базе данных существующих PIN.
6. В результате выполненной проверки введенный клиентом PIN либо принимается, либо отвергается. Вне зависимости от результата проверки через главный компьютер Банка пересылает обращение с результатом через сетевой маршрутизатор на компьютер Банка 1, а тот оповещает банкомат о результатах решения.
Рассмотренная схема обеспечения безопасности взаимодействия компьютеров в сети базируется на симметричном алгоритме шифрования DES. Поэтому на распространение ключа ZCMK налагаются жесткие ограничения. Применение ассиметричной системы шифрования с открытым ключом позволяет несколько упростить ключевую систему и соответственно взаимодействие между банкоматами и главными компьютерами банков.
В неразделяемой сети банкоматов достаточно использовать на всех банкоматах одинаковый открытый ключ, а на главном компьютере банка - закрытый ключ. Это позволяет шифровать запрос и подтверждающее сообщение из банка, так как обеспечение конфиденциальности ответного сообщения необязательно.
Проблема защиты запроса от активных атак (изменения или введения ложного запроса) может быть решена в случае неразделяемой сети использованием пароля для идентификации банкоматов.
ЕАWК(PBN)