1. Безопасность системы должна препятствовать воровству денег на всех этапах выполнения операции.
2. Себестоимость операции должна быть низкой для всех участников.
3. Система должна обеспечивать высокий уровень конфиденциальности для клиента.
4. Схема и реализация должны быть простыми (не нужно использовать сложных протоколов)
5. Система должна быть открытой (протоколы и тесты программ должны быть общедоступны).
6. Система должна уметь выполнять операции с любыми долями самой мелкой денежной единицы.
7. Должна предоставлять достаточное количество данных для целей аудита.
8. Система должна быть свободной, то есть не иметь ограничений владельца.

Ни одна из существующих платежных систем не отвечает всем этим требованиям в полной мере. Существует много платежных схем, например:

А. Электронные монеты
Б. Электронные чеки
В. Электронные переводы (трансферты)

Разумеется, могут существовать и методы, сочетающие в себе любые комбинации этих схем. Эти методы должны работать не только с традиционными деньгами, но с их заменителями, акциями, облигациями, золотыми слитками, товарами и услугами. Во всех моделях помимо основных участников - продавца и покупателя , необходим посредник. Назовем его банкиром (кассиром) . Теперь рассмотрим названные выше платежные модели более подробно.

Эта схема моделирует традиционную денежную систему. Банкир формирует цифровые сертификаты, называемые монетами, и приобретаемые участниками сделок. Эти сертификаты могут быть банкиром выкуплены. Клиенты используют эти сертификаты (монеты) для расчетов как обычные деньги. Эту модель достаточно трудно реализовать из-за проблемы повторного использования сертификатов для покупок. Есть у этой модели и преимущества, например, плательщик не должен иметь контакт с банкиром в реальном масштабе времени в момент платежа, да и уровень конфиденциальности здесь вполне приемлем.

Данная модель с хорошей точностью воспроизводит практику применения обычных чеков. Клиент заполняет электронный чек, который представляет собой платежное поручение. Этот чек подписывается электронным образом и передается партнеру (например, продавцу), который предъявляет его банкиру. Банкир проверяет корректность чека, наличие необходимых средств на счете клиента, заполнившего чек, и, если все в порядке, переводит средства на счет продавца. Преимуществом этой модели является простота, легкость разрешения любых споров, а также отсутствие требование выполнения всех операций в реальном масштабе времени. Уровень конфиденциальности здесь также вполне разумен.

Данная модель простейшая из описанных. Плательщик выдает платежное поручение банкиру, снабжая его электронной подписью. Банкир верифицирует платежное поручение, проверяет наличие средств и, если все в порядке, осуществляет перевод денег. Операция со стороны плательщика выполняется в реальном масштабе времени. Эта модель прозрачна, получатель перевода не должен быть доступен в реальном масштабе времени. Схема хороша для начисления зарплаты, но совершенно не приемлема для торговли через Интернет.

Теперь рассмотрим требования к безопасности платежной системы. В случае работы через Интернет эти требования должны быть достаточно жестки, так как сами транспортные протоколы TCP/IP практически не предоставляют сколько-нибудь существенной защиты.

• Никто кроме владельца счета не может иметь к нему доступа, и никто не должен иметь возможности имитировать работу владельца счета.
• Плательщик должен иметь возможность доказать третьей стороне, что платеж произведен и предоставить данные о предмете платежа. Это необходимо в случае конфликта, когда клиент либо не получил оплаченный товар, либо, например, не удовлетворен его качеством. Здесь нужно учитывать возможность случайного или преднамеренного искажения сообщений при их передаче.
• Получатель платежа должен иметь возможность доказать третей стороне, какую сумму, когда, за что и от кого он получил. Это нужно для разрешения возможных конфликтов с клиентом.
• Банкир должен иметь возможность доказать третьей стороне, что он при работе со счетами строго следовал платежным поручениям. Это позволит ему отвести обвинения в осуществлении неавторизованных платежных операций.
• Плательщик должен быть уверен, что платеж будет осуществлен именно тому продавцу товара или услуг, кому он хотел. Это подразумевает иммунитет системы против преднамеренных искажений платежных сообщений.
• Система должна противостоять фальсификации расписок банкира.
• Все возможные конфликты между банкиром и его клиентами должны разрешаться с помощью анализа сообщений, снабженных электронными подписями.
• Конфликты между клиентами должны разрешаться без участия банкира.
• Система должна быть устойчива против любых форм фальсификации. Даже в случае раскрытия секретного ключа клиента, она не должна допускать слишком больших потерь.

Не менее важную роль имеет конфиденциальность любых финансовых операций.

• Посторонние лица не должны получать никакой существенной информации об активности клиентов платежной системы и банкира.
• Получатель платежа не должен получать информации, позволяющей идентифицировать плательщика.
• Банкир не должен получать информацию о том, какой товар или услуга оплачиваются.

Это не следует рассматривать как исчерпывающий список требований к безопасности и конфиденциальности.

Разработчики технологии WWW, HTML и XML (группа W3C; http://www.w3.org/TR/WD-mptp-951122) разработали проект платежного протокола, который является модификацией алгоритма Pay-Word, предложенного Ривестом и Шамиром ("PayWord and MicroMint - Two Simple Micropayment Schemes", R.L. Rivest and A.Shamir; http://theory.lcs.mit.edu/~rivest/RivestShamir-mpay.ps). Электронная коммерция предполагает рекламу, продажу материальных и нематериальных товаров. Материальные товары требуют доставки, что усложняет процедуру купли-продажи. Торговля через Интернет требует минимизации времени отклика для клиента. Кроме того, важно, чтобы издержки, сопряженные с торговыми операциями, составляли небольшую долю стоимости покупки, что становится весьма критично при низкой стоимости приобретаемого товара или услуги. При проектировании новых торговых систем следует учитывать, что процедуры верификации электронной подписи могут выполняться на стандартной рабочей станции со скоростью около 1000/сек, а вычисление однопроходной хэш-функции занимает примерно 10 мксек. Контроль хэш-функции в 100 раз быстрее, чем верификация RSA-подписи, и в 10000 раз быстрее формирования RSA-подписи. Таким образом, современная персональная ЭВМ вполне успешно может решать любые торговые операции даже в режиме сервера, который обслуживает десятки и сотни клиентов одновременно. Время отклика в любом случае не будет превышать одной секунды. Работа в реальном масштабе времени предлагает на два порядка более высокие требования, чем работа в режиме off-line.

Протокол MPTP является асинхронным (большинство операций выполняются в режиме off-line). MPTP не делает различия между покупателем и продавцом. Протокол предполагает существование посредника-брокера (B; банкира), который контролирует счета участников сделок. Под брокером может подразумеваться любая организация, способная работать со счетами достаточно большого числа клиентов при минимальных издержках. Брокером может быть сервис-провайдер (ISP), телефонная компания или банк.

При разработке протокола принимались во внимание следующие риски.

• Злоупотребление кредитом (осуществление платежей через счет без реального намерения платить)
• Мошенничество (например, направление фиктивного платежного поручения).
• Неавторизованный отзыв платежа
• Неавторизованная модификация заказа
• Ошибка при выполнении кредитной операции
• Дублирование платежного поручения (клиентом или третьим лицом)
• Отказ от услуги (клиент или продавец отказываются использовать свои счета)
• Отказ выполнения платежа
• Недоставка (платеж получен, а товар не доставлен).

Протокол поддерживает любую политику платежей, которая может согласовываться покупателем (С) и продавцом (М). Классическим объектом политики является, например, требование предоплаты. При обслуживании малоценных покупок целесообразен определенный уровень доверия и соответствующий ему уровень риска. При этом продавец мониторирует случаи отказов при платежах, выявляя недобросовестных покупателей. Стандартная схема работы с кредитной картой в данном случае является чрезмерно избыточной.

Алгоритм платежа в MPTP основан схеме PayWord (1996 г.), где вычисляется цепочка значений хэш-функций c привлечением схемы MD5 или SHA. Полученные значения имеют 128 или 160 бит, допускается и меньшая длина.

Схема PayWord является кредитной и практически реализует схему электронных монет. Пользователь запрашивает у брокера (банкира) счет и сертификат, передав ему по безопасному каналу номер своей кредитной карты, общедоступный ключ шифрования и адрес доставки (например, E-mail или IP-адрес). Брокер при этом посылает сертификат покупателя С_П, который имеет вид:

С_П = [B, ID, A_П, PK_П, E, I_П]_SKB

где B - идентификатор (имя) брокера; ID - идентификатор покупателя; A_П - адрес доставки; PK_П - общедоступный ключ покупателя; Е - время истечения действия сертификата (брокер может обновлять его, например, раз в месяц); I_П - дополнительная информация, задаваемая брокером, например, серийный номер сертификата, лимит кредита и т.д.; SKB - секретный ключ брокера. Сертификат С_П получен путем шифрования содержимого квадратных скобок с помощью SKB. В некоторых других платежных схемах сертификат формируется клиентом-покупателем. Сертификат устанавливает связь между общедоступным ключом покупателя и его счетом для заданного общедоступного ключа брокера. Предполагается, что общедоступный ключ брокера известен всем участникам платежного процесса. Генерация пар общедоступный-секретный ключ осуществляется каждым участником независимо. Данная схема не гарантирует анонимности (A_П!), более того, здесь имеется риск утечки информации о номере кредитной карты пользователя. Сертификат гарантирует продавцу, что платежные слова (payWord) покупателя будут выкуплены брокером.

Далее будем предполагать, что чтение одной страницы на коммерческом сервере продавца стоит один рубль (стоимость одного платежного слова согласуется на фазе инсталляции сессии).

Когда пользователь обращается к коммерческой странице продавца, его броузер определяет, является ли данный вызов первым в этот день. Если это первое обращение, программа покупателя формирует и подписывает обязательство, сопряженное с цепочкой платежных слов w₁, w₂, ., w_n, где w_n выбирается случайным образом. Значение n определяется клиентом. Все остальные платежные слова вычисляются рекурсивно, согласно соотношению:

w_i = H(w_i+1) для i= n-1, n-2,.,0. Здесь w₀ является корнем цепочки платежных слов, а не платежным словом. H - представляет собой однопроходную хэш-функцию типа MD5 или SHA. После этого клиент передает программе продавца обязательство и свой сертификат, программа верифицирует эти данные, используя общедоступный ключ брокера.

i-платеж (для i = 1, 2, .) продавцу состоит из пары чисел (w_i,i). Продавец может проверить это посылку, используя значение w_i-1. Стоимость всех платежных слов (PayWord) w₁, w₂, ., w_n идентична. Каждый платеж не предполагает каких-либо вычислений в программе покупателя и лишь одну хэш-операцию в программе продавца.

Платежи должны быть индексированы в соответствии с порядком (i) сформированных платежных слов. Это исключает повторное использование платежных слов. Но возможна передача после платежного слова w_i платежного слова w_i+10, это будет означать оплату очередной покупки стоимостью 10 рублей (если одно платежное слово стоит один рубль). В конце каждого дня продавец передает брокеру последнее платежное сообщение за этот день (w_l, L) каждого из покупателей, добавляя к нему соответствующее обязательство. Брокер снимает со счета покупателя L рублей (L платежных слов) и переводит их на счет продавца. Предполагается, что существует всего несколько брокерских центров на страну. Практически все операции выполняются в режиме off-line, а брокер не получает даже сообщений о каждом платеже (а только о последнем за данный день). Заметим, что в данной системе не специфицируется явно то, за какой товар или услугу осуществлен платеж.

В некоторых платежных схемах обязательство выполняет функцию электронной кредитной карты или чека.

MicroMint (при вольной интерпретации это выражение можно перевести как микромонетный двор) представляет собой еще одну платежную систему, базирующуюся на модели электронных монет. Здесь не используется общедоступный ключ шифрования. Электронные монеты в этой схеме формируются брокером, который продает их пользователям. Пользователи передают эти монеты продавцам в качестве оплаты товаров или услуг. Продавцы возвращают эти монеты брокеру, который осуществляет перевод реальных денег на счет продавца.

Электронная монета представляет собой последовательность бит, которая может быть легко проверена, но которую достаточно трудно сформировать. Алгоритм MicroMint устроен так, что формирование большого числа монет стоит дешевле (из расчета на одну монету), чем формирование одной или нескольких. Брокер формирует партию монет, например раз в месяц. При этом действие прежней партии монет истекает, и они не могут более использоваться. Продавцы возвращают полученные монеты в конце каждого дня.

Монеты MicroMint формируются с использованием кратных столкновений хэш-функций. Однопроходная хэш-функция H ставит в соответствие m битам строки х n бит строки y. Строка х называется исходным образом y, если H(x)=y. Пара строк (х₁,х₂) называются двойным столкновением, если H(x₁)=H(x₂)=y, где строка y имеет n бит. Если хэш-функция гарантирует достаточно высокий уровень рэндомизации, то для получения одного двойного столкновения необходимо вычислить для строки х примерно 2^n/2 xэш-функций. Но при ограниченном n вычисление двойных столкновений является относительно простой задачей и для злоумышленника, по этой причине для формирования монет чаще используется вычисление k-кратных столкновений.

k-кратным столкновением называется набор строк х₁, х₂, ., х_k для которых H(x₁)=H(x₂)=.=H(x_k)=y. Для получения k-кратного столкновения необходимо выполнить вычисление примерно 2^n(k-1)/k хэш-функций. В дальнейшем будем считать, что монета характеризуется k-кратным столкновением (х₁, х₂, ., х_k). Корректность монеты может проверить кто угодно, вычислив k хэш-функций и проверив условие.

H(x₁)=H(x₂)=.=H(x_k)=y

Если в ходе вычисления хэш-функций просматривать результат, то можно выявить определенное число k-кратных столкновений, что во много раз увеличивает производительность генерации электронных монет. Еще большего выигрыша в скорости можно достичь, применяя специфические аппаратные реализации.

Предположим, что брокер хочет иметь чистый доход размером в 1 млн. долларов США (эквивалентно примерно 2²⁷ центов/месяц). Пусть доходы брокера составляют 10%, это означает, что продавец получает 0,9 цента при выкупе монеты. Таким образом, брокер должен продать миллиард монет в месяц. Если обычный клиент покупает 2500 монет в месяц, необходимо иметь 500000 клиентов.

Пусть k=4 (4-кратные столкновения). Для того чтобы сформировать 2³⁰ монет, надо будет закупить специализированное оборудование стоимостью около 100000$ (что менее 10% месячного дохода). Для целей вычисления хэш-функций могут использоваться специализированные ИС, применяемые для DES-шифрования или ИС FPGA - программируемые логические матрицы. Подготовка брокером нового набора монет может продолжаться в течение всего месяца. Нетрудно понять, что злоумышленнику, использующему обычную рабочую станцию, сформировать самостоятельно достаточное число монет не по плечу.

При продаже монет клиенту брокер запоминает, какому клиенту какие монеты проданы, что позволяет в будущем проконтролировать попытки злоупотреблений. Неиспользованные монеты ликвидируются в конце месяца. Ограничение времени действия монет создает определенные трудности для клиента. Но за то это ограничивает требуемые объемы баз данных, хранящих информацию о выпущенных и использованных уже монетах. Монетная система по своей природе предполагает определенное доверие между плательщиком и получателем платежа. Получатель может присвоить монету и заявить, что она уже была использована, а плательщик может предъявить претензии получателю (банку или продавцу), утверждая, что повторного использования не было, а монета просто присвоена. В сущности, это является общим свойством любых монет и сертификатов на предъявителя.

Каждый раз, когда клиент осуществляет покупку, он пересылает продавцу одну или несколько монет (х₁, х₂, ., х_k). Это может осуществляться автоматически программой WEB-броузера. Продавец проверяет корректность монет путем вычисления k функций H(x_i), что занимает совсем немного вычислительных ресурсов. При возвращении монет продавцом брокеру проверка повторяется.

Существуют методы формирования монет специфических для клиента или для продавца, что снижает риски злоупотреблений (смотри "PayWord and Micromint: Two simple micropayment schemes" Ronald L. Riverst и Adi Shamir, 7 мая 1996).

Мелкомасштабная атака малоэффективна, и по этой причине недостойна серьезного внимания (злоумышленник должен понести большие издержки из-за нескольких центов). Для такого рода атак для k=4 и n=54 при использовании стандартной рабочей станции требуются десятки лет.

Крупномасштабное мошенничество легко детектируется из-за следующих обстоятельств.

• Все фальшивые монеты теряют силу в конце месяца.
• Фальшивые монеты могут быть сформированы после того, как брокер выбросил на рынок новую партию монет в начале месяца.
• Брокер может обнаружить присутствие фальшивок из-за того, что некоторые фальшивые монеты неизбежно не соответствуют ни одной из настоящих, которые все зарегистрированы.
• Брокер может в любой момент объявить об истечении срока годности выпущенных в оборот монет и запустить в оборот новую партию.

Возможность кражи монет в ходе пересылки блокируется с помощью шифрования, что легко осуществить, так как взаимоотношения между клиентами продавцами и брокерами являются долгосрочными и доверительными. Схема MicroMint не является анонимной, поэтому брокер легко может детектировать попытки повторного использования монет. Обнаружить мелкого злоумышленника трудно, но из-за низкой цены монет это не может вызвать проблем. Генерация монет, специфических для клиента или продавца делают кражу бесполезной.

Таким образом, любые злоупотребления легко обнаруживаются, но так как в MicroMint не используются подписи, выяснение отношений в суде невозможно.

Для генерации монет, специфических для клиентов, последние делятся брокером на группы. Например, клиенту U даются монеты, которые дополнительно отвечают требованию h(х₁, х₂, ., х_k)=h(U), где h - хэш-функция, формирующая 16-битовый код. Данное решение может оказаться не слишком хорошим для больших групп, где вор всегда сможет найти клиента, желающего приобрести украденные монеты. При малых же группах брокер будет вынужден производить слишком большую вычислительную работу.

Другим вариантом может быть обобщение понятия столкновения. Монета (х₁, х₂, ., х_k) будет считаться корректной для клиента U, если образы y₁=(x₁), y₂=(x₂),., y_k=(x_k) удовлетворяют условию y_i+1 - y_i = d_i (mod 2^u) для i =. 1,2,..,k-1, где (d₁,d₂,.,d_k-1)=h(U). Стандартный алгоритм формирования монет соответствует случаю, когда все значения d равны нулю. Формирование монет специфических для продавца может осуществляться согласно алгоритму, схожему с выше описанным.

Существуют алгоритмы, которые позволяют сократить вычислительные издержки при массовой генерации монет сразу на несколько месяцев.

Другие системы для осуществления небольших платежей, например, NetBill предлагают дополнительные возможности (например, заказы товара и шифрование информации о покупке), но они относительно дороже.

Для операций с кредитными карточками используется протокол SET (Secure Electronic transactions; см. http://www.visa.com/cgi-bin/vee/sf/standard.html http://www.citynet.net/personal/till/set1.htm), разработанный совместно компаниями Visa, MasterCard, Netscape (http://www.netscape.com) и Microsoft (см. также достаточно полное англоязычное описание протокола по адресу ftp://saturn.itep.ru/../set_bk1.pdf и т.д. "SET - Secure Electronic Transaction Specification"). Полная документация по SET имеет объем около 970 страниц. Данная статья является изложением базовых принципов и понятий. В отличие от SSL протокол SET узко специализирован. Целью SET является обеспечение необходимого уровня безопасности для платежного механизма, в котором участвует три или более субъектов. При этом предполагается, что транзакция реализуется через Интернет. В РФ в настоящее время разработано и разрабатывается большое число различных платежных программ, некоторые из них достаточно совершенны. Здесь следует иметь в виду, что если российские торговые компании и банки не хотят оказаться в изоляции, если они не будут учитывать складывающиеся тенденции и стандарты, шансов конкурировать на международном, а вскоре и на отечественном рынке у них не будет. Для этого нужно снять ряд юридических ограничений, действующих в РФ и блокирующих развитие электронной торговли (это касается прежде всего алгоритмов RSA, электронной подписи и т.д.). На базовом уровне SET осуществляет следующие функции:

1. Аутентификация. Все участники кредитных операций идентифицируются с помощью электронных подписей. Это касается клиента-покупателя, продавца, банкира, выдавшего кредитную карточку, и банкира продавца.
2. Конфиденциальность. Все операции производятся в зашифрованном виде.
3. Целостность сообщений. Информация не может быть подвергнута модификации по дороге в противном случае это будет сразу известно.
4. Подсоединение. SET позволяет подключить к базовому сообщению дополнительный текст и послать его одному из партнеров.
5. Безопасность. Протокол должен обеспечить максимально возможную безопасность операции, достижимую в имеющихся условиях.
6. Совместимость. Должна быть предусмотрена совместимость с любыми программными продуктами и с любыми сервис-провайдерами.
7. Независимость от транспортного протокола. Безопасность операций не должна зависеть от уровня безопасности транспортного протокола. Такие гарантии особенно важны, так как протокол SET ориентирован для работы в Интернет.

На более высоком уровне протокол SET поддерживает все возможности, предоставляемые современными кредитными карточками:

1. Регистрацию держателя карточки
2. Регистрацию продавца
3. Запрос покупки
4. Авторизацию платежа
5. Перевод денег
6. Кредитные операции
7. Возврат денег
8. Отмену кредита
9. Дебитные операции

Окончательная версия протокола SET была выпущена в мае 1997 года. Протокол работает с четырьмя субъектами: владельцем кредитной карточки, банком, эту карточку выпустившим (issuer - эмитент), продавцом (merchant) и банком, где помещен счет продавца (acquirer). Помимо этих функциональных субъектов в процессе обычно (опционно) участвует центры сертификации, в задачу которых входит подтверждение подлинности предъявляемых параметров аутентификации, причем в случае крупных сделок с этими центрами должны взаимодействовать все участники. Основной целью сертификатов является подтверждение того, что присланный общедоступный ключ прибыл от настоящего отправителя, а не от самозванца.

Практика электронной торговли позволяет выделить семь этапов сделки.

Порядок следования этапов при определенных условиях может несколько варьироваться. Спецификация SET определяет функции и технику реализации этапов 5, 6, 7 и 9. Таким образом, работа протокола SET инициализируется владельцем карты. Владельцем карты может быть как частное лицо, так и корпоративный клиент, работающие на своих рабочих станциях.

Многие современные WEB-броузеры поддерживают протокол SET. Что позволяет осуществлять торговлю товарами и услугами с использованием WWW-технологии. Напрашивается вопрос, почему для финансовых операций не использовать протокол SSL, который весьма широко распространен? SSL позволяет безопасно передавать продавцу номер кредитной карточки покупателя, но не способен реализовать многие другие операции, например, проверить этот номер на правильность, проконтролировать, позволено ли данному клиенту пользоваться данной карточкой и т.д.. Конечно, не трудно создать CGI-скрипты, которые решат некоторые из этих проблем, но это не может заменить контроля в реальном масштабе времени, необходимого для некоторых операций. Нельзя утверждать, что в рамках протокола SSL нельзя решить и эти проблемы, но для этого нужно создать достаточно большое число специализированных программ, которые в существующих пакетах пока отсутствуют. Кроме того, нужно думать и о безопасности на стороне сервера. Продавец, получив номер кредитной карточки, может занести его в базу данных. А где гарантия (для покупателя), что эта база данных достаточно хорошо защищена? Таким образом, даже передача номера кредитной карточки посредством SSL не самая лучшая идея. Тем более такая схема позволяет осуществлять подбор номеров кредитных карт. А заботиться об удобствах воров не самое полезное занятие.

Номер кредитной карточки имеет определенную структуру (это не случайное число). Первые четыре цифры - код банка, выпустившего карточку. Последняя цифра представляет собой контрольную сумму номера. Вычисление этой контрольной суммы производится по следующему алгоритму.

Каждая цифра номера умножается на его "вес". Веса меняются 1,2,1,2. Для карт с четным числом цифр, последовательность весов начинается с 2, в противном случае с 1. Если взвешенное число больше 9, из него вычитается 9. Далее вычисляется сумма по модулю 10. Результат всегда должен получаться равным нулю (с учетом кода контрольной суммы).

Схема взаимодействия субъектов в протоколе SET показана на рис. 4.6.2.1 (взаимодействия с центром сертификации не показаны). Протокол SET помогает реализовать следующие процедуры.

Рис. 4.6.2.1. Схема взаимодействия субъектов протокола SET

1. Покупатель инициализирует покупку. При этом покупатель выбирает продавца, просматривает его WEB-сайт, принимает решение о покупке, заполняет бланк заказа. Все это делается до вступления в дело протокола SET. Реально взаимодействие участников сделки регламентируется протоколом IOTP. SET начинает свою работу, когда покупатель нажимает клавишу оплаты. При этом сервер посылает ЭВМ-покупателя сообщение, которое и запускает соответствующую программу. Процедура эта может быть реализована с помощью PHP- или CGI-скрипта, или JAVA-аплета.
2. Программа клиента посылает заказ и информацию об оплате. Для этого формируется два сообщения, одно содержит данные о полной стоимости покупки и номере заказа, второе - номер кредитной карточки покупателя и банковскую информацию. Сообщение о заказе шифруется с использованием симметричного метода (например, DES) и вкладывается в цифровой конверт, где используется общедоступный ключ продавца. Сообщение об оплате шифруется с привлечением общедоступного ключа банка (эмитента кредитной карты). Таким образом продавец не получает доступа к номеру кредитной карточки покупателя. Программа генерирует хэш-дайджест (SHA1) обоих сообщений с использованием секретного ключа покупателя. Это позволяет продавцу и банкиру проконтролировать целостность сообщения, но препятствует прочтению части, ему не предназначенной (например, номера кредитной карты продавцом).
3. Продавец выделяет часть, адресованную банкиру, и направляет ее по месту назначения. Программа SET WEB-сервера продавца генерирует запрос авторизации серверу банка, где находится счет продавца. При формировании запроса авторизации используется электронная подпись продавца, базирующаяся на его секретном ключе, что позволяет однозначно его идентифицировать. Этот запрос шифруется с помощью ключа сессии и вкладывается в цифровой конверт, где используется общедоступный ключ банка.
4. Банк проверяет действительность кредитной карточки, дешифрует запрос авторизации продавца и идентифицирует продавца. После этого осуществляется проверка авторизации покупателя. При этом посылается запрос авторизации, снабженный электронной подписью, банку, выпустившему кредитную карточку.
5. Банк, выпустивший карточку, выполняет авторизацию и подписывает чек, если кредитная карточка покупателя в порядке. Отклик, снабженный соответствующей подписью, посылается банку продавца.
6. Банк продавца авторизует данную операцию, и посылает подтверждение, подписанное электронным образом, WEB-серверу продавца.
7. WEB-сервер продавца завершает операцию, выдавая клиенту подтверждение на экран, и заносит результат операции в соответствующую базу данных.
8. Продавец осуществляет подтверждение выполнения операции своему банку, Деньги покупателя переводятся на счет продавца.
9. Банк, выпустивший карточку, посылает счет покупателю и SET уведомляет покупателя об изменениях на его счету (раз в месяц).

Итак, видно, что каждый шаг реализации протокола SET сопровождается аутентификацией. Это препятствует какому-то внешнему субъекту стать посредником и видоизменять сообщения. Для нормальной работы протокола SET все участники должны зарегистрироваться и снабдить партнеров своим общедоступным ключом.

Протокол SET может использоваться не только в рамках Интернет, но и при заказах по почте или телефону MOTO (Mail Order/Telephone Order). Для понимания основополагающих принципов вышеизложенного могло бы быть достаточно. Более того, квалифицированный программист мог бы написать программы, которые эти принципы реализовали для некоторой замкнутой системы покупатель-банки-продавец. Но функция SET шире, этот протокол рассчитан на международную ничем не ограниченную систему платежей. По этой причине ниже будут приведены некоторые, наиболее важные детали работы протокола, регламентирующие его функционирование.

В вышеприведенном описании предполагалось, что все субъекты процедуры уже владеют соответствующими ключами. На практике до начала такого обмена все участники должны зарегистрироваться (пройти процедуру аутентификации через соответствующий центр), обменяться общедоступными ключами. Общедоступный ключ сопровождается электронной подписью отправителя (X.509v3). Схема регистрации владельца карты в центре сертификации (СА) показана на рис. 4.6.2.2. Процесс регистрации проходит через 7 состояний, начиная с отправки начального запроса и завершая получением сертификата. Эффективность сертификата при идентификации владельца карты сильно зависит от методов, используемых платежной системой карты и эмитентом карты для аутентификации владельца перед выдачей ему сертификата. Это достаточно критический процесс, учитывая то, что на этом этапе еще не используется цифровая подпись.

Рис. 4.6.2.2. Регистрация владельца карты в центре сертификации

Сертификаты владельцев карт являются электронным представлением самих платежных карт. Так как они подписаны цифровым образом, их не сможет модифицировать третья сторона. Сертификат владельца карты не содержит номера счета и срока ее действия. Вместо этого там закодирована с привлечением хэш технологии информация о счете и секретный код, известный только программе владельца карты. Если номер счета, срок его действия и секретный код известны, корректность сертификата может быть проверена, но извлечь эту информацию из сертификата, даже зная часть перечисленных параметров практически невозможно. В рамках протокола SET владелец карты передает информацию о счете и секретный код расчетному центру, где эта информация верифицируется.

Сертификат посылается владельцу карты только в случае, когда это одобряется финансовой организацией, выпустившей эту карту. Запрос сертификата указывает на то, что владелец карты намерен выполнить какую-то коммерческую операцию. Полученный сертификат передается продавцу в рамках запроса покупки вместе с платежными инструкциями. Получив сертификат владельца карты, продавец может быть уверен, что счет владельца карты существует и действует, что подтверждено эмитентом карты или его агентом. В рамках SET сертификаты владельцев карты опционны и оставлены на усмотрение платежной системы.

Когда сертификационный центр (СА) получает запрос владельца карты, он дешифрует цифровой конверт, получает симметричный ключ, информацию о счете и секретный код, генерируемый программой владельца карты. Собственно запрос сертификата дешифруется с помощью симметричного ключа. Затем СА использует общедоступный ключ, присланный в запросе, чтобы проверить подпись, сформированную с помощью секретного ключа владельца карты. Если с подписью все в порядке, процесс обработки запроса продолжается. Далее производится верификация самого запроса с привлечением информации о счете. На этом этапе СА взаимодействует с эмитентом карты. Это взаимодействие не регламентируется протоколом SET. В некоторых вариантах на данном этапе для верификации запроса привлекаются возможности платежной системы (brand). Если верификация запроса прошла успешно, сертификат формируется и пересылается владельцу карты. При этом СА сначала генерирует случайное число, которое комбинируется с секретным кодом, присланным в запросе. Полученный код используется в сертификате для защиты информации о счете владельца карты. Номер счета, срок его действия и секретный код преобразуются с помощью однопроходного хэш-алгоритма. Полученный результат помещается в сертификат. Если номер счета, срок его действия и секретный код известны, сертификат можно верифицировать. После данной процедуры СА цифровым образом подписывает сертификат. Время действия сертификата определяется политикой СА, но часто оказывается равным сроку работы платежной карты (но может оказаться и короче). Сообщение-отклик содержит в себе сертификат, а также секретный код, сформированный СА и логотип платежной системы. Вся эта информация шифруется симметричным ключом, присланным в запросе. Многие из упомянутых процедур и структуры запросов/откликов будут рассмотрены подробно ниже.

Сертификаты продавца индицируют поддержку определенной платежной системы. Так как сертификаты продавца снабжены цифровой подписью, они не могут быть модифицированы третьей стороной. Эти сертификаты одобряются банком продавца и предоставляют гарантию того, что продавец имеет официальное соглашение со своим банком. Для работы в среде SET продавец должен иметь как минимум пару сертификатов для каждой разновидности, поддерживаемой им платежной системы.

Схема процедуры регистрации продавца показана на рис. 4.6.2.3 и содержит в себе 5 этапов.

Рис. 4.6.2.3. Регистрация продавца.

Продавец должен зарегистрироваться в СА до того, как он получит платежные инструкции от владельца карты или будет участвовать в транзакциях с расчетным центром. Перед посылкой запроса СА продавец должен получить его общедоступный ключ. Продавец должен также скопировать регистрационную форму в своем банке и идентифицировать получателя в запросе регистрации, посылаемом в СА. Регистрационная процедура начинается с посылки СА запроса сертификата СА, содержащего его общедоступный ключ и соответствующую регистрационную форму. СА идентифицирует банк продавца и выбирает подходящую регистрационную форму. В отклик СА вкладывается эта форма и его сертификат, содержащий общедоступный ключ. Этот сертификат продавец в дальнейшем использует в регистрационном процессе. Раз программа продавца имеет копию СА-сертификата, продавец может воспринимать платежные инструкции и обрабатывать транзакции SET. Прежде чем запрос сертификата будет обработан, продавец должен установить связь со своим банком (получателем). Продавцу нужны две пары общедоступных/секретных ключей - для ключевого обмена и для цифровой подписи. Эти ключи формируются программой продавца. Для регистрации продавец заполняет регистрационную форму, внося туда свое имя, адрес, идентификатор и т.д. Вместе с заполненной формой в СА посылается общедоступный ключ продавца. Эта информация подписывается программой продавца. Далее программа генерирует случайный симметричный ключ, который используется для шифрования запроса сертификата. Сам симметричный ключ шифруется с использованием общедоступного ключа СА и помещается в цифровой конверт. Сформированное таким методом сообщение посылается продавцом в СА.

Когда СА получает запрос продавца, он дешифрует цифровой конверт и извлекает оттуда симметричный ключ, который служит для дешифрации запроса. СА использует ключ, содержащийся в сообщении-запросе, для проверки цифровой подписи (проверка того, что сообщение подписано соответствующим секретным ключом). Если с подписью все в порядке, обработка запроса продолжается, в противном случае прерывается и посылается соответствующее уведомление продавцу.

После этого СА проверяет информацию регистрационного запроса, используя известные данные о продавце. Для этого производится обмен между СА и банком продавца (получателем). После успешной верификации этих данных СА формирует и цифровым образом подписывает сертификат продавца. Время действия сертификата определяется политикой СА. Но это время не должно быть больше длительности контракта между продавцом и его банком. Сертификат шифруется сгенерированным новым симметричным ключом, который в свою очередь шифруется общедоступным ключом продавца. Полученный код образует цифровой конверт отклика. Сообщение-отклик посылается продавцу.

Когда программа продавца получает отклик от СА, она дешифрует цифровой конверт и получает симметричный ключ для дешифрования регистрационного отклика, содержащего сертификат продавца.

SET может работать в режиме, когда участники не имеют сертификатов и не прошли аутентификацию. Такой режим сопоставим с использованием SSL для пересылки номера карточки продавцу, и не может рассматриваться как удовлетворительный. В рамках протокола используются следующие значения символов-префиксов участников сделки:

Рассмотрим диаграмму конечных состояний протокола SET (см. рис. 4.6.2.4).

Рис. 4.6.2.4. Диаграмма реализации протокола SET

Начальным состоянием покупателя является shopping. Когда решение о покупке принято, программой клиента посылается запрос PReq и система переходит в состояние заказано. Запрос PReq включает в себя инструкцию OI (Order Instruction) и платежную инструкцию PI. Отклик PRes держателю карты может быть прислан немедленно или с некоторой задержкой. Полученная в отклике информация зависит от состояния протокольной машины (принят заказ, транзакция авторизована и т.д.).

Продавец посылает запрос авторизации платежному серверу, но флаг CaptureNow не устанавливается равным "истинно", так как запрос оплаты (capture request) будет обработан позже. В состоянии авторизовано допускается частичный пересмотр условий сделки, при этом система может вернуться в состояние заказано или остаться в состоянии авторизовано. Продавец теперь имеет платежное обязательство от эмитента карты, но он должен обработать запрос покупки, для того чтобы получить соответствующую оплату. Запрос CapReq переводит транзакцию в состояние приобретено (Captured - сделка оплачена) и заказ обрабатывается.

Если поступит запрос отмены сделки, система возвращается в состояние авторизовано. Далее владелец карты может запросить кредит. В этом случае обрабатывается запрос кредита, переводя транзакцию из состояния покупка осуществлена (sale processed) в состояние кредит выдан (credit issued).

Запрос покупки (Sale Request) используется, когда продавец знает, что заказанный товар на складе и может быть поставлен немедленно при наличии авторизации. Этот запрос используется также в случае заказа товара или услуг, доставляемых через Интернет. Когда расчетный центр (Payment Gateway) обрабатывает запрос, происходит переход транзакции в состояние покупка осуществлена. С финансовой точки зрения состояния sale processed (обработана) и captured (оплачена) являются эквивалентными. В случае необходимости возврата денег клиенту, запрос кредита (CredReq) переводит систему в состояние кредит получен. Следует учитывать, что реализации некоторых компаний не поддерживают частичный возврат денег (сумма из запроса AuthRevReq копируется в сообщение AuthRevRes).

Когда продавец не может выполнить заказ в полном объеме сразу, он поставляет имеющиеся в наличии товары, а нехватающие заказывает дополнительно. Продавец может предложить клиенту различные схемы оплаты, например, осуществить оплату заказа в несколько этапов, или в случае предоставления Интернет услуг оплата может происходить на регулярной основе раз в месяц без участия самого держателя кредитной карты.

Протокол SET позволяет расчетному центру (Payment Gateway) определять, будет ли продавец получать номер счета владельца карты. Если эмитент карты решает не выдавать эту информацию, продавцу должен быть предоставлен какой-то другой механизм для возвращения сдачи в рамках текущей транзакции. Для этих целей в рамках транзакции предусмотрено несколько полей:

Рассмотрим более подробно функции субъектов протокола SET.

Протокол SET защищает только финансовую информацию, непосредственно сопряженную с платежной транзакцией. Защита информации, содержащейся в заказе, SET не регламентирует. Хэш описания заказа включается в запрос покупки (PReq).

В SET под владельцем платежной карты подразумевается программа, работающая на рабочей станции клиента-покупателя. Эта программа обеспечивает доступ к серверам продавцов, если требуется, поддерживает диалог между покупателем и продавцом, и реализует платежный процесс. При этом посылается заказ, получается отклик на этот заказ, осуществляются, если требуется, дополнительные информационные запросы и получаются данные о ходе реализации транзакции.

Эта программа выполняет опосредованную связь с получателем. Зашифрованные платежные данные через систему продавца поступают в расчетный центр, где они дешифруются.

Программа продавца предоставляет интерфейс для взаимодействия с программой владельца платежной карты, с программой получателя (Acquirer - банк продавца) и с центром сертификации. Эта программа авторизует транзакцию, инициированную владельцем карты. Выполнение криптографических операций может производиться на аппаратном уровне. Такие криптографические модули могут быть снабжены также аппаратными устройствами генерации и запоминания секретных ключей (например, смарт-карты).

Важной функцией расчетных центров помимо реализации платежей является поддержка списков аннулированных сертификатов CRL (Certificate Revocation List). Это крайне важно для вовлеченных финансовых организаций и фирм предоставляющих платежные средства (например, таких как VISA или MasterCard).

Сертификаты расчетного центра (РЦ) пересылаются банку продавца (получателю) и служат для обработки сообщений авторизации и платежей. Ключ шифрования расчетного центра, который получает владелец карты из сертификата РЦ, используется для защиты информации о счетах владельца карты.

Сам банк продавца (получатель) должен иметь сертификаты для того, чтобы взаимодействовать с сертификационным центром, который может получать и обрабатывать запросы, поступающие непосредственно от продавцов. Банк продавца получает свои сертификаты из платежной системы (brand).

Эмитент карт должен владеть сертификатами, чтобы взаимодействовать с сертификационным центром, который может получать и обрабатывать запросы, поступающие непосредственно от владельцев карт. Эмитент получает сертификаты также из платежной системы.

Протокол SET определяет иерархию сертификационных центров, во главе которой находится RCA (Root Certificate Authority). Далее следуют BCA (Brand-specific CA) и GCA (Geo-political CA). Некоторые платежные системы имеют свои сети, например, VisaNet или BankNet. Эти сети осуществляют авторизацию платежей от эмитента к получателю и имеют свою систему защищенной передачи сообщений (ISO 8583).

Цифровая подпись устанавливает соответствие между подписанными данными и уникальным секретным ключом подписанта (покупателя, продавца, банкира или центра сертификации). Секретный ключ математически связан с общедоступным ключом, и таким образом, связывает данные и общедоступный ключ. Фундаментальной целью сертификата является установление соответствия между общедоступным ключом и уникальным идентификатором объекта (или субъекта), гарантируя отсутствие подмены. Следует помнить, что общедоступные ключи пересылаются по незащищенным каналам Интернет. В случае держателя карты сертификат подписи устанавливает соответствие между его общедоступным ключом и индивидуальным кодом PAN (Primary Account Number). Цифровая подпись в сочетании с хэшированием сообщения (вычислением его цифрового дайджеста) гарантирует, кроме того, целостность данного сообщения, блокируя возможность его модификации в процессе пересылки. Сообщения SET следуют рекомендациям ISO/IEC и ITU-T ASN.1 (Abstract Syntax Notation) и кодируется с использованием правил DER (Distinguished Encoding Rules). Механизм пересылки сообщений между объектами SET не регламентируется. Предполагается, что приложения SET могут работать в одном из двух режимов.

• Интерактивном, когда объекты взаимодействуют в реальном масштабе времени с малыми задержками между запросами и откликами (например, в рамках технологии WWW).
• Не интерактивном, когда задержки между запросом и откликом велики, например, при использовании электронной почты.

Каждая платежная система обеспечивает поддержку CRL в пределах зоны своей ответственности. Архитектура SET использует концепцию BrandCRLidentifier (BCI). BCI подписывается цифровым образом представителем платежной системы.

Протокол SET предполагает использование пар общедоступный/секретный ключ платежными центрами и продавцами обязательным и рекомендательным для владельцев карточек. SET использует стандарты PKCS (Public Key Cryptography Standards). Разработчики программ и систем должны обращать особое внимание на способы хранения секретных ключей. Настоятельно рекомендуется применение аппаратных средств для генерации ключей и шифрования. В настоящее время такие модули предлагаются и для обычных рабочих станций. Особые меры безопасности должны быть приняты для центров сертификации, так как именно они выступают гарантами корректности и безопасности применения общедоступных ключей участников транзакций.

Информация о счете владельца карты для продавца шифруется его общедоступным ключом. Доступ продавца к этой информации является опционным, (см. замечания выше). При выборе данной опции должны быть приняты меры для обеспечения конфиденциального хранения этих данных на сервере продавца. Как минимум эта информация должна храниться в зашифрованном виде и к ней должен быть ограниченный доступ.

Так как сертификаты, CRL и BCP используются достаточно часто при обработке сообщений SET, должен быть создан безопасный кэш для их хранения.

Так как объем транспортируемых протокольных структур весьма велик, для сокращения трафика используется механизм оттисков (thumbprints). Оттиск представляет собой хэш сертификата, CRL или BCI. Точнее это хэш SHA-1 одного из перечисленных объектов, снабженный цифровой подписью.

Цифровой конверт сообщения (MessageWrapper). MessageWrapper является информационной структурой верхнего уровня (ASN.1/DER) протокола SET. Эта структура размещается в самом начале сообщения и часто не шифруется. Она определяет тип MessageWrapper, информационные поля цифрового конверта представлены в таблице 4.6.2.1.

Таблица 4.6.2.1. Поля MessageWrapper

Обработка сообщения начинается с MessageWrapper. Каждое сообщение должно иметь незашифрованный конверт MessageWrapper, который декодируется перед началом обработки самого сообщения. Поля TransID и RRPID используются для ранней диагностики дублированных сообщений.

При декодировании MessageWrapper компонента Message не может обрабатываться, но его тип можно определить по полю тип (DER) сообщения. По завершении декодирования MessageWrapper производится дешифрование и верификация подписи Message. После этого проводится декодирование Message. Обработка этого компонента зависит от его типа.

При описании протокола используется нотация представленная в таблице 4.6.2.2.

Таблица 4.6.2.2. Нотация протокола SET

Таблица 4.6.2.3. Операторы, используемые протоколом SET

OAEP - Bellare-Rogaway Optimal Asymmetric Encryption Padding
HMAC - ключевой хэш-механизм, базирующийся на алгоритме SHA-1.

В операциях с общедоступными ключами и сертификатами в SET используется алгоритм RSA. Обычно длина ключа составляет 1024 бита и только для Root CA (базового центра сертификации) применяются ключи длиной 2048 бит.

Для симметричного шифрования обычно применяется алгоритм DES. Помимо него используется также алгоритм CDMF (Commercial Data Masking Facility), он служит для защиты сообщений между получателем и держателем карты. DES работает с блоками данных 64 бита и предполагает использование для операций шифрования и дешифрования одного и того же 56-битного ключа (каждый байт содержит бит четности). Правила заполнения SET для DES-CBC требуют, чтобы строка заполнителя всегда добавлась к открытому тексту, подлежащему шифрованию. Заполнитель делает длину блока данных кратной 8 октетам. Если BL представляет конечную длину блока данных, тогда длина строки заполнителя состоит из 8 -(||BL||mod 8) октетов. Каждый из байтов заполнителя содержит код 8 -(||BL||mod 8).

Когда длина заполнителя равна одному октету, код октета равен 01. При длине строки в два байта код строки заполнителя будет равна 0202, а при трех байтах - 030303.

Алгоритм CDMF осуществляет скремблинг данных, который базируется на DES в несколько облегченной модификации, когда эффективная длина ключа равна 40 бит вместо 56 - для DES. По этой причине алгоритм CDMF называется алгоритмом маскирования, а не шифрования. Транспортировка ключа CDMF осуществляется в рамках SET-сообщений также как и ключей DES.

SET использует усовершенствованный Матиасом и Джонсоном метод хэширования, улучшающий технику OAEP.

Общая схема процесса шифрования и дешифрования, представляемая с привлечением общепринятых персонажей Алисы (отправитель шифрованного сообщения) и Боба (получатель) представлена в таблице ниже.

В протоколе SET часто используются так называемые двойные подписи. Для того чтобы понять их назначение, рассмотрим следующий пример. Пусть Боб хочет послать Алисе предложение купить некоторый товар и авторизационные параметры своего счета в банке, чтобы она могла выполнить оплату товара в случае, если предложение ее устроило. Предположим также, что Боб не хочет, чтобы банк узнал условия предложения, а Алиса получила данные о его счете в банке. Кроме того, Боб хочет, чтобы денежный перевод производился лишь в случае принятия его предложения Алисой. Для решения такой задачи сообщения Алисе и распоряжение банку подвергаются процедуре двойной подписи.

Для реализации двойной подписи формируются дайджесты обоих сообщений, после чего они объединяются. Вычисляется дайджест сообщения-результата, после чего этот дайджест шифруется секретным ключом отправителя (Боба). Подписант должен добавить дайджест другого сообщения, для того чтобы получатель мог проверить корректность двойной подписи. Получатель любого из указанных выше сообщений может проверить их аутентичность, путем вычисления дайджеста самого сообщения с последующим добавлением к нему дайджеста другого сообщения (присланного отправителем) и вычислением дайджеста результата. Если вычисленный таким образом дайджест совпадет с дешифрованной двойной подписью, получатель может быть уверен в аутентичности сообщения. При этом ни одна из сторон не может оспаривать корректность действий другой стороны (будет оплачено именно то предложение, которое было послано клиенту).

Если Алиса принимает предложение Боба, она может послать сообщение в банк, указав свое согласие на оплату предложения Боба и включив в это сообщение дайджест предложения, вычисляет дайджест всего такого сообщения. Можно было бы включить само предложение, но, во-первых, в этом случае было бы раскрыто его содержимое, а во-вторых, предложение обычно во много раз больше по объему, чем дайджест. Получатель проверяет соответствие этого дайджеста дешифрованной двойной подписи, что позволяет ему судить об аутентичности сообщения. Банк в этом случае может быть уверен, что согласие получено именно на это, а не на какое-то другое сообщение. В то же время банк не получает доступа к тексту предложения.

В протоколе SET двойные подписи используются для установления связи между сообщением-заказом, посланным продавцу, и платежными инструкциями, содержащими информацию о счетах клиента, посланными получателю платежа (обычно это банк продавца).

Важным принципом при анализе работы программ SET является идемпотентность - реакция алгоритма на повторное выполнение одних и тех же сообщений. Обычно SET используется поверх протоколов HTTP или SMTP, которые, в свою очередь, работают на основе транспортного протокола TCP. Протокол TCP сам по себе гарантирует доставку сообщения. Но в SET из-за высокой степени финансовой ответственности вводится дополнительный контроль доставки уже на прикладном уровне. Любой механизм гарантированной доставки предполагает повторную посылку сообщения при отсутствии отклика от получателя. Следует иметь в виду, что практически невозможно разделить потерю сообщения и отклика на это сообщение. Именно по этой причине программа получателя должна быть готова к обработке повторных сообщений, так как задержка при транспортировке в Интернет может спровоцировать повторную посылку запроса. Повторные запросы должны иметь тождественные идентификаторы (XID и PRPID). Повторная посылка запросов и их обработка не должны влиять на конечный результат. Но не все виды запросов требуют такой обработки. Информационные запросы в отличие от запросов-заказов не нуждаются в запоминании продавцом (для выяснения того, являются ли они повторными). На такие запросы посылаются отклики каждый раз в соответствии со статусом системы. То есть на один и тот же запрос в разное время может быть получен разный отклик. Если приложение SET детектирует атаку типа "шторма запросов", оно может не реагировать на эти запросы.

XID является статистически уникальным идентификатором платежной транзакции и позволяет идентифицировать все относящиеся к ней сообщения. Его длина составляет 20 байт.

BrandID представляет собой поле, используемое протокольными сообщениями управления платежом и сертификации. Оно содержит имя платежной системы (Brand) и опционное название продукта в рамках данной платежной системы. Запись имеет формат brand:product.

Безопасность системы SET зависит от подлинности сертификатов, используемых системой. Система производит иерархическую верификацию всех сертификатов. Цепочка сертификатов завершается корневым сертификатом (Root CA), общим для всей системы. Общедоступный ключ Root CA (корневого сертификационного центра; X.509v3) распространяется в виде сертификата программным обеспечением SET. Для верификации цепи сертификатов необходимо иметь общедоступный корневой ключ.

Cert-PE представляет собой сертификат, сформированный узлом сертификации платежного центра (PCA) и связывает расчетный центр с общедоступным ключом шифрования, присылаемым в сообщении запроса сертификата CertReq.

Отправитель гарантирует корректность формата сообщения, который должен соответствовать типу сообщения. Если какая-то часть сообщения подписана отправителем, сообщение должно содержать сертификаты CRL и BrandCRLIdentifiers.

Для обеспечения совместимости и дальнейшего расширения возможностей протокола используются стандарты PKCS и Cryptographic Message Syntax (стандарт на криптографический синтаксис сообщений), которые определяют и механизмы криптографического вложения. Форматы PKCS используются для вложения данных в сообщения SET. Данный протокол использует следующие методы инкапсуляции PKCS #7.

• SignedData для вложения подписанной информации
• EnvelopedData для инкапсуляции зашифрованных данных
• EncryptedData для инкапсуляции зашифрованных данных c использованием симметричного алгоритма
• DigestedData для инкапсуляции хэшированных или связанных данных

Тип SignedData из PKCS #7 проиллюстрирован на рис. 4.6.2.5, где отображен процесс цифровой подписи. В пределах SignedData может присутствовать несколько полей Signerinfo, но подписывать SignedData может не более двух субъектов.

Рис. 4.6.2.5. SignedData

Тип подписанного содержимого косвенно защищается включением в текст атрибута contentType (PKCS #9). Дайджест данных, который подписывается, также включает атрибут messageDigest. SignedData всегда содержит два аутентифицированных атрибута contentType и messageDigest.

Тип EnvelopedData из PKCS #7 проиллюстрирован на рис. 4.6.2.6.

Рис. 4.6.2.6. EnvelopedData

В пределах EnvelopedData допускается наличие нескольких EnvelopedData и только одно RecepientInfo.

Тип EncryptedData из PKCS #7 проиллюстрирован на рис. 4.6.2.7.

Рис. 4.6.2.7. EncryptedData

Тип DigestedData из PKCS #7 проиллюстрирован на рис. 4.6.2.8.

Рис. 4.6.2.8. DigestedData

Базовыми процедурами протокола SET является посылка и прием сообщений. Процесс отправки сообщения представлен в таблице 4.6.2.4.

Таблица 4.6.2.4. Отправление сообщения

Процедура обработки входящего сообщения рассмотрена в таблице 4.6.2.5.

Таблица 4.6.2.5. Прием и обработка входного сообщения

Верификация цепочки сертификатов требует, чтобы последовательно проверялся каждый сертификат, и контролировалось его соответствие выпустившему его центру. Например, держатель карты должен проверить сертификаты продавца, центра сертификации продавца, центра сертификации платежной системы (Brand CA), и корневого центра Root CA. Процесс верификации включает в себя следующие компоненты:

• Контроль сертификатов X.509
• Контроль сертификатов SET
• Обработку CRL (Certificate Revocation List)
• Обработку BrandCRLIdentifier (BCI)

На практике предполагается, что процесс верификации будет остановлен на уровне, который был успешно пройден ранее. Все приложения SET помимо самих сертификатов контролируют их дату пригодности. Процедура верификации представлена в таблице 4.6.2.6.

Таблица 4.6.2.6. Верификация сертификатов

Оттиски определяются путем вычисления хэш функции SHA-1, следуя кодировке DER ASN.1 структур:

• UnsignedCertificate
• UnsignedCertificateRevocationList
• UnsignedBrandCRLIdentifier

Оттиск является тем же самым хэшем, который используется для подписи, верификации, CRL или BCI. Оттиски посылаются в сообщениях-запросах SET и могут игнорироваться получателем. Отправитель не обязан посылать все оттиски для всех сертификатов, CRL и BCI, имеющимся в его кэше, а только те, которые имеют отношение к конкретной паре сообщений запрос/отклик. Например, программа продавца не обязана посылать оттиски для всех держателей карт или всем платежным системам. Процедура отправки оттиска представлена в таблице 4.6.2.7.

Таблица 4.6.2.7. Посылка оттиска

Получатель проверяет то, что отправитель владеет всеми сертификатами, CRL и BCI, необходимыми для завершения обработки сообщения. Получатель может проигнорировать оттиски и послать эту информацию запросившему. Обработка оттисков получателем представлена в таблице 4.6.23.8.

Таблица 4.6.2.8. Обработка оттисков получателем

Простая инкапсуляция с оператором подписи Enc(s,r,t) представляет данные, которые были сначала подписаны, а затем зашифрованы. Этот случай соответствует варианту PKCS#7 SignedData, инкапсулированных в EnvelopedData. Процедура выполняется следующим образом.

Другие варианты инкапсуляции осуществляются сходным образом.

Асимметричный оператор шифрования E(r,t) соответствует EnvelopedData PKCS#7 для группы t, зашифрованной для объекта r. Этот оператор включает в себя быстрое симметричное шифрование основного объема данных, а также асимметричное шифрование секретного ключа предшествующего шифрования с привлечением общедоступного ключа получателя. Протоколом шифрования по умолчанию для SET является DES, а для асимметричного шифрования - RSA. Последовательность операций при асимметричном шифровании представлена в таблице 4.6.2.9.

Таблица 4.6.2.9. Процедура асимметричного шифрования

Оператор шифрования с гарантией целостности EH(r,t) подобен Е за исключением того, что цифровой конверт PKCS#7 включает в себя хэш группы t. Он предполагает быстрое симметричное шифрование открытого текста сообщения и последующее шифрование секретного ключа с использование общедоступного ключа получателя. Процедура такого шифрования представлена в таблице 4.6.2.10.

Таблица 4.6.2.10. Асимметричное шифрование с гарантией целостности

Оператор симметричного шифрования EK(k,t) шифрует открытый текст группы t с привлечением ключа k. Для целей шифрования здесь могут использоваться алгоритмы DES или CDMF. Процедура симметричного шифрования представлена в таблице 4.6.2.11.

Таблица 4.6.2.11. Процедура симметричного шифрования

Оператор цифровой подписи S(s,t) соответствует PKCS#7 SignedData для группы t, подписанной объектом s. Для SET алгоритмом подписи по умолчанию является RSA с хэшем SHA-1. Обычно для SET подпись делается до шифрования.

Операция цифровой подписи для SignedData всегда производится над данными, представленными в формате DER (ASN.1). Операции подпись SignedData никогда не производятся для произвольных строк октетов (например, для ASCII-строк). По этой причине тип содержимого data не используется никогда. PKCS#7 требует включения в подписываемый текст двух аутентифицированных атрибутов. Такими атрибутами являются contentType и messageDigest, оба они включаются в содержимое, которое подписывается в рамках SET. SignedData имеет формат DER, и содержат октеты тэга и длины атрибутов. Исходные данные для расчета дайджеста сообщения берутся из компонента content последовательности ContentInfo. ContentInfo связывает идентификатор компонента contentType с типом компонента > content. В SET каждый тип содержимого однозначно именуется объектным идентификатором. Так как это значение не защищено от атак подмены, он также включается в authenticateAttributes. Атрибут contentType специфицирует идентификатор объекта, который соответствует значению компонента contentType последовательности ContentInfo. Атрибут messageDigest содержит значение хэшированного компонента content ContentInfo.

Определение последовательности SignerInfos в PKCS#7 допускает любое число подписантов (по одному SignerInfo на каждого). SET PKCS#7 SignedData требует наличия одного подписанта для всех сообщений кроме CertReq и CertInqReq, которые требуют две подписи, когда используются для обновления сертификата. Таким образом, требования SET несколько мягче, чем PKCS#7.

В компоненте SignerInfo из SignerInfos как authenticateAttributes, так и unauthenticateAttributes компоненты специфицируются опционно. В SET компонент unauthenticateAttributes последовательности SignerInfo всегда отсутствует и никогда не появляется при кодировании SignedData. Компонент же authenticateAttributes всегда присутствует и включается в процесс вычисления дайджеста. Процедура цифровой подписи представлена в таблице 4.6.2.12.

Таблица 4.6.2.12. Процедура формирования цифровой подписи

Оператор ключевого хэширования HMAC(t,k) соответствует 160-битовому хэшу HMAC-SHA-1 для группы t при использовании секретного ключа k. Эта функция нужна для сокрытия номера счета в сертификате владельца карты. Секретный ключ известен только владельцу карты и эмитенту. Процедура ключевого хэширования представлена в таблице 4.6.2.13.

Таблица 4.6.2.13. Процедура ключевого хэширования

Оператор хэширования H(t) соответствует 160-битовому хэшу SHA-1 для группы t. Этот оператор соответствует параметризованному типу ASN.1 H{}. Он используется только в обработке OAEP.

Оператор DigestedData DD(T) соответствует 160-битовому хэшу SHA-1 группы, вложенной в последовательность PKCS DigestedData. Протокол SET использует параметризованный тип DD{} (detached digests). Каждый тип содержимого типа дайджест в SET имеет имя, уникальный идентификатор объекта. Компонент contentType из ContentInfo делается равным значению этого идентификатора.

Компонент digest из DigestedData является результатом вычисления дайджеста сообщения. Он содержит дайджест сообщения типа SET, идентифицируемый компонентом contentType из contentInfo. Дайджест вычисляется с помощью алгоритма из перечня DigestAlgorithm. Вычисление производится для полного DER-представления, включая тэг, длину в октетах и типа ASN.1. Компонент digestAlgorithm из DigestedData устанавливается равным одному из значений кодов алгоритма. Код digestAlgorithm используется получателем для проверки дайджеста сообщения. Верификация осуществляется путем независимого вычисления дайджеста сообщения и сравнения его значения с компонентом digest из DigestedData. Последовательность действий показана в таблице 4.6.2.14.

Таблица 4.6.2.14. Процедура вычисления дайджеста сообщения.

Оператор связи L(t1,t2) соответствует последовательности t1 и DigestedData. Компонент связи DigestedData содержит дайджест сообщения для группы t2 и может быть представлен посредством DD(t2). Оператор связи не является симметричным и не может связать t2 с t1.

Целью OAEP является обеспечение гарантии того, что отдельные фрагменты сообщения не будут извлечены из блока PKCS#7. Существуют криптографические методы, которые позволяют определить одни биты сообщения легче, чем другие. OAEP случайным образом перераспределяет биты блока PKCS#7 так, что все биты становятся с этой точки зрения эквивалентными.

Примитивы шифрования E, EH, EX и EXH объединяют RSA-шифрование и алгоритм OAEP (Bellare-Rogaway Optimal Asymmetric Encryption Padding). SET использует OAEP для получения дополнительной защиты информации о счете клиента (владельца карты, продавца или получателя) с помощью цифрового конверта. Реализация алгоритма OAEP продемонстрирована в таблице 4.6.2.15.

Таблица 4.6.2.15. Описание алгоритма OAEP

Алгоритм работа OAEP показан на рисунке 4.6.2.9.

В DB присутствуют только информационные элементы типа атомик (в нотации ASN.1). Каждый элемент DB кодируется согласно требованиям DER, но без тэгов и октетов длины. При преобразовании из DER-формата в DB к концу блока данных могут добавляться нули (0х00). При обратном преобразовании такие заполнители удаляются.

Рис. 4.6.2.9. Диаграмма работы OAEP

Каждому сообщению-запросу должно соответствовать сообщение-отклик. Сообщения об ошибках могут соответствовать как запросам, так и откликам. Сообщение об ошибке указывает, что приславший его не смог разобрать формат полученного запроса или отклика, или при обработке потерпели неудачу верификационные тесты. Не следует путать отрицательный отклик с сообщением об ошибке. Сообщение об ошибке посылается при невозможности обработать входное сообщение. Сообщение Error не посылается, например, при непрохождении аутентификации. Причиной сигнала ошибки может быть искажение пакета при транспортировке по локальной сети или через Интернет, нелегальные значения полей сообщения или протокольные искажения.

Для выявления сообщений-дубликатов достаточно использовать открытый текст, содержащийся в цифровом конверте сообщения. Реакция получателя на сообщение-дубликат зависит от свойств идемпотентности конкретного типа сообщения, от числа дубликатов, частоты их поступления и от того, кто является их отправителем.

Поврежденным сообщением считается такое, которое не может быть обработано. В норме такие сообщения не должны приходить, так как имеется контроль корректности пакетов на транспортном уровне и при обнаружении любых повреждений сообщение должно быть переслано повторно. Но если такое "невозможное событие" все-таки произойдет, будет послано сообщение Error, содержащие код типа ошибки и идентификатор сообщения, ее вызвавшего. Приложение никогда не посылает сообщение Error в ответ на другое сообщение Error . Сообщения, которые не являются протокольными для SET, просто игнорируются.

Если тэг типа сообщения равен 999 (указывая, что это сообщение об ошибке), приложение SET не должно ни при каких обстоятельствах посылать на него отклик. Когда приложение сталкивается с ошибкой, оно формирует Error-сообщение в следующей последовательности.

Для сообщения Error определены следующие поля

Таблица 4.6.2.16. ErrorCode

Так как сообщения Error могут посылаться, в том числе и в ответ на отклик, возникает проблема при работе с протоколами, базирующимися на алгоритмах запрос-отклик (например, HTTP). В этом случае сообщение об ошибке может посылаться в качестве запроса, на который необязательна посылка отклика. На нижележащем протокольном уровне при этом может происходить таймаут.

В работе с сертификатами участвуют девять субъектов. Иерархия этих субъектов представлена на рис. 4.6.2.10. Верхнюю позицию в иерархии занимает корневой центр сертификации. Корневой сертификат следует требованиям документа X.509 (версия 3) с некоторыми расширениями, вводимыми протоколом SET. Прежде чем система будет развернута, должны быть проделаны следующие операции:

• Нужно сформировать пару #1 корневых ключей R1
• Сгенерировать сертификат для корневого ключа #1 (C1)
• Сформировать пару #2 корневых ключей R2
• Вычислить оттиск (хэш - H2) общедоступной составляющей R2

С1 рассылается при развертывании системы и является самоподписываемым. Корневой сертификат SET доставляется приложению с помощью протокола запроса сертификата и платежного протокола. Начальное значение корневого сертификата, его общедоступный ключ или хэш общедоступного ключа могут быть доставлены и программой приложения SET. Как только приложением получен новый корневой сертификат, оно проверяет через расширение HashedRootKey связь с предыдущим корневым сертификатом.

Когда приходит время заменить корневой сертификат R1, производятся следующие операции:

• Вычисляется общедоступная часть корневого ключа #3 (R3)
• Определяется оттиск R3 (хэш H3)
• Формируется сертификат корневого ключа #2 (C2 - содержит H3)

Новый корневой сертификат рассылается с использованием SET-сообщений или методик HTTP, FTP или SMTP. Приложение SET проверяет подпись, используя R2, вычисляет хэш R2 и сравнивает его с H2, полученным из расширения в С1.

Рис. 4.6.2.10. Иерархия субъектов сертификации

Из списка этих субъектов один является опционным, это GCA (Геополитический центр сертификации - Geo-Political Certificate Authority). Проверка сертификатов производится строго в соответствии с данной иерархической схемой. Доступ к корневому центру сертификации производится крайне редко, только в случае получения нового сертификата платежной системы или при обновлении корневого сертификата. При взаимодействии с ним привлекается в максимально возможной мере аппаратный контроль. Если произойдет раскрытие секретного ключа платежной системы, то RCA сформирует и разошлет новый список отмененных сертификатов CRL (Certificate Revocation List).

BCA являются независимыми для каждой платежной системы и реализуются практически теми же мерами безопасности, как и RCA. Эти центры служат для формирования и рассылки геополитических и/или сертификатов владельцев карты, продавцов или платежных центров, размещенных ниже по иерархии. Они также ответственны за обновление и рассылку списков CRL и BCI, содержащие все CRL платежной системы.

Геополитические центры сертификации (являются опционными) позволяют платежным системам перераспределять ответственность между отдельными географическими и политическими регионами. Эти центры ответственны за формирование и рассылку соответствующих региональных CRL.

Центры сертификации владельцев карт (ССА) формируют по запросу и отсылают сертификаты владельцам платежных карт. Запрос сертификата может быть послан через WEB или по электронной почте. ССА поддерживают взаимоотношения с эмитентами карт для сертификации счетов владельцев карт. ССА также занимаются рассылкой CRL, сформированных RCA, BCA, GCA и центров сертификации платежных центров. Функции CCA может выполнять центр платежной системы, эмитента карты или какой-то иной субъект, который отвечает требованиям конкретной платежной системы.

Центр МСА ответственен за рассылку сертификатов продавцам. Получатели (Acquirers) проверяют и одобряют запросы сертификатов продавца до их выдачи центром MCA.

Центр PCA служит для выдачи сертификатов для платежных центров. Их функции, также как и в случае CCA, могут выполняться центрами платежной системы, получателя и т.д.

Любой центр сертификации выполняет следующие функции:

• Формирование и выдача сертификата
• Обновление сертификатов
• Контроль работоспособности сертификатов и удаление непригодных

Формирование сертификатов осуществляется различными методами, зависящими от типа объекта. Для владельцев карты формируются только сертификаты подписи, для продавцов и платежных центров формируются сертификаты подписи и шифрования.

Сертификаты для владельцев карт формируются центрами CCA. Выпуск сертификата держателя карты включает в себя следующие обмены между держателем карты и CCA (см. также рис. 4.6.2.2).

• Владелец карты посылает запрос сертификата
• ССА производит шифрование сертификата для защиты передачи номера платежной карты в ССА
• Владелец шифрует номер своей карты, используя сертификат ССА, и посылает результат в ССА
• ССА откликается посылкой формы для регистрации сертификата карты
• Владелец карты заполняет форму, которая включает в себя его общедоступный ключ, и посылает форму в ССА для регистрации
• ССА верифицирует полученную регистрационную информацию с привлечением эмитента карты и генерирует сертификат, подписывает его и посылает владельцу карты.

Для продавцов сертификаты формируются в центрах MCA. Перед выпуском сертификата продавца запрос верифицируется банком продавца (получатель - acquirer) или центром управления платежной системы. Сертификат получается продавцом в результате последовательности следующих операций.

• Продавец посылает запрос сертификата в МСА.
• МСА откликается посылкой регистрационной формы.
• Продавец заполняет форму и посылает ее и свой общедоступный ключ в МСА для обработки.
• Банк продавца или центр управления платежной системы проверяет запрос продавца и МСА генерирует, подписывает и посылает сертификат продавцу.

Сертификаты платежного центра формируются и присылаются центром PCA. Процедура генерации сертификата сходна с вариантом продавца. Банк продавца верифицирует запрос сертификата платежного центра и авторизует генерацию сертификата в РСА. Сертификаты центров сертификации формируются вышестоящими по иерархии узлами. Обновление любых сертификатов производится периодически и следует тем же алгоритмам, что и формирование совершенно нового сертификата. Регистрационная форма при обновлении сертификата может содержать существенно меньше информации.

Аннулирование сертификата может производиться по разным причинам, например, из-за реального или кажущегося раскрытия секретного ключа, из-за изменения регистрационной информации или по причине истечения срока пригодности. При аннулировании идентификатор и некоторые другие характеристики сертификата заносятся немедленно в список CRL. Последний сразу подлежит рассылке всем субъектам, которые могут использовать этот сертификат.

При выполнении любой операции в рамках протокола SET производится проверка всех сертификатов, образующих иерархическую цепочку (см. рис. 4.6.2.11), начиная от конечного объекта (ЕЕ) до корневого (Root). Стрелки означают, чей сертификат использовался для подписи. Таким образом, каждый сертификат связан с сертификатом подписи субъекта его сформировавшего.

Рис. 4.6.2.11. Иерархия проверок

Далее рассматривается протокол и обработка откликов владельца карты, продавца или платежного центра (конечный объект - EE), а также получение подписей и/или сертификатов Х.509 шифрования данных от СА (Certificate Authority). Протокол определяет процедуры получения первого сертификата или обновления предшествующего.

Прежде чем запросить сертификат владелец карты должен выполнить следующее:

• Получить счет в одной из платежных систем, например, в VISA или MasterCard.
• Иметь возможность формировать общедоступный и секретные ключи. Обеспечить безопасное хранение секретного ключа. Понятно, что местом его хранения не может быть оперативная память, да и дисковые накопители вряд ли можно считать приемлемым местом записи, если хотя бы теоретически к ним может быть получен доступ.
• Программа владельца карты должна иметь определенную информацию, которая может быть использована для идентификации и аутентификации владельца карты. Это должно быть сделано в соответствии с требованиями эмитента карты.
• Иметь URL или электронный почтовый адрес для связи с ССА.
• Обзавестись прикладной программой (например, броузером), поддерживающей протокол SET.

Продавец должен иметь следующее, прежде чем посылать запрос сертификата:

• Идентификатор, присланный получателем (Acquirer - банк продавца)
• Иметь возможность формировать общедоступный и секретные ключи. Обеспечить безопасное хранение секретного ключа.
• Программа продавца должна иметь определенную информацию, объем и характер которой согласуется с банком продавца.
• URL или электронный почтовый адрес для связи с MCA.
• Обзавестись прикладной программой (например, броузером), поддерживающей протокол SET.

Расчетный центр должен обзавестись следующим, прежде чем посылать запрос сертификата:

• Возможностью формировать пары ключей (секретый/общедоступный) и местом их надежного храниения.
• Получить банковский идентификационный номер BIN (Bank ID)
• Программа владельца карты должна иметь определенную информацию, которая может быть использована для идентификации и аутентификации платежного центра. Объем и характер этой информации согласуется с банком продавца.
• Иметь URL или электронный почтовый адрес для связи с PCA
• Обзавестись прикладной программой (например, броузером), поддерживающей протокол SET.

После того как приложение запущено, стартуют сертификационные обмены между владельцем карты и CCA, между продавцом и MCA, а также между платежным центром и PCA. В результате участники получают необходимые сертификаты подписи и шифрования. Так взаимодействие владельца карты и ССА предполагает следующие обмены:

• Приложение владельца карты посылает CardCInitReq CCA. При этом используется идентификатор платежной системы или идентификатор, полученный из стартового сообщения.
• ССА посылает приложению SET сообщение CardCInitRes.
• Приложение владельца карты посылает ССА сообщение RegFormReq.
• ССА отправляет сообщение RegFormRes, содержащее регистрационную форму и формулировку общих требований.
• Приложение владельца карты заполняет регистрационную форму, заносит свой общедоступный ключ и сертификат, подлежащий обновлению (если имеется) в CertReq и посылает его ССА.
• ССА формирует сертификат, включает его в CertRes и посылает владельцу карты.

Функционирование приложения продавца и платежного центра имеет свою специфику:

• Приложение SET посылает сертификационному центру СА сообщение Me-AqCInitReq, при этом используется BIN и идентификатор продавца, полученные от системного администратора продавца или платежного центра.
• СА посылает приложению SET сообщение Me-AqCInitRes, содержащее регистрационную форму и формулировку общих требований.
• Приложение SET отображает эту форму и требования. Пользователь должен заполнить регистрационную форму и согласиться с предлагаемыми требованиями.
• Приложение SET включает в CertReq заполненную форму, новый общедоступный ключ и сертификат, подлежащий обновлению (если он имеется) и посылает это все СА.
• СА формирует сертификат, включает его в CertRes и посылает продавцу или платежному центру.

Схемы таких обменов для получения нового или обновления старого сертификатов представлены на рис. 4.6.2.12 и 4.6.2.13. Логика обменов для получения сертификата владельцем карты при начальной регистрации была показана на рис 4.6.2.12.

Рис. 4.6.2.12. Схема обмена сообщениями при получении сертификата между владельцем карты и ССА

Если ЕЕ уже имеет регистрационную информацию, обмены CardCInitReq/Res и RegFormReq/Res могут быть опущены. При работе через WWW используется во всех случаях полный перечень обменов. После того как приложение SET инициализировано, владелец карты посылает ССА сообщение CardCInitReq, указывающее через оттиски на сертификаты, CRL и BrandCRLIdentifier, которые содержаться в его кэше сертификатов. ССА реагирует посылкой сообщения CardCInitRes, содержащего любые сертификаты, CRL и BrandCRLIdentifier, которые потребуются владельцу карты для верификации подписи, а также сертификат шифрования, используемый для последующих сообщений.

Приложение SET формирует сообщение CardCInitReq следующим образом.

Структура сообщения CardCInitReq охарактеризована в таблице 4.6.2.17.

Таблица 4.6.2.17. Структура сообщения CardCInitReq

ССА, получив CardCInitReq, выполнит следующие операции:

После того как ССА обработает CardCInitReq, он выполнит следующие шаги, для того чтобы сформировать CardCInitRes. Как и в случае SignedData, сертификаты и CRL, нужные для верификации подписи, включаются в CardCInitRes вне данных, которые должны быть подписаны. Последовательность действий представлена ниже в таблице.

Формат отклика CardCInitRes представлен в таблице ниже.

Приложение владельца карты обрабатывает сообщение CardCInitRes в следующей последовательности:

Если приложение владельца карты успешно обработало отклик CardCInitRes, оно может сформировать и послать сообщение RegFormReq. Это сообщение шифруется приложением владельца карты с использованием сертификата, полученного от ССА в CardCInitRes. Последовательность формирования и посылки RegFormReq представлена ниже в таблице.

Структура сообщения RegFormReq представлена в таблице 4.6.2.18.

Таблица 4.6.2.18. Структура RegFormReq

Поля данных PANOnly

Таблица 4.6.2.19. Значения кодов RequestType

* указывает на значения, зарезервированные для будущего использования

Когда центр ССА получает ReqFormReq, он выполняет следующие шаги для проверки корректности сообщения.

После верификации RegFormReq CCA генерирует RegFormRes следующим образом. Если верификация запроса прошла успешно, присылается регистрационная форма, уведомление о политике, URL платежной системы и логотип карты. В случае неудачи сообщается причина и опционно URL и адрес e-mail, откуда может быть получена более детальная информация. Процедура формирования RegFormRes описана ниже.

Структура сообщения RegFormRes представлена в таблице 4.6.2.20.

Таблица 4.6.2.20. Структура RegFormRes

Таблица 4.6.2.21. Структура поля RegFormOrReferral

Приложение владельца карты обрабатывает сообщение RegFormRes следующим образом:

Пары сообщений Me-AqCInitReq/Res используются продавцом или расчетным центром для получения регистрационной формы сертификата. Продавец или расчетный центр запускают сертификатный протокол путем посылки запроса Me-AqCInitReq. Это сообщение содержит банковскую информацию продавца или расчетного центра, тип запрашиваемого сертификата, а также сертификаты, CRL и BrandCRLIdentifier, которые хранятся в надежном сертификатном кэше. Если MCА или РСА имеют регистрационные формы на подходящем языке для указанного банка, она присылается в сообщении Me-AqCInitRes вместе с любыми сертификатами, CRL и BrandCRLIdentifier, которые могут потребоваться продавцу или расчетному центру для проверки цифровой подписи. Если MCА или РСА не имеют подходящей регистрационной формы и/или имеют дополнительную информацию относительно отклонения поступившего запроса, эти данные также заносятся в Me-AqCInitRes. Схема работы протокола сертификатов для данного случая показана на рис. 4.6.2.13.

Рис. 4.6.2.13. Схема обмена сообщениями при получении сертификата между продавцом и MCA или между платежным центром и PCA

При получении Me-AqCInitRes программа конечного пользователя (ЕЕ) может послать сообщение CertReq, содержащее заполненную форму. Процедура формирования Me-AqCInitReq включает в себя следующие операции:

Формат сообщения Me-AqCInitReq представлен в таблице 4.6.2.22.

Таблица 4.6.2.22. Формат Me-AqCInitReq

Формат поля IDData описан в таблице 4.6.2.23.

Таблица 4.6.2.23. Формат IDData

Таблица 4.6.2.24. Значения RequestType для продавца и платежного центра

Получив Me-AqCInitReq, СА производит его обработку следующим образом:

Проверив корректность Me-AqCInitReq, CA формирует Me-AqCInitRes. Эта операция включает в себя следующие шаги:

MCA и PCA используют один и тот же шаблон регистрационной формы, идентичный ССА (см. табл. 4.6.2.25)

Таблица 4.6.2.25. Шаблон регистрационной формы MCA и PCA

Приложение SET (продавца или расчетного центра) обрабатывает Me-AqCInitRes следующим образом:

Владелец карты, системный администратор продавца или расчетного центра вводит информацию, необходимую для RegForm, а приложение SET (EE) посылает сообщение CertReq центру СА. После успешной верификации CertReq формируются сертификаты, которые посылаются ЕЕ в сообщениях CertRes. Если в регистрационной форме обнаружены ошибки, СА оповещает об этом в CertRes. Приложение SET может повторно представить исправленную регистрационную форму в новом CertReq.

Владелец карты вводит ее номер, дату пригодности и другие данные, запрошенные ССА в регистрационной форме.

Системный администратор продавца вводит аутентификационные данные расчетного центра и другую информацию, запрошенную МСА в регистрационной форме.

Системный администратор расчетного центра вводит аутентификационные данные продавца (если таковые имеются) и другую информацию, запрошенную РСА в регистрационной форме.

Запрос сертификата (CertReq) содержит в себе:

• Новые общедоступные ключи.
• Обновляемые сертификаты (если таковые есть).
• Заполненную регистрационную форму.
• Информацию об аккоунте ЕЕ
• Секретные ключи, которые должен использовать СА для шифрования отклика CertRes,
• Другие контрольные коды

Поле данных сообщения и опционно хэш аккоунт-данных ЕЕ подписываются секретным ключом, соответствующим сертификату подписи, подлежащему обновлению (если таковой имеется) и новым секретным ключом. Симметричный ключ, используемый для этого шифрования, берется из OAEP (Bellare-Rogaway Optimal Asymmetric Encryption Padding). Все перечисленные данные шифруются с использованием общедоступного ключа.

Если СА обнаружит ошибку в представленной регистрационной форме, информация о ней будет передана в сообщении CertRes и будет послан новый запрос CertReq.

ЕЕ-приложение генерирует CertReq следующим образом. Это делается с использованием EncX или Enc техники в зависимости от присутствия AcctInfo. Если ЕЕ является владельцем карты, AcctInfo всегда содержит аутентификационные данные, которые могут быть, а могут и не быть затребованы СА. Me-AqCInitRes указывает, нужно ли AcctInfo в AcctInfoField. EncX используется лишь при наличии AcctInfo.

Если ЕЕ является владельцем карты, продавцом или расчетным центром и намерен послать AcctInfo, то CertReq формируется с привлечением методики EncX следующим образом.

Если приложением ЕЕ является продавец или расчетный цент, который не имеет данных AcctData (в AcctInfo), чтобы их послать, тогда генерируется CertReq с привлечением техники Enc:

Формат сообщения CertReq, генерируемого EE (End Entity) представлен ниже в таблице 4.6.2.26:

Таблица 4.6.2.26. Формат CertReq

Таблица 4.6.2.27. Формат PANData0

Таблица 4.6.2.28. Формат AcctData

СА проверяет CertReq (EncX) следующим образом.

Если верификация не прошла, СА подготавливает и отсылает сообщение CertRes c соответствующим статусом. Если обнаружены ошибки в CertReq, СА отметит эти ошибки в CertRes и приложение ЕЕ должно будет послать повторно CertReq.

При полном успехе система перейдет к аутентификации в финансовом учреждении. Здесь, прежде чем формировать сертификат, проверяется запрос CertReq. Методика этой проверки зависит от типа платежной системы (Brand) и находится за пределами спецификации SET. В зависимости от результатов проверки CertReq, CertRes будет содержать сертификат или статусный код (при неуспехе). Сообщение CertRes будет подписано и в зависимости от характера данных, уложенных в него, зашифровано. Если CertRes уведомляет владельца карты об успехе, то сообщение шифруется с использованием обычного симметричного алгоритма, поддерживаемого приложениями СА и владельца карты. Если сообщение CertRes предназначено для продавца или расчетного центра или возвращает владельцу карты статусные данные, то оно подписывается, но не шифруется.

Если CertReq аутентичен и корректен, а СА сформировал сертификат, используя представленный ключ, то будет возвращен CertRes с завершенным статусом. Если CertRes предназначен для владельца карты и содержит ключ (в CaBackKeyData) для шифрования CertRes, СA сформирует CertRes как SignedData. Осуществляется это следующим образом.

Если СА возвращает статус в CertRes, в него для передачи данных продавцу, владельцу карты или расчетному центру включается сообщение EEMessage. Подписанное сообщение CertRes формируется следующим образом:

Формат CertRes в этом случае имеет вид представленный в таблице 4.6.2.29.

Таблица 4.6.2.29. Формат CertRes

Таблица 4.6.2.30. Статусные коды для запросов сертификата

Конечный пользователь ЕЕ проверяет новый сертификат следующим образом:

Если сертификат не возвращен немедленно в CertRes, EE может попросить прислать ему информацию о состоянии его запроса путем присылки CertReq в центр СА. Запрос CertInqRes возвращает сертификат, если он готов, или предоставляет информацию о том, когда сертификат будет прислан. Такие запросы могут посылать владелец карты, продавец или расчетный центр. Адресуются эти запросы CA, CCA, MCA или PCA (источникам сертификатов).

Если CertStatusCode из CertRes равен "Certificate Request in Progress" или "Certificate Request Pending". EE формирует CertInqReq для получения сертификата следующим образом:

Формат сообщения представлен в таблице ниже.

Таблица 4.6.2.31. Формат CertInqReq

Центр СА обрабатывает CertInqReq следующим образом:

После обработки CertInqReq СА формирует CertInqRes. Этот отклик имеет ту же структуру и формат, что и CertRes. Обработка CertInqRes происходит аналогично.

Реальный формат сертификатов определяется документом Х.509. Характеристики различных полей такого сертификата представлены в таблице 4.6.2.32.

Таблица 4.6.2.32. Поля формата сертификата Х.509

Для определения позиций необходимы следующие идентификаторы объектов OID (указаны в скобках) в сертификатах SET:

• countryName [2 5 4 6]
• organizationName [2 5 4 10]
• organizationUnitName [2 5 4 11]
• commonName [2 5 4 3]

Ниже представлены формальные определения атрибутов (at), которые заключают в себе уникальные имена (Subject Distinguished Name) для каждого объекта SET, указанного в расширении типа сертификата (CertificateType).

Владелец карты
countryName=<Страна, где размещается финансовое учреждение, выпустившее карту>
organizationName=<BrandID> (идентификатор платежной системы)
organizationalUnitName=<Название финансового учреждения, выпустившее карту>
organizationalUnitName=<Опционно - название карты>
commonName=<Уникальный идентификатор владельца карты>
Если в перечне появляется два атрибута organizationalUnitName, первый из них представляет название финансового учреждения, выпустившее карту.

Продавец
countryName=< Страна, где размещается банк продавца - Acquirer>
organizationName=<BrandID>
organizationalUnitName=<Название банка продавца>
commonName=<Имя продавца, как написано в заявлении владельца карты>
Расчетный центр
countryName=<Страна, где размещается банк продавца - Acquirer>
organizationName=<BrandID>
organizationalUnitName=<Название банка продавца>
commonName=<Уникальный идентификатор расчетного центра>
Центр сертификации владельца карты
countryName=<Страна, где размещается финансовое учреждение, выпустившее карту>
organizationName=<BrandID>
organizationalUnitName=<Описательное имя>
commonName=<Опционный уникальный идентификатор>
Центр сертификации продавца
countryName=<Страна, где размещается банк продавца - Acquirer >
organizationName=<BrandID>
organizationalUnitName=<Описательное имя>
commonName=<Опционный уникальный идентификатор>
Центр сертификации расчетного центра
countryName=<Страна, где размещается банк продавца - Acquirer >
organizationName=<BrandID>
organizationalUnitName=<Описательное имя>
commonName=<Опционный уникальный идентификатор>
Геополитический центр сертификации
countryName=<Страна геополитической организации>
organizationName=<BrandID>
organizationalUnitName=<Описательное имя>
commonName=<Опционный уникальный идентификатор>
Центр сертификации платежной системы (Brand)
countryName=<Страна, где размещен центр сертификации платежной системы>
organizationName=<BrandID>
organizationalUnitName=<Описательное имя>

commonName=<Опционный уникальный идентификатор>
Корневой центр сертификации
countryName=<Страна, где размещен корневой центр сертификации - СА>
organizationName=<Корневой центр SET>
commonName=<Опционный - уникальный ID>
Поля имен в имени субъекта сертификата определены в таблице ниже:

Уникальный ID владельца карты в сертификате представляет собой хэшированный номер его счета. PAN маскируется с использованием общего секретного ключа (PANSecret), который состоит из комбинации CardSecret владельца карты и Nonce-CCA сертификационного центра. Вычисление хэша производится с привлечением алгоритма HMAC-SHA1 (RFC-2105). Функция HMAC-SHA1 определяется в терминах ключа K и текста, который кэшируется следующим образом:

Hash(KÅ opad|hash((KÅipad)|text)),

где Å - оператор исключающее ИЛИ, а оператор | - обозначает объединение кодов. K, text, ipad и opad определяются в SET следующим образом:

K дополняется нулями до 64 байт.

Результат вычисления HMAC кодируется в представлении base64, после чего производится в поле сертификата commonName.

В таблице 4.6.2.33 представлен полный список сертификатов необходимых SET.

Таблица 4.6.2.33. Типы сертификатов

ССА, MCA и PCA при совмещении функций не обязательно требуют наличия трех отдельных сертификатов. Сертификат подписи может содержать два или три различных типов сертификата.

Разные СА не обязательно требуют различных сертификатов для подписи сертификатов и CRL. Поле KeyUsage может содержать:

• привилегии keyCertSign и offLineCRLSign или
• keyEncipherment и dataEncipherment

В таблице 4.6.2.34 представлены обязательные расширения сертификата конечного пользователя (ЕЕ).

Таблица 4.6.2.34. Обязательные расширения сертификата ЕЕ.

Таблица 4.6.2.35. Обязательные расширения сертификатов СА

Каждый центр сертификации (за исключением MCA и CCA) поддерживает CRL и производит их рассылку. BCI (BrandCRLIdentifier), определенный SET, содержит список всех CRL в пределах данной платежной системы (Brand). Как только СА выпустит новый список CRL, соответствующий BCI актуализируется. Получение конечным пользователем BCI гарантирует, что устаревшие или скомпрометированные сертификаты не будут использованы. В CRL записываются серийные номера устаревших сертификатов. СА идентифицируется в CRL по своему уникальному имени, CRL подписывается рассылающим СА. Длина списка CRL со временем растет. Каждый СА CRL содержит в себе следующую информацию:

• Номер CRL. Номера монотонно возрастают.
• Список серийных номеров устаревших сертификатов.
• Даты, когда конкретные сертификаты были признаны устаревшими.
• Даты, когда был сформирован CRL и когда завершается срок его действия (замещается новым CRL).
• Уникальное имя СА, который поддерживает данный CRL.
• Эмитент и серийный номер сертификата СА, который используется для подписи данного CRL.

В таблице 4.6.2.36 определен формат полей CRL и ограничения для их значений (X.509).

Таблица 4.6.2.36. Формат полей CRL и ограничения для их значений

Следующие СA должны поддерживать CRL в рамках SET:

• корневой СА - для поддержки незапланированной замены корневых сертификатов или сертификатов СА платежных систем.
• СА платежных систем - для поддержки незапланированной замены или прекращения действия сертификата, выданного центром сертификации платежной системы.
• геополитические СА - для поддержки незапланированной замены сертификатов CCA, MCA или PCA.
• CA расчетного центра - для поддержки незапланированной замены сертификатов ключевого обмена расчетного центра.

Расширение CRLNumber содержит одно целое число. Центр СА, подписывающий CRL, должен инкрементировать это число каждый раз при выпуске нового CRL.

При получении нового CRL должны проводиться следующие проверки:

1. Сначала проверяется подпись:

• Используется AuthorityKeyIdentifier расширения CRL для контроля корректности сертификата подписи.
• Расширение KeyUsage в сертификате подписи указывает на CRLsign(6)

Следующие проверки производятся для того, чтобы выяснить, не входит ли данный сертификат в список CRL:

1. IssuerDN рассматриваемого сертификата должен соответствовать содержимому поля IssuerDN CRL
2. certSerialNumber должно соответствовать значению поля revokedCertificates.certSerialNumber списка CRL.

Существующие CRL от одного и того же IssuerDN могут быть удалены, когда успешно прошел проверку CRL с более высоким значением CRLNumber.

BrandCRLIdentifier (BCI) представляет собой структуру, определенную SET и используемую для идентификации всех рабочих CRL заданной области ответственности сертификационного центра платежной системы. BrandCRLIdentifier содержит в себе следующую информацию:

• Номер BCI (увеличивается для каждого нового BCI)
• Название платежной системы
• Время пригодности BCI
• Список номеров CRL (из расширения номера CRL)
• Эмитент и серийный номер сертификата СА платежной системы, который используется для подписи BCI (включается в расширение)

Подпись BCI производится с привлечением секретного ключа, соответствующего сертификату CRLSign. BCI пересылаются владельцам карт и продавцам в виде сообщений-откликов.

Запрос сертификата посылается клиентом вышестоящему центру сертификации (СА). Последний формирует сертификат и отсылает его отправителю запроса в подписанном сообщении отклике. Различные объекты ответственны за подпись разных сертификатов, как это показано ниже.

Сообщения запросы от СA форматируются согласно CertificationRequest, специфицированному в PKCS#4 версии 1.0. CertificationRequest содержит общедоступный ключ, DN субъекта и атрибуты, которые должен сертифицировать подписывающий СА.

Сообщение-запрос сертификата включает в себя информацию, которая должна присутствовать в расширениях сертификата. Эта информация содержится в атрибутах запроса PKCS#10. В таблице 4.6.2.37 показаны атрибуты, которые необходимы или опционны в CertificationRequest.

Таблица 4.6.2.37. Атрибуты CertificationRequest

Х - обязательный
O - опционный

При получении CertificationRequest СА должен проверить запрос и сформировать отклик в соответствии со следующей процедурой:

CRL представляет собой механизм, определенный Х.509, и предназначенный для публикации и рассылки списков выведенных из употребления сертификатов, срок действия которых еще не истек. Когда корневой СА актуализует свой CRL, он посылает его каждому центру сертификации платежной системы. Когда нижерасположенный центр сертификации актуализует свой CRL, он рассылает его своим СА платежных систем. CRL рассылаются в секции SignedData сообщений CRLNotification согласно следующему алгоритму.

CRL-Notification-сообщение содержит следующие поля:

При получении сообщения CRL Notification СА платежной системы проверяет и анализирует его следующим образом:

CA платежной системы формирует отклик CRL Notification согласно следующему алгоритму:

Сообщение-отклик CRLNotification содержит следующие поля.

При получении отклика CRLNotification СА проверяет то, что дата и оттиск соответствуют значениям из запроса. Если соответствия нет, посылается сообщение об ошибке, а запрос CRLNotification посылается повторно.

BrandCRLIdentifier (BCI) является списком текущих CRL, соответствующим всем СА из зоны ответственности платежной системы (Brand). Центр сертификации платежной системы отвечает за поддержку, корректность и актуальность BCI. Каждый CA из зоны ответственности платежной системы отвечает за обновление и осуществление доступа к BCI и соответствующим спискам CRL. Эту информацию они выдают в виде откликов на запросы ЕЕ или нижестоящих СА.

Центр сертификации каждой платежной системы формирует и поддерживает свой BCI и реализует механизм для рассылки этой информации. СА, например, расчетного центра должен организовать ежедневное обновление этих данных.

Центр сертификации платежной системы рассылает информацию о новых CRL в виде сообщений BCI Distribution. Это сообщение является подписанным, содержащим текущую дату, BCI, соответствующие сертификаты и CRL. Сообщение BCI Distribution не формируется ежедневно, а лишь по мере необходимости. Алгоритм формирования этого сообщения представлен ниже.

Сообщение BCI Distribution содержит в себе следующие поля:

Обработка пришедшего сообщения BCIDistribution соответствующим СА производится согласно алгоритму, приведенному ниже:

Сообщения SET включают в себя несколько структур данных, которые содержат информационные элементы, переносимые из одного сообщения в другое. Информационные поля сообщения с протокольной точки зрения непрозрачны.

TransID предоставляет всю информацию для уникально определенной транзакции и характеристики транзакции, частью которой является данное сообщение. В частности TransID позволяет участнику процесса связать каждое сообщение с определенной транзакцией. Структура данных в TransID представлена ниже в таблице.

TransID предоставляет несколько идентификаторов для транзакций. LID-C, LID-M и PaySysID являются идентификаторами, которые присваиваются владельцем карты, продавцом и/или платежной системой. LID-M часто используется для хранения номера заказа продавца для данной транзакции. PreqData предоставляет дату запуска транзакции. XID представляет собой идентификатор транзакции, который обычно формируется системой продавца, если только нет PInitRes, в последнем случае он формируется системой владельца карты. XID представляет собой псевдослучайный 20 байтовый код, который должен быть уникальным. В таблице 4.6.2.38 рассмотрено, когда формируется и используется поле TransID в сообщениях SET.

Таблица 4.6.2.38. Условия формирования и использование поля TransID

Примечания:

1. Копируется из процесса инициализации SET (если имеется)
2. Если для данной транзакции нет предшествующего LID-M, продавец может сформировать его для данного сообщения.
3. Если пара PinitReq/PinitRes отсутствует, то генерируется владельцем карты.
4. Если послано после получения AuthRes с PaySysID
5. Если послано после получения PRes с PaySysID
6. Может быть сформировано расчетным центром для данного сообщения.

Алгоритм формирования TransID представлен ниже:

Обработка TransID зависит от типа сообщения.

Платежная инструкция (PI) является одной из важнейших информационных структур SET. Она используется для передачи информации, необходимой для авторизации операции платежа владельца карты расчетному центру. Данная операция служит для инициализации транзакции с привлечением традиционной платежной карты. Данные шифруются владельцем карты и посылаются через продавца получателю (банку продавца - Acquirer). Эта информация не может быть прочитана продавцом.

Имеется три разновидности PI. Первые два формируются владельцем карты, третье - расчетным центром.

Платежная инструкция имеет структуру представленную в таблице 4.6.2.39.

Таблица 4.6.2.39. Структура PI

Таблица 4.6.2.40. Структура PIHead

Прикладные данные в этом сообщении состоят из PIData, от которых PANData отличается более сильной криптографической обработкой. PANData - это информация платежной карты. PIData включает в себя все прочие данные о покупке, идентификацию транзакции и переменные криптографической поддержки.

Таблица 4.6.2.41. Структура InstallRecurData

Рекуррентные данные являются компонентом платежной инструкции, которая копируется в авторизационный маркер (token). Эта информация не пересылается эмитенту.

AuthToken представляет данные, необходимые расчетному центру для авторизации последующих транзакций. Расчетный центр, если необходимо, актуализует AuthToken. Данные, содержащиеся там должны быть доступны только расчетному центру. Структура данных AuthToken представлена в таблице 4.6.2.42.

Таблица 4.6.2.42. Структура AuthToken

AuthToken формируется следующим образом:

Обработка AuthToken выполняется в следующем порядке:

AcqCardMsg является полем, которое предоставляет механизм для посылки банком продавца сообщения владельцу карты, не информируя об этом продавца (туннелирование). Это поле может быть использовано после того, как расчетный центр получит сообщение AuthReq от продавца. Структура данных AcqCardMsg представлена в таблице 4.6.2.43.

Таблица 4.6.2.43. Структура AcqCardMsg

Для AcqCardCode определены следующие значения:

CapToken предоставляет данные, необходимые расчетному центру для платежной транзакции на фазе авторизации. Структура данных CapToken представлена в таблице 4.6.2.44.

Таблица 4.6.2.44. Структура CapToken

Алгоритм формирования CapToken показан ниже:

Обработка CapToken производится следующим образом:

PANData содержит информацию, идентифицирующую определенный счет платежной карты. Структура данных PANData представлена в таблице 4.6.2.45.

Таблица 4.6.2.45. Структура PANData

Формирование PANData осуществляется согласно алгоритму, рассмотренному ниже.

PANToken подобно PANData содержит информацию, идентифицирующую определенную платежную карту. PANToken используется, когда для сокрытия данных PANSecret не нужен. Структура PANToken показана в таблице 4.6.2.46.

Таблица 4.6.2.46. Структура PANToken

Формирование PANToken осуществляется достаточно просто:

SaleDetail соединяет в себе данные, относящиеся к текущей транзакции. Эта структура формируется как часть установления процесса между продавцом и расчетным центром. Для AuthReq, CredReq и CapReq формирование продавцом SaleDetail является опционным. Структура данных в SaleDetail показана в таблице 4.6.2.47.

Таблица 4.6.2.47. Структура SaleDetail

PayRecurInd может принимать следующие значения:

Структура коммерческих данных карты представлена в таблице 4.6.2.48.

Таблица 4.6.2.48. Структура коммерческих данных карты