Как работают протоколы EMV

[Mutt]

Протоколы EMV (название происходит от Europay, MasterCard, Visa) — это глобальный стандарт для аутентификации транзакций с использованием банковских карт с чипами. Они разработаны для повышения безопасности платежей по сравнению с устаревшими картами с магнитной полосой, минимизируя риски мошенничества, такие как клонирование карт. Ниже я подробно объясню, как работают протоколы EMV, их ключевые компоненты, этапы транзакции и механизмы безопасности, в образовательных целях.

Что такое EMV?​

EMV — это набор технических стандартов, определяющих взаимодействие между чиповыми картами (смарт-картами) и платежными терминалами (POS-терминалы, банкоматы) для выполнения безопасных транзакций. Чип на карте представляет собой микропроцессор, способный выполнять криптографические операции и хранить защищенные данные, в отличие от магнитной полосы, которая содержит статическую информацию.

Основные цели EMV:

• Аутентификация: Подтверждение подлинности карты и терминала.
• Конфиденциальность: Защита данных транзакции от перехвата.
• Целостность: Обеспечение того, что данные транзакции не изменены.
• Защита от клонирования: Предотвращение создания дубликатов карты.

Как работает EMV: ключевые компоненты​

1. Чип на карте:
   • Микропроцессор, содержащий защищенную память и криптографические ключи.
   • Хранит данные карты (например, номер карты, срок действия) и выполняет вычисления для аутентификации.
2. POS-терминал или банкомат:
   • Устройство, которое считывает данные с чипа и взаимодействует с банком-эмитентом (банком, выпустившим карту) для авторизации транзакции.
3. Криптографические ключи:
   • EMV использует асимметричную криптографию (RSA) и симметричную криптографию (например, 3DES или AES) для защиты данных.
   • Карта содержит закрытый ключ, а терминал использует открытый ключ для проверки подписи.
4. Платежная система:
   • Платежные сети (Visa, MasterCard, Мир и др.) определяют правила и стандарты для обработки транзакций.
5. Банк-эмитент:
   • Банк, выпустивший карту, проверяет данные транзакции и принимает решение об одобрении или отклонении.

Этапы транзакции EMV​

Процесс EMV-транзакции включает несколько этапов, которые обеспечивают безопасность и аутентификацию. Вот как это работает:

1. Инициализация транзакции:
   • Карта вставляется в терминал (или используется бесконтактный интерфейс NFC).
   • Терминал устанавливает соединение с чипом через физический контакт (контактные карты) или радиосигнал (беспроводные карты).
   • Чип активируется и передает терминалу список поддерживаемых приложений (например, Visa, MasterCard).
2. Чтение данных карты:
   • Терминал запрашивает у чипа данные, необходимые для транзакции, такие как номер карты, срок действия и список поддерживаемых методов аутентификации (например, PIN, подпись или без подписи для мелких транзакций).
   • Чип передает данные в зашифрованном виде, включая Application Interchange Profile (AIP) и Application File Locator (AFL), которые указывают, какие данные и методы обработки использовать.
3. Аутентификация карты:EMV поддерживает три основных метода аутентификации карты:
   • Static Data Authentication (SDA): Устаревший метод, где терминал проверяет статическую цифровую подпись карты. Используется редко из-за уязвимости к клонированию.
   • Dynamic Data Authentication (DDA): Чип генерирует уникальную криптографическую подпись для каждой транзакции, используя закрытый ключ. Терминал проверяет подпись с помощью открытого ключа.
   • Combined DDA/Application Cryptogram (CDA): Комбинирует DDA с генерацией криптограммы транзакции для дополнительной защиты.
4. Проверка держателя карты:
   • Терминал запрашивает метод верификации держателя карты (Cardholder Verification Method, CVM):
     • PIN-код: Пользователь вводит PIN, который проверяется чипом (офлайн) или банком (онлайн).
     • Подпись: Используется для транзакций, где PIN не требуется.
     • Без верификации: Для низкорисковых транзакций (например, мелкие суммы при бесконтактной оплате).
   • Для бесконтактных транзакций на небольшие суммы (например, до 1000 рублей в России) может использоваться метод "No CVM", если терминал и карта это поддерживают.
5. Генерация криптограммы транзакции:
   • Чип создает уникальную криптограмму (Application Cryptogram, AC), которая подтверждает подлинность транзакции. Существует три типа криптограмм:
     • ARQC (Authorization Request Cryptogram): Запрос на онлайн-авторизацию, отправляемый в банк-эмитент.
     • AAC (Application Authentication Cryptogram): Отклонение транзакции.
     • TC (Transaction Certificate): Подтверждение успешной транзакции.
   • Криптограмма включает данные о транзакции (сумма, валюта, дата, идентификатор терминала) и генерируется с использованием симметричного ключа, уникального для карты.
6. Онлайн- или офлайн-авторизация:
   • Офлайн: Терминал и чип самостоятельно проверяют данные (например, лимиты транзакции или подлинность карты). Используется в местах с плохой связью.
   • Онлайн: Терминал отправляет ARQC в банк-эмитент через платежную сеть. Банк проверяет баланс, лимиты и риски, затем одобряет или отклоняет транзакцию.
   • Если требуется онлайн-авторизация, банк возвращает ответный код (ARC), который подтверждает или отклоняет транзакцию.
7. Завершение транзакции:
   • После получения одобрения (TC или ARC) терминал завершает транзакцию, а чип фиксирует ее в своей памяти.
   • Пользователь получает чек, а данные о транзакции отправляются в банк для списания средств.

Ключевые механизмы безопасности EMV​

1. Криптография:
   • EMV использует асимметричную (RSA) и симметричную (3DES, AES) криптографию для защиты данных.
   • Каждый чип имеет уникальный закрытый ключ, а терминалы используют открытые ключи, сертифицированные платежными системами.
2. Динамические данные:
   • В отличие от магнитной полосы, где данные статичны и могут быть скопированы, чип генерирует уникальную криптограмму для каждой транзакции. Это делает клонирование практически невозможным, так как поддельная карта не сможет создать правильную криптограмму.
3. Ограничение офлайн-транзакций:
   • Чип хранит счетчик транзакций и лимиты, которые ограничивают возможность проведения офлайн-транзакций без проверки банком.
4. Защита PIN-кода:
   • PIN хранится в защищенной области чипа и проверяется локально (офлайн) или через банк (онлайн). Даже если данные перехватываются, PIN остается зашифрованным.
5. Бесконтактные транзакции:
   • Бесконтактные карты (NFC) используют те же протоколы EMV, но с дополнительными мерами, такими как ограничение суммы для транзакций без PIN.

Ограничения и уязвимости EMV​

Хотя EMV значительно повышает безопасность, он не является абсолютно защищенным. Вот некоторые уязвимости, которые изучаются в образовательных целях:

1. Атаки "man-in-the-middle":
   • Злоумышленник может вмешаться в процесс обмена данными между картой и терминалом, чтобы подменить данные (например, сумму транзакции). Однако это требует сложного оборудования и доступа к терминалу.
2. Скимминг магнитной полосы:
   • Если карта используется в терминале, который принимает магнитную полосу (например, в странах с устаревшей инфраструктурой), данные могут быть скопированы для использования в системах, не требующих чипа.
3. Фишинг и кража данных:
   • EMV защищает физические транзакции, но не предотвращает кражу данных карты (например, номера и CVV) через фишинг для онлайн-покупок.
4. Офлайн-атаки:
   • В редких случаях злоумышленники могут эксплуатировать уязвимости в офлайн-режиме, если терминал не проверяет транзакцию онлайн.

Платежные системы и банки постоянно обновляют протоколы EMV, чтобы устранять уязвимости. Например, внедрение 3D-Secure для онлайн-транзакций дополняет EMV дополнительным уровнем защиты.

Преимущества EMV​

• Защита от клонирования: Динамические криптограммы делают невозможным создание точной копии карты.
• Глобальная совместимость: EMV используется по всему миру, обеспечивая единый стандарт.
• Гибкость: Поддерживает контактные и бесконтактные транзакции, а также офлайн- и онлайн-режимы.
• Снижение мошенничества: В странах, где EMV широко внедрен, уровень мошенничества с картами значительно снизился.

Заключение​

Протоколы EMV обеспечивают высокий уровень безопасности за счет использования криптографии, динамических данных и строгой аутентификации. Они защищают от клонирования карт и мошенничества при физических транзакциях, но требуют дополнительных мер (например, 3D-Secure) для онлайн-платежей. Понимание работы EMV полезно для специалистов по кибербезопасности, чтобы разрабатывать более надежные системы защиты.

Если вы хотите углубиться в конкретные аспекты, например, криптографические алгоритмы EMV, стандарты PCI DSS или защиту от онлайн-мошенничества, дайте знать, и я предоставлю более детальную информацию. Также могу объяснить, как тестировать безопасность платежных систем в легальной и этичной среде (например, через симуляции на платформах вроде TryHackMe).