EVSM 金融密码机 · PIN / 转加密 / 轮换 / 防拆 / 备份 / 校验

密码不能以明文在系统或网络里跑来跑去。把加解密与校验交给 EVSM(金融数据密码机 / HSM):主机只传密文与校验参考值;密码机内比较后只回对/错。

密文 PIN Block 明文 PIN(仅允许出现在键盘/密码机内) 密钥(TPK / ZPK / PVK) 密钥版本 KeyIndex EVSM 受保护区 入侵检测 / 紧急销钥 密钥备份块 / LMK 分量 校验参考 PVV / Offset

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地图上的节点代表跨行交易链路。高亮节点表示当前步骤发生的位置;色点表示正在传递的报文。

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这句话在说什么

手段是 EVSM(专用硬件密码设备),动作是 PIN 加密、PIN 转加密 等密码运算,目的是保护金融数据——尤其是一旦泄露就可能导致资金损失的个人标识码 PIN。

EVSM / HSM 把密钥锁在硬件里,具备防拆防篡改和操作审计;所有密码运算在机内完成,主机程序员碰不到明文密钥与明文 PIN。

PIN 加密

用户在 ATM / POS 密码键盘输入 PIN。规范要求:PIN 明文不得离开密码键盘和密码机。

键盘内按 ISO 9564 把 PIN 与卡号(PAN)组成 PIN Block,再用终端密钥 TPK 加密。收单系统、前置、报文日志里都只有密文。

PIN 转加密(Translation)

跨行时收单方用 TPK,发卡方认 ZPK / PVK。需要换密钥而不让明文出现在主机。

错误做法
主机解密成明文 → 换密钥再加密。明文进入主机内存、日志、调试器可达区域。
正确做法
旧密文进 EVSM → 机内 TPK 解密 → ZPK 再加密 → 只吐新密文。明文不出机。

「等」还包括什么

MAC 计算与验证;CVV/CVN、ARQC/ARPC;PIN 校验(PVK / Offset,不必还原明文);密钥管理(LMK → ZMK → 工作密钥);数据加解密、随机数、报文格式转换。合规基础常见于 PCI DSS、PBOC / 银联规范、GM/T 相关国密认证。

密钥轮换:换钥后旧密文为何还能解

工作密钥(如 ZPK/TPK)会定期轮换。密钥明文只在 EVSM 内生成;对外分发的是用 ZMK 包起来的密钥密文块。密文数据旁会带上 KeyIndex / 密钥版本。

误解
换了新密钥,旧密文就解不开了——其实不是。解不开的原因通常是「旧钥被删掉且没有版本索引」,而不是「换钥本身」。
正确模型
① 双钥窗口:v1 与 v2 并存,解密按 KeyIndex 选钥;② 存量机内转加密:E_v1 → E_v2;③ 宽限期后再注销 v1。明文与密钥明文始终不出机。

防拆防篡改:拆了为什么也偷不到密钥

高等级密码机靠传感网(开盖开关、导电丝网、光敏/温敏/压敏、电压与时钟监控)发现入侵;判定后立刻对密钥存储做紧急清零(Zeroization),设备进入 tampered 状态,须按双人管控重灌才能再用。

误解
防拆 = 外壳很硬、贴个防拆标。对手慢慢磨开就能读出芯片里的密钥。
正确模型
传感常电监控 → 触发即销钥 → 主机库里的密文还在,但没有密钥就解不开。固件签名与最小 API 防止逻辑篡改。

密钥备份:备份的不是明文钥匙

工作密钥以 LMK 封装成密钥密文块离机保存;LMK 本身拆成分量(智能卡 / 密钥部件),双人保管。灾备机重建 LMK 后再导入密钥块,业务密文重新可解——全程无密钥明文落盘。

误解
像备份数据库一样拷贝密码机磁盘镜像,就能在别处恢复密钥。
正确模型
密钥文件(LMK 下的密文块)+ 分量卡(n 选 m)+ 双人导入;防拆销钥后只能靠这套合法备份恢复。

PIN 校验:明文不出机,怎么知道对不对

主机把本次输入的 PIN 密文和库里的校验参考(常见为 PVV / Offset,或 E_LMK(PIN))一起送给 EVSM;机内解密/派生后比较,只返回 Accept/Reject。不能在主机上对两个不同格式的密文直接 ==。

误解
既然明文不出机,主机就没法校验——或者必须把 PIN 解密到应用内存再比。
正确模型
verify(PIN_Block, PAN, PVV/Offset 或存密文, 钥标识) → Y/N;比较只在密码机内完成。