[分享]USB KEY 身份认证简介**

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参考 http://www.softexam.cn/eschool/details.asp?id=10272
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USB KEY 身份认证简介

    目前常见的身份认证方式主要有三种，最常见的是使用用户名加口令的方式，但这也是最原始、最不安全的身份确认方式，非常容易由于外部泄漏等原因或通过口令猜测、线路窃听、重放攻击等手段导致合法用户身份被伪造；第二种是生物特征识别技术（包括指纹、声音、手迹、虹膜等），该技术以人体唯一的生物特征为依据，具有很好的安全性和有效性，但实现的技术复杂，技术不成熟，实施成本昂贵，在应用推广中不具有现实意义；第三种也是现在电子政务和电子商务领域最流行的身份认证方式--基于USB Key的身份认证。

    USB KEY结合了现代密码学技术、智能卡技术和USB技术，是新一代身份认证产品，它具有以下特点：

    1、 双因子认证

    每一个USB Key都具有硬件PIN码保护，PIN码和硬件构成了用户使用USB Key的两个必要因素，即所谓"双因子认证"。用户只有同时取得了USB Key和用户PIN码，才可以登录系统。即使用户的PIN码被泄漏，只要用户持有的USB Key不被盗取，合法用户的身份就不会被仿冒；如果用户的USB Key遗失，拾到者由于不知道用户PIN码，也无法仿冒合法用户的身份。

    2、 带有安全存储空间

    USB Key具有8K-128K的安全数据存储空间，可以存储数字证书、用户密钥等秘密数据，对该存储空间的读写操作必须通过程序实现，用户无法直接读取，其中用户私钥是不可导出的，杜绝了复制用户数字证书或身份信息的可能性。

    3、 硬件实现加密算法

    USB Key 内置CPU或智能卡芯片，可以实现PKI体系中使用的数据摘要、数据加解密和签名的各种算法，加解密运算在USB Key内进行，保证了用户密钥不会出现在计算机内存中，从而杜绝了用户密钥被黑客截取的可能性。支持RSA，DES ,SSF33和3DES算法。

    4、便于携带，安全可靠

    如拇指般大的USB Key非常方便随身携带，并且密钥和证书不可导出，Key的硬件不可复制，更显安全可靠。

    USB Key身份认证系统的应用方式：

    1、基于冲击-响应的双因子认证方式

    当需要在网络上验证用户身份时，先由客户端向服务器发出一个验证请求。服务器接到此请求后生成一个随机数并通过网络传输给客户端（此为冲击）。客户端将收到的随机数通过USB接口提供给ePass，由ePass使用该随机数与存储在ePass中的密钥进行MD5-HMAC运算并得到一个结果作为认证证据传给服务器（此为响应）。与此同时，服务器也使用该随机数与存储在服务器数据库中的该客户密钥进行MD5-HMAC运算，如果服务器的运算结果与客户端传回的响应结果相同，则认为客户端是一个合法用户。

    密钥运算分别在ePass硬件和服务器中运行，不出现在客户端内存中，也不在网络上传输，由于MD5-HMAC算法是一个不可逆的算法，就是说知道密钥和运算用随机数就可以得到运算结果，而知道随机数和运算结果却无法计算出密钥，从而保护了密钥的安全，也就保护了用户身份的安全。

    2、基于数字证书的认证方式

    随着PKI技术日趋成熟，许多应用中开始使用数字证书进行身份认证与数字加密。数字证书是由权威公正的第三方机构即CA中心签发的，以数字证书为核心的加密技术，可以对网络上传输的信息进行加密和解密、数字签名和签名验证，确保网上传递信息的机密性、完整性，以及交易实体身份的真实性，签名信息的不可否认性，从而保障网络应用的安全性。

    PKI即公共密钥体系，即利用一对互相匹配的密钥进行加密、解密。每个用户拥有一个仅为本人所掌握的私有密钥（私钥），用它进行解密和签名；同时拥有一个公开密钥（公钥）用于文件发送者加密和接收者验证签名。当发送一份保密文件时，发送方使用接收方的公钥对数据加密，而接收方则使用自己的私钥解密，这样，信息就可以安全无误地到达目的地了，即使被第三方截获，由于没有相应的私钥，也无法进行解密。

    用户也可以采用自己的私钥对信息进行加密，接收者用发送者的公钥解密，由于私钥仅为用户本人所有，所以就能够确认该信息确实是由该用户发送的，此过程称之为数字签名。

    USB Key作为数字证书的存储介质，可以保证数字证书不被复制，并可以实现所有数字证书的功能。

    USB Key在电力行业的应用

    电力行业是国民经济的基础产业，是关系到国计民生的行业。电力行业的信息化从 60-70年代开始的电厂自动化监控开始，到现在已经有30多年。随着电力行业的不断发展，电力的关键业务不断增长，因此信息化应用也不断增强，网络系统中的应用越来越多。同时，随着Internet技术的发展，建立在Internet架构上的跨地区、全行业系统内部信息网开始逐步建立，网上应用着各种电力业务及办公系统。显而易见，电力信息网络系统的网络安全问题愈来愈显得重要。

    随着电力行业全面的信息化，信息安全也成为了当今不可忽视的课题。为了保证信息安全，决策者在网络建设之初，常常就会不惜重金花在购买防火墙，防病毒软件，等相关的软硬件设施。这一切措施旨在保护电力信息系统的数据安全，所谓安全，就是指有相应权限的人员可以接触和操作相应的数据，任何人无法接触到未被授权给他的数据。然而，信息系统中的数据终归要为人所用，如果有人伪造了相应权限人的身份，那么投入再多的安全防护体系一样形同虚设。因此用户身份认证系统是信息安全体系的第一道关。

    USB KEY在电力企业实现的功能分析：

    1． 企业内网

    ☆  Windows智能卡登陆

    ☆  企业OA

    ☆  文件、硬盘等数据加密

    ☆  邮件加密

    ☆  数字签名

    2． 电力专网

    ☆  SSL VPN（虚拟专用网）

    ☆  电子印章

    ☆  数字证书

    ☆  数据签名

    3． 互联网

    ☆ 网上身份认证

    ☆ 访问安全站点

    ☆ 邮件安全与签名

    身份认证技术能够广泛应用于电力企业的多种应用系统，如电力OA系统、电力营销业务系统、电力客户服务系统、电力银行联网系统、电力网上营业厅系统等。通过使用身份认证技术不仅使得企业的安全认证得到有效保障，而且极大的提升了企业的管理效率。

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一般USBKEY都提供了相关的函数供调用，一般通过dll函数库，或者ActiveX控件的方式提供
按照《如何在平台上导入第三方控件》，在平台上就可以调用USBKEY做认证了

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一般USBKEY为了节省空间，通常函数中会传递指针，根据某个flag参数来确定这个指针是指向一个整数，还是一个字符串或者是一个结构体。
在平台上不支持指针，因此，通常这样的情况，需要在Delphi中包装成多个函数在平台上调用，不能直接把这样的函数在平台上使用。

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例如：SafeNet iKey 1000中，UserPin是通过LongInt表示的，而So Pin是通过字符串表示的
iKey_ChangeCode函数中有一个flag参数，修改User Pin，则某个参数传递的是LongInt的指针，如果是SoPin，则传递的是字符串的指针。
这时候就要包装成两个函数
iKey_ChangeUserPin
iKey_ChangeSoPin
在这两个函数的实现部分调用USBKEY驱动提供的iKey_ChangeCode函数，在平台上调用这两个函数来，不能直接调用iKey_ChangeCode函数了

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一般，USB Key可以创建目录和文件，创建文件可以设置文件的密级
文件密级有三个：管理员 用户 普通
管理员有密码，用户有密码，普通就是不需要任何密码

通常跟平台绑定登陆时候，可以在USB Key中创建一个文件，保存用户ID，设置这个文件为用户密级，只要访问这个文件，就会提示输入USB Key的用户密码
在登陆平台时候，读取这个文件，如果不存在就不允许进入平台。读取这个文件，就会验证USB Key的用户密码，只有这个Key的合法用户才可以用这个Key登陆了

做登陆时候，一般修改 系统空间\系统运行库\系统初始化 的TINIT.InternalLogon 方法

static function TINIT.InternalLogon(AParam: String): Boolean;
const
  MaxLogonFailCount = 3;
  LogonErrorMsg01 = '登录失败';
  LogonErrorMsg02 = '用户不存在或者密码错误，请注意大小写，密码是区分大小写的。';
  LogonErrorMsg03 = '对不起，您已经 %d 次登录失败，将退出系统。';
var
  I: Integer;
  lAccept: Boolean;
  sUser, sPass, lAccountID, lUserID, lMessage: String;
  lPerson: Org.TPerson;
  lLogonPerson: Org.TPersonMember;
begin
  if not FInternalDisableAutoLogon then
  begin
    if UseAD and LoginUseAD then
    begin
      Result := True;
      Exit;
    end;

    //这个LoginUseUSBKey可以模仿LoginUseAD方法
  if LoginUseUSBKey then
    begin
     Result := True;
    Exit;
    end;


    if AParam <> '' then
    begin
。。。

static function TINIT.LoginUseUSBKey: Boolean;
var
  s: String;
  person: Org.TPerson;
begin
  s := 读取USBKey，获得人员ID;
  if s = '' then
    Exit;

  person := Org.OrgSys.OrgSystem.FindPerson(s);

  if person = nil then
    Exit;

  Result := TSystemCore.Logon(person.ID, person.Password);
end;

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因此，一般USB Key提供的函数很多，但是不需要全部导入平台使用
只要把以下函数导入使用就可以了
1  设备准备相关函数，比如打开设备、关闭设备
2  文件访问相关函数，比如创建文件、写文件、打开文件、读文件
3  密码相关函数，比如修改密码、验证密码、管理员重置密码等

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增加一个CA服务器颁发证书，把证书文件写到USBKey上
登陆时候，从USBKey中取出证书文件，用私人密钥加密一个字符串，传递给CA服务器，证书服务器解密后得到这是哪个客户，返回这个客户的ID，客户端用这个ID登陆平台