2. EMV交易基础：标准、流程与协议

聊EMV侧信道攻击之前，咱们得先把地基打牢。EMV标准到底是什么？卡片和终端怎么“对话”的？这些搞不清楚，后面分析攻击面就像盲人摸象。

我个人习惯把EMV看作一套“游戏规则”。它规定了芯片卡怎么跟POS机、ATM机打交道。说白了，就是让不同厂商的卡和设备能互相听懂对方在说什么。

2.1 EMV标准简介

EMV是Europay、MasterCard、Visa三家公司的首字母缩写。现在由EMVCo组织维护。我当年刚接触这个标准时，第一反应是——这玩意儿也太厚了吧？

但核心其实就几点：

• 芯片卡取代磁条卡：磁条卡太容易被复制了。芯片卡内置微处理器，能算能存，安全性高一个量级。
• 动态认证：每次交易生成不同的认证数据。不像磁条卡，刷一次就把所有信息暴露了。
• 脱机/联机双模式：没网络也能交易，有网络就走更严格的验证。

2.2 交易流程：脱机 vs 联机

交易流程分两种模式。我刚开始做项目时，总以为联机模式更安全。后来踩过坑才发现，脱机模式才是侧信道攻击的“重灾区”。

2.2.1 脱机交易流程

脱机交易，就是卡片和终端自己“商量”着来，不找后台验证。流程大致如下：

1. 应用选择：终端问卡片“你支持哪些应用？”卡片回答“我支持Visa、MasterCard...”
2. 初始化应用处理：终端发GET PROCESSING OPTIONS命令，卡片返回交易所需的数据。
3. 读应用数据：终端读取卡片上的静态数据（卡号、有效期等）。
4. 脱机数据认证：这是关键步骤。卡片证明自己是真卡，不是伪造的。常见方式有SDA、DDA、CDA。
5. 处理限制：检查卡片是否过期、是否超出使用限额等。
6. 持卡人验证：输PIN或者签名。这里有个坑——脱机PIN验证时，PIN是在卡片内部比的，终端只负责传数据。
7. 终端风险管理：终端自己判断这笔交易风险高不高。
8. 交易行为分析：终端决定“这笔交易我批准了”还是“不行，得上报后台”。
9. 卡片行为分析：卡片也做决定，返回“批准”或“拒绝”。
10. 证书生成：如果交易批准，卡片生成一个应用认证密文（AC）。

2.2.2 联机交易流程

联机交易就简单多了。终端把交易数据发给后台，后台验证通过就放行。流程：

1. 前面1-7步跟脱机一样。
2. 第8步，终端决定“必须联机”。
3. 终端把交易数据打包，发给发卡行后台。
4. 后台验证卡片、账户、PIN（如果是联机PIN）。
5. 后台返回授权结果。
6. 卡片生成联机AC。

联机模式的好处是后台能实时风控。坏处是——没网就完蛋。所以脱机模式在偏远地区、地铁闸机这些场景还是必须的。

2.3 卡片与终端的交互协议

卡片和终端怎么通信？靠APDU命令。APDU全称是Application Protocol Data Unit。结构很简单：

// 命令APDU结构
CLA INS P1 P2 Lc Data Le

// 响应APDU结构
Data SW1 SW2

举个例子，终端发“读记录”命令：

CLA = 0x00  // 命令类别
INS = 0xB2  // READ RECORD
P1  = 0x01  // 记录号
P2  = 0x0C  // 参考控制参数
Lc  = 0x00  // 无命令数据
Le  = 0x00  // 期望响应长度

卡片返回：

Data = [卡号、有效期等]
SW1  = 0x90
SW2  = 0x00  // 处理成功

你想想看，整个交易过程就是几十条这样的APDU命令来回传递。每条命令都可能成为侧信道攻击的切入点。

2.4 核心交互流程SVG

下面这张图是我自己画的，把卡片和终端的交互逻辑串起来了。你看一眼就能明白整个流程：

2.5 关键知识点总结

概念	说明	安全关注点
EMV标准	芯片卡交易规范，由EMVCo维护	标准本身有安全设计，但实现可能有漏洞
脱机交易	卡片和终端本地完成验证，不联后台	侧信道攻击的主要目标，因为本地计算可观测
联机交易	终端将数据发往后台验证	网络层面的攻击面，但侧信道机会较少
APDU协议	卡片与终端的通信协议	每条命令都可能泄露侧信道信息
脱机数据认证	卡片证明自己是真卡	认证过程中的密码运算最容易泄露密钥

好了，EMV交易基础就聊到这儿。记住这张交互图，后面讲侧信道攻击时，我们会反复回到这个流程里找漏洞点。

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