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HSM Dinamo
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Operações para Transferência Eletrônica de Fundos.
As APIs do módulo EFT (Eletronic Funds Transfer) são destinadas às operações de autenticação e verificação de identidade de usuários em transações com cartões Visa e Mastercard.
A identidade do usuário de cartão normalmente pode ser verificada de duas formas:
Os padrões adotados estão em conformidade com o Manual de Padrões de Tecnologia de Pagamentos da Visa (Payment Technology Standards Manual, October 2007).
De forma genérica, o processo de transferência de fundos com cartão, segue o fluxo da figura abaixo. Há vários atores envolvidos no processo. O portador do cartão (card holder) o apresenta ao lojista (Retailer/Merchant), a autenticidade do portador pode ser verificada através de um PIN, que o portador digita na estação do lojista (por exemplo um terminal tipo POS, Point of Sale). A partir daí o PIN é cifrado (é gerado um PIN Block) e os dados da transação são enviados para um prestador de serviços de pagamento eletrônicos, contratado pelo lojista (Acquirer), que por sua envia os dados para o esquema de cartão correspondente, conforme o brand do cartão usado pelo portador, e daí é enviado para o emissor do cartão, que tem os dados de identificação, crédito e outros a respeito do portador e mantém contrato com este para uso do serviço. Após analisar os dados da transação, quanto á cadastro, crédito e autenticação, entre outros, o emissor pode autorizar ou recusar a transação, e esta mensagem de resposta percorre o fluxo no sentido inverso.
Do ponto de vista das chaves de criptografia usadas no processo, o processo é mostrado na figura abaixo. Cada ator mantém suas próprias chaves, e sempre que uma mensagem criptografada precisa ir de um ator para outro, a criptografia deve ser traduzida, ou seja, deve ser usada a chave correspondente do ator que deverá fazer a decriptografia da mensagem.
Variações ou simplificações do esquema acima podem ser usados, por exemplo quando a mesma entidade tem mais de um papel, ou há uma comunicação direta do prestador (acquirer) com o emissor (issuer), como pode acontecer em certas transações de débito em conta.
Sobre o suporte ao algoritmos do protocolo 3-D Secure:
O HSM Dinamo implementa os algoritmos criptográficos que suportam o protocolo 3-D Secure, desenvolvido pela Visa. Os serviços Verified by Visa da Visa e Secure Code da Mastercard são oferecidos pelas bandeiras baseados neste protocolo. O HSM implementa os algoritmos criptográficos de verificação de cartão que dão suporte ao protocolo e aos serviços, permitindo ao usuário do HSM fazer a geração e a verificação dos códigos, CVC2 (Card Verification Code 2) e HMAC SHA1 no caso da Mastercard (Secure Payment Application Algorithm) e CAVV (Cardholder Authentication Verification Value, CVV2 com método ATN) no caso da Visa.
O HSM possui suporte aos mecanismos de autenticação CAP (Visa) e DPA (Mastercard).
O HSM fornece suporte ao ATM Remote Key Loading/Transport através de funcionalidades criptográficas baseadas em funções RSA e X.509.
A implementação do HSM está de acordo com os padrões definidos na documentação listada abaixo:
EMVCo
Visa
Mastercard
Elo
JCB
Outros
Há três formas de geração e verificação de CVV (Card Verification Value) no HSM:
A chave usada para os cálculos de geração e verificação de CVV é denominada CVK (Card Verification Key). Esta chave é interna ao HSM, a aplicação precisa apenas informar seu nome de chave (id). Fisicamente é uma chave 3DES de 112 bits, o que corresponde à duas chaves de DES de 56 bits.
A Figura abaixo ilustra os esquema para geração e verificação de CVV, iCVV e CVV2.
O HSM trabalha com geração de PIN (Personal Identification Number) por mecanismo de derivação, a partir de uma chave interna, denominada PGK (PIN Generation Key). Esta forma de geração tem várias vantagens, principalmente em relação ao método de geração de PIN com valores aleatórios, pois dispensa o uso de um banco de dados para validação (com provável exposição de dados sigilosos) e ainda mantém tanto o processo de geração quanto de validação, mais seguros, já que são realizados internamente ao HSM.
O padrão utilizado na geração de PIN pelo HSM é o IBM 3624, com o emprego de offsets para permitir a troca de PIN pelo usuário ou pelo emissor do cartão. Para mitigar ataques de decimalização e verificação, o HSM emprega uma tabela de conversão interna, não exposta para a aplicação. Como fator de segurança adicional é empregado uma chave 3DES de 168 bits, ao invés de uma 3DES de 112 bits; não há interferência na operação do algoritmo, já que as chaves DES e 3DES utilizam blocos de entrada e saída do mesmo tamanho.
Estão definidos três modos de geração de PIN por derivação:
Não há tratamento para regras de negócio dos PIN gerados dentro do HSM, tal função deve ser exercida pela aplicação chamadora.
Os algoritmos para geração usando o padrão IBM 3624 são mostrados nos diagramas abaixo.
Para permitir que o usuário (cardholder) selecione o próprio PIN, um PIN offset é usado no método IBM 3624, com isso duas novas entradas são necessárias, o PIN definido pelo usuário e um check de tamanho de 4 bits. A operação com offset é realizada após os passos do algoritmo IBM 3624, mostrado acima. Com isso o processo interno do HSM consegue realizar a validação do PIN, mesmo que o usuário defina um PIN diferente daquele gerado inicialmente pelo HSM.
As operações de tradução de PIN Block (PIN Block Translate) funcionam com duas chaves, uma de origem e uma de destino; há uma fase intermediária para compatibilizar o formato de entrada ao formato de saída, caso seja possível. Há certos formatos de blocos que não são interoperáveis, ou por ausência de dados para a conversão ou por restrição da norma.
O modo de tradução default do HSM implica na tradução do bloco de entrada para o formato ISO PIN Block Format 0. No modo de tradução automático, a conversão é realizada de forma opaca, convertendo do bloco com a chave de origem para o bloco com a chave de destino, sem análise do formato ou conteúdo do bloco.
Na verificação de um PIN Block ocorrem duas operações com chaves, primeiro o PIN Block é decifrado com a chave PTK (PIN Transport Key), do bloco do PIN decifrado, é extraído o PIN, e a partir daí é realizada a verificação de PIN usando a PGK (PIN Generation Key, a mesma chave utilizada para a geração original do PIN). Esta verificação pode ser feita com ou sem o uso de um offset; este PIN offset não faz parte do PIN Block e não é criptografado pela PTK. O formato de PIN Block esperado é o ISO PIN Block Format 0 (equivalente ao ANSI PIN Block Format 0 e ao VISA PIN Block Format 1).
DUKPT (Derived Unique Key Per Transaction) é uma forma de utilizar chaves únicas por transação, derivadas a partir de uma chave fixa, sendo este processo definido na ANSI X9.24 part 1.
A KSN (Key Serial Number) é o identificador de uma chave de transação, sendo dividida em partes como: KSI (Key Set ID), TRSM (Tamper Resistant Security Module), identificador do POS (Point of Sale) também conhecido como DID (Device ID) e o CTR (Transaction Counter).
O HSM utiliza as partes da KSN separadas em KSI e DID + CTR cada uma contendo 5 bytes.
Os passos do processo de utilização de DUKPT são, em cada ponta da comunicação:
No POS:
No HSM:
É um processo de wrapping/_unwrapping_ com proteção de confidencialidade e integridade para chaves e dados associados, definido no documento ASC X9 TR 31-2018.
KBPK (Key Block Protection Key) é a chave de derivação utilizada para derivar as chaves de encriptação e autenticação. Esta chave é utilizada apenas para derivação. Também conhecida como KWK (Key Wrapping Key). Armazenada no HSM.
KBEK (Key Block Encryption Key) é a chave derivada da KBPK e usada apenas para a encriptação do key klock. Gerada a cada operação de wrap/unwrap, não é armazenada de forma persistente no HSM.
KBAK (Key Block Authentication Key) é a chave derivada da KBPK e usada apenas para o cálculo do MAC do key klock. Gerada a cada operação de wrap/unwrap, não é armazenada de forma persistente no HSM.
KDID (Key Derivation Input Data) são os dados utilizados para a derivação das chaves KBEK e KBAK. Contém dados como: counter, key usage indicator, algorithm indicator e tamanho. Varia de acordo com o método de derivação utilizado, chave que será derivada e demais parâmetros.
A derivação das chaves KBEK e KBAK utiliza o CMAC tendo como entrada o Key Derivation Input Data (específico de cada chave derivada) e a chave KBPK.
Key block contém os dados da chave exportada. Este bloco é divido em 3 partes:
Estruturas de Dados | |
class | DinamoClient.PinComponents |
Classe que encapsula os componentes da geração de PIN. Mais... | |
Enumerações | |
enum | GenPINOperation : UInt32 { DEFAULT_PIN = DinamoApi.GP_DEFAULT_PIN , USER_DEF_PIN = DinamoApi.GP_USER_DEF_PIN , RANDOM_PIN = DinamoApi.GP_RANDOM_PIN } |
Opções de operação de PIN. Mais... | |
Funções | |
string | GenBDKName (byte[] pbKSI) |
Gera o nome da BDK a partir de uma KSI (Key Serial Identification). | |
string | GenBDKName (byte[] pbKSI, uint dwParam) |
Gera o nome da BDK a partir de uma KSI (Key Serial Identification). | |
string | GenDUKPT (byte[] pbKSI, byte[] pbDID_CTR, uint dwParam) |
Gera uma chave DUKPT dentro do HSM utilizando uma KSI (Key Serial Identification), um DID (Device ID) e um CTR (Transaction Counter) de uma mesma KSN (Key Serial Number). | |
string | GenCVV (string keyId, string pan, string expirationDate, string serviceCode) |
Gera um CVV (Card Verification Value), CVV2 ou iCVV utilizando uma chave dentro do HSM. Esta API também pode ser usada para a geração dos códigos de verificação de cartão que suportam o protocolo 3-D Secure.No caso da Visa o serviço que implementa o protocolo é o Verified by Visa, e o HSM suporta o padrão CAVV (Cardholder Authentication Verification Value, que é o CVV2 com método ATN). No caso da Mastercard o protocolo 3-D Secure é implementado no serviço SecureCode, o HSM suporta os padrões CVC2(Card Verification Code 2) e HMAC SHA1. | |
bool | VerifyCVV (string keyId, string pan, string expirationDate, string serviceCode, string cvv) |
Verifica um CVV (Card Verification Value), , CVV2 ou iCVV utilizando uma chave dentro do HSM. A API também pode ser usada para a verificação dos códigos de verificação de cartão que suportam o protocolo 3-D Secure. Veja mais detalhes na API GenCVV(). | |
PinComponents | GenPIN (string pgk, string pan, GenPINOperation operation, int pinLen, string inPin) |
Faz operações de geração de PIN a partir dos dados de PAN (Personal Account Number) e nome de chave (PGK) informadas, com ou sem uso de offset. | |
bool | VerifyPINBlock (string ptk, string pgk, string pan, string offset, byte[] pinblock) |
Verifica a validade de um PIN em um PIN Block. Primeiro o PIN é extraído do PIN Block com a chave PTK, e depois é feita sua verificação com a chave PGK, a mesma que foi usada para geração do PIN, com a função GenPIN(). | |
byte[] | ExportTR31 (string kbpk, string key, EftExportUsage usage, EftExportMode mode, EftExportExpType exp) |
Exporta uma chave no formato TR-31 de acordo com o padrão ASC X9 TR 31-2018. | |
void | ImportTR31 (string kbpk, string key, bool isExportable, bool isTemporary, byte[] keyBlock) |
Importa uma chave no formato TR-31 de acordo com o padrão ASC X9 TR 31-2018. | |
enum GenPINOperation : UInt32 |
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inline |
Gera o nome da BDK a partir de uma KSI (Key Serial Identification).
pbKSI | Buffer de tamanho MIN_KSI_LEN contendo o KSI. |
DinamoException | Lança exceção em caso de erro. |
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inline |
Gera o nome da BDK a partir de uma KSI (Key Serial Identification).
pbKSI | Buffer de tamanho MIN_KSI_LEN contendo o KSI. |
dwParam | Reservado para uso futuro. |
DinamoException | Lança exceção em caso de erro. |
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inline |
Gera uma chave DUKPT dentro do HSM utilizando uma KSI (Key Serial Identification), um DID (Device ID) e um CTR (Transaction Counter) de uma mesma KSN (Key Serial Number).
pbKSI | Buffer de tamanho MIN_KSI_LEN contendo o KSI. |
pbDID_CTR | Buffer de tamanho MIN_CTR_LEN contendo o DID e CTR (últimos 05 bytes do KSN). |
dwParam | Flags de operação de acordo com a tabela abaixo. NEW_DUKPT_MODE_DUK : Gera uma chave DUK (Derived Unique Key) padrão de acordo com o manual ISO X9.24-1-2004. NEW_DUKPT_MODE_PEK : Gera uma chave PEK (PIN Encryption Key) de acordo com o manual ISO X9.24-1-2004 A aplicando o XOR da máscara 0000 0000 0000 FF00 nas partes da chave. NEW_DUKPT_MODE_MEK : Gera uma chave MEK (MAC Encryption Key) de acordo com o manual ISO X9.24-1-2004 A aplicando o XOR da máscara 0000 0000 0000 00FF nas partes da chave. NEW_DUKPT_MODE_DE : Diversifica a chave gerada no formato Data Encryption. Aplica um XOR da máscara 0000 0000 00FF 0000 0000 0000 00FF 0000 sobre a chave DUKPT gerada, encripta a chave esquerda da DUKPT utilizando a DUKPT gerada e repete a encriptação com a chave direita. Após esta operação junta as partes esquerda e direita encriptadas para formar a Data Encryption Key. Como descrito em IDTECH USER MANUAL SecureMag Encrypted MagStripe Reader (80096504-001 RevL 06/19/14). Deve ser utilizada combinada (via operação OR) com uma das flags: NEW_DUKPT_MODE_DUK, NEW_DUKPT_MODE_PEK ou NEW_DUKPT_MODE_MEK NEW_DUKPT_MODE_EXP : Gera uma chave DUKPT exportável. Esta é uma flag de atributo e deve ser utilizada combinada com outras flags. Utilizar apenas se especificamente necessário. NEW_DUKPT_MODE_TMP : Gera uma chave DUKPT temporária. Esta é uma flag de atributo e deve ser utilizada combinada com outras flags. NEW_DUKPT_MODE_IPEK : Gera uma chave IPEK (Initially Loaded PIN Entry Device Key) de acordo com o manual ISO X9.24-1-2004 A-6. |
DinamoException | Lança exceção em caso de erro. |
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inline |
Gera um CVV (Card Verification Value), CVV2 ou iCVV utilizando uma chave dentro do HSM. Esta API também pode ser usada para a geração dos códigos de verificação de cartão que suportam o protocolo 3-D Secure.No caso da Visa o serviço que implementa o protocolo é o Verified by Visa, e o HSM suporta o padrão CAVV (Cardholder Authentication Verification Value, que é o CVV2 com método ATN). No caso da Mastercard o protocolo 3-D Secure é implementado no serviço SecureCode, o HSM suporta os padrões CVC2(Card Verification Code 2) e HMAC SHA1.
keyId | Identificador da chave dentro do HSM. Este identificador não deve conter espaços ou caracteres especiais. Caracteres maiúsculos e minúsculos são diferenciados (case-sensitive). Esta chave é a CVK (Card Verification Key), uma chave 3DES de 112 bits, e deve ser a mesma que será usada para a verificação do CVV. Esta chave pode ser gerada internamente no HSM ou importada manualmente. Normalmente esta chave também é usada na Visa, enviada cifrada pela ZCMK (Zone Contro Master Key). Conforme determinado no manual da Visa, a chave 3DES 112 usada como CVK deve ser diferente da chave usada para geração e verificação de PIN e não deve ser usada para outras aplicações do emissor, com exceção do CVV2 e iCVV. |
pan | PAN (Primary Account Number). Tamanho de de 12 a 19 caracteres. Para o cálculo de CVV, CVV2 e iCVV, conforme o padrão da Visa, no documento Payment Technology Standards Manual, de 2007, é independente do tamanho do PAN. Para o cálculo de CVC2, conforme o documento da Mastercard SPA Algorithm for the MasterCard Implementation of 3-D Secure – v1.04, o tamanho do PAN deve ser exatamente de 16 dígitos; quando for menor precisa se completado à esquerda com zeros, e quando for maior devem ser usados apenas os 16 dígitos mais à direita. |
expirationDate | Data de expiração. Tamanho de 4 dígitos. Na geração de CVV e iCVV o formato deve ser YYMM. Na geração de CVV2 o formato deve ser MMYY. No cáculo de CVC2 este campo deve ser uma string terminada em zero com os 4 dígitos menos significativos do Transaction Sequence Number, contido no AVV (Accountholder Authentication Value) convertido no BCD decimal equivalente. Qualquer valor menor que 4 dígitos deve ser completado à esquerda com zeros até inteirar os 4 dígitos. Para mais detalhes consulte o documento da Mastercard SPA Algorithm for the MasterCard Implementation of 3-D Secure – v1.04. No cáculo de CAVV (CVV2 com o Método ATN), este campo deve ser uma string terminada em zero com os 4 dígitos menos significativos do ATN (Authentication Tracking Number). Para mais detalhes consulte o documento da Visa 3-D Secure Functional Requirements Access Control Server v. 1.0.2. |
serviceCode | Service Code. Tamanho de 3 dígitos. Para a geração de iCVV (Alternate Card Verification Value), o Service Code deve ser 999. Para a geração de CVV 2, o Service Code deve ser 000. Para a geração de CVV tradicional, o Service Code normalmente é 101. |
DinamoException | Lança exceção em caso de erro. |
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inline |
Verifica um CVV (Card Verification Value), , CVV2 ou iCVV utilizando uma chave dentro do HSM. A API também pode ser usada para a verificação dos códigos de verificação de cartão que suportam o protocolo 3-D Secure. Veja mais detalhes na API GenCVV().
keyId | Identificador da chave dentro do HSM. Este identificador não deve conter espaços ou caracteres especiais. Caracteres maiúsculos e minúsculos são diferenciados (case-sensitive). Esta chave é a CVK (Card Verification Key), uma chave 3DES de 112 bits, e deve ser a mesma que foi usada na geração do CVV. |
pan | PAN (Primary Account Number). Tamanho de de 12 a 19 caracteres. Veja mais detalhes sobre este campo na API GenCVV(). |
expirationDate | Data de expiração. Tamanho de 4 dígitos. Na verificação de CVV e iCVV o formato deve ser YYMM. Na verificação de CVV 2 o formato deve ser MMYY. Para informações sobre o suporte aos algoritmos do protocolo 3-D Secure veja mais detalhes sobre este campo na API GenCVV(). |
serviceCode | Service Code. Tamanho de 3 dígitos. Para a verificação de iCVV (Alternate Card Verification Value), o Service Code deve ser 999. Para a verificação de CVV 2, o Service Code deve ser 000 |
cvv | CVV a ser validado. Tamanho de 3 dígitos. O valor informado pode também ser um CVV2 ou iCVV, conforme os valores informados de Service Code. |
DinamoException | Lança exceção em caso de erro. |
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inline |
Faz operações de geração de PIN a partir dos dados de PAN (Personal Account Number) e nome de chave (PGK) informadas, com ou sem uso de offset.
pgk | Identificador da chave PGK (PIN Generation Key), dentro do HSM. | ||||||||
pan | PAN (Primary Account Number). | ||||||||
operation | Tipo da geração do PIN. Segundo a tabela abaixo.
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pinLen | Tamanho de PIN a ser utilizado/gerado na operação. Deve ter tamanho entre DinamoApi.MIN_EFT_PIN_LEN e DinamoApi.MAX_EFT_PIN_LEN. |
inPin | PIN de entrada. Deve ter tamanho entre DinamoApi.MIN_EFT_PIN_LEN e DinamoApi.MAX_EFT_PIN_LEN. |
DinamoException | Lança exceção em caso de erro. |
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inline |
Verifica a validade de um PIN em um PIN Block. Primeiro o PIN é extraído do PIN Block com a chave PTK, e depois é feita sua verificação com a chave PGK, a mesma que foi usada para geração do PIN, com a função GenPIN().
ptk | Identificador da chave de decriptação do “PIN Block” dentro do HSM. PIN Transport Key (PTK). |
pgk | Identificador da chave a ser utilizada na verificação do PIN dentro do HSM. PIN Generation Key (PGK). |
pan | PAN (Primary Account Number). |
offset | Offset do PIN. Deve ter tamanho entre DinamoApi.MIN_EFT_PIN_LEN e DinamoApi.MAX_EFT_PIN_LEN. |
pinblock | Buffer contendo o Pin Block de entrada que será verificado. O formato de PIN Block esperado é ISO PIN Block Format 0 (equivalente ao ANSI PIN Block Format 0 e ao VISA PIN Block Format 1). O buffer deve ter o tamanho de um PIN Block, DinamoApi.DES_BLOCK (8 bytes). |
DinamoException | Lança exceção em caso de erro. |
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inline |
Exporta uma chave no formato TR-31 de acordo com o padrão ASC X9 TR 31-2018.
kbpk | Nome da chave KBPK (Key Block Protection Key) utilizada para derivar as chaves de encriptação e autenticação. |
key | Nome da chave que será exportada do HSM. |
usage | Identificador de uso de chave, como descrito no ASC X9 TR 31-2018 Seção A.5.1 tabela 6. |
mode | Identificador do modo de uso da chave, como descrito no ASC X9 TR 31-2018 Seção A.5.3 tabela 8. |
exp | Identificador de exportabilidade da chave, como descrito no ASC X9 TR 31-2018 Seção A.5.5 tabela 10. |
DinamoException | Lança exceção em caso de erro. |
Algoritmo da KBPK | Método de exportação |
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3DES | 5.3.2.1 Key Derivation Binding Method - TDEA |
AES | 5.3.2.3 Key Block Binding Method – AES |
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inline |
Importa uma chave no formato TR-31 de acordo com o padrão ASC X9 TR 31-2018.
kbpk | Nome da chave KBPK (Key Block Protection Key) utilizada para derivar as chaves de encriptação e autenticação. |
key | Nome da chave que será importada no HSM. |
isExportable | Define se a chave importada será exportável. |
isTemporary | Define se a chave importada será temporária. |
keyBlock | Key block no formato TR-31. |
DinamoException | Lança exceção em caso de erro. |
Algoritmo da KBPK | Método de exportação |
---|---|
3DES | 5.3.2.1 Key Derivation Binding Method - TDEA |
AES | 5.3.2.3 Key Block Binding Method – AES |