基于智能卡的CSP设计

基于智能卡的CSP设计可以基于软件实现、硬件实现和软硬件结合。基于软件实现的CSP安全性不高；基于硬件实现的CSP安全性高，但成本昂贵；基于软硬件组合的CSP成本低，安全性好。该实现方法的密钥在智能卡中生成，其私钥无法导出。私钥的解密和签名操作也在卡中进行，对称加密和哈希值的操作由软件完成。本设计采用软件模式实现HASH算法和对称加密算法，智能卡建立文件系统后，RSA密钥对和随机数由智能卡内部生成和使用。

CryptoAPI包括25个基本函数，如初始函数、密钥生成函数、加解密函数、数字签名验证函数、密钥操作函数和散列函数。应用程序通过这25个函数调用CSP模块，完成连接上下文、生成密钥、导入导出密钥、生成哈希值、加密解密、签名验证、销毁密钥和释放上下文等操作。CPAcquireContext是CryptoAPI25个基本函数中最重要的函数。智能卡的连接和初始化可以在此接口中完成。通过调用此接口，可以在指定的密钥容器中获得密钥句柄，从而使用CPReleaseContext释放完成后的加密解密和签名验证工作。在基于智能卡的CSP实现中，需要使用句柄来标记和访问密钥容器和密钥。CSP的上下文对象句柄类型为HCRYPTPROV，密钥对象句柄类型为HCRYPTKEY，哈希对象句柄类型为HCRYPTHASH。在本设计中，CSP的上下文对象句柄指向自定义结构体PROV_CONTAINER，它包含密钥容器名称、密钥句柄、设备句柄等信息；密钥对象句柄指向自定义结构KEY_INFO，它包含密钥操作的相关信息；哈希对象句柄指向自定义结构HASH_INFO，它包含哈希操作的相关信息。

基于智能卡的CSP设计主要包括上下文的连接部分、密钥对的生成部分、加密解密和签名验证部分。上下文的连接部分主要实现连接智能卡和建立智能卡的文件系统；密钥对的生成部分主要实现智能卡内的RSA密钥对；加密解密和签名验证部分主要实现加密解密和计算哈希值后的签名验证。选择RSA作为签名和交换算法，MD5和SHA1作为HASH算法，DES和3-DES作为对称加密算法。根据智能卡CSP软件设计的实际需要，必须根据智能卡的通信机制和安全系统，建立文件系统，生成RSA密钥对、公钥加密、私钥解密、签名验证、随机数等基本命令，完成基于智能卡的CSP设计。