Turvalised SQR-koodid (Secure QR): määratlus, krüpteerimine ja rakendused

Turvalised kiirreageerimiskoodid ehk SQR-koodid on QR-koodidel põhinevad turvalised, suure andmetihedusega kahemõõtmelised vöötkoodid, mille peamine erinevus tavapärasest QR-koodist on see, et SQR sisaldab krüpteeritud andme‐ või autentimislaengut, mida ei ole võimalik lugeda ilma sobiva võtme või dekrüpteerimissaladuseta.

Määratlus ja põhifunktsioonid

SQR-kood kannab tavapärasest QR-koodist eristatavat, krüpteeritud bitijada. Selle eesmärk on tagada, et koodi pildistamisel või skaneerimisel ei ilmuks loetavat tavateksti ilma volitatud võtmeta. SQR võimaldab kombineerida:

• andmete krüpteerimist (konfidentsiaalsus),
• andmete allkirjastamist (autentsus ja terviklikkus),
• ühekordselt kasutatavaid või ajaliselt piiratud paroole (replay-kaitse).

Krüpteerimine ja turvalisus

SQR-koodide turvalisus põhineb tavaliselt tuntud krüptograafilistel meetoditel, nagu sümmeetriline (näiteks AES) või asümmeetriline (näiteks RSA / ECC) krüpteerimine ning digitaalallkirjad. Olulised aspektid:

• Võtme haldus: turvaline võtmete hoidmine ja vahetus on SQR-i turvalisuse nurgakivi — ilma nõrga võtmehalduseta võib kogu süsteem muutuda haavatavaks.
• Ühekordne kasutus ja aegumine: lühiajalised või ühekordsed SQR-koodid vähendavad taas-kasutuse ja pealtkuulamise riski.
• Allkirjastamine: krüpteeritud laengu allkirjastamine lubab skänneril kontrollida sisu autentsust, ilma et sisu peaks olema avalik.
• Skannija usaldusväärsus: turvaline dekodeerimine eeldab, et loetakse usaldatud tarkvara või riistvara abil — ebaturvaline rakendus võib võtmeid varastada või vale sisu esitada.

Tehniline toimimispõhimõte

SQR kasutab tavaliselt standardset QR-koodi sümboloogia kuju ja vigastus-korrektsiooni mehhanisme, kuid säilitab krüpteeritud bitijada. Praktikas tähendab see järgmist:

• algandmed ja metaandmed (nt ID, aegumisaeg, nonce) kombineeritakse ja krüpteeritakse;
• krüpteeritud baitid kodeeritakse QR-koodi bitiväljale ja salvestatakse vigastuskorrektsiooniga;
• lugemisel dekrüpteerib usaldatud tarkvara bitid ning kontrollib allkirja ja aegumist;
• vajadusel edastatakse dekrüpteeritud sisu edasi makse- või autentimisserverisse kinnituseks.

Kirjeldatud rakenduses võib krüpteerimisel kasutada seadetelt leitavaid unikaalseid identifikaatoreid — näiteks microSD-kaardi CID või mobiiltelefoni riistvarapõhist identifikaatorit — et lisada seadme‑spetsiifiline turvakomponent. Kui microSD puudub, võib kasutada ka näiteks telefoni tootja või mudeli spetsiifilisi tunnuseid, nagu Apple iPhone'is olevad identifikaatorid.

Rakendused ja näited

SQR-koodidel on mitmeid praktilisi kasutusvõimalusi, eriti kohtades, kus on vaja mobiiliseadme abil turvalist, masinloetavat autentimist või makset. Näited:

• turvalised mobiilimaksed ja POS-makseautentimine — kauba ostmisel skannitakse SQR ja tuvastatakse tehing;
• ühekordsed sisselogimiskoodid või teisene kahefaasilise autentimise (2FA) element;
• pileti- ja juurdepääsusüsteemid — ajaliselt piiratud, ühekordsed sisenemisõigused;
• digitaalne allkirjastamine ja dokumendikinnitus;
• kaupade või sertifikaatide autentimine ja võltsimise vastane kaitse;
• meditsiiniline retsept või identiteedi kinnitamine, kus andmed peavad olema kaitstud.

Kuna SQR-koode saab lugeda sadades miljonites telefonides ilma täiendava riistvara lisamiseta, võivad need toimida sarnaselt lähiväljaside käepidemetele turvaliste mobiilimaksete tegemiseks. Tüüpiline rakendus on krüpteerida ja kasutada füüsilist masinloetavat eellast, näiteks mobiiltelefonis sisalduva Secure Digital microSD-kaardi ainult lugemiseks mõeldud mällu (ROM) kirjutatud kaarditunnust (CID) või isegi rahvusvahelist mobiiltelefoni tunnuskoodi, kui microSD-kaarti ei ole, nagu näiteks Apple iPhone'is. SQR-koode saab jaemüügikeskkonnas müügikohas turvaliselt lugeda, kasutades 2D-viivakoodiskännerit või isegi odavat veebikaamerat.

Eelised

• Suurem konfidentsiaalsus: andmed ei ole kohe loetavad ilma võtmeta.
• Laialdane ühilduvus: füüsiline QR-kuju võimaldab skannimist tavapäraste seadmetega.
• Paindlikkus: saab kombineerida erinevaid krüpto- ja autentimismeetodeid (ühekordsed koodid, digiallkirjad, seade-siduvad tunnused).
• Madal riistvaranõue: ei vaja täiendavaid NFC- või turvaettevõtte seadmeid.

Piirangud ja riskid

• Võtmehaldus on kriitiline: kui võtmed kompromiteeritakse, kaotab süsteem kasulikkuse.
• Skänneri ja tarkvara usaldus: ebaturvaline või kompromiteeritud lugemistarkvara võib andmeid lekkida või valetada tulemusi.
• Võltsimine ja manipulatsioon: paberile või ekraanile trükitud SQR võib proovida pealtvaatajalt varastada (nt pildistamine) — ühekordsed ja ajaliselt piiratud koodid aitavad seda riski maandada.
• Operatiivsed piirangud: väga pika krüpteeritud laengu mahutamiseks võib vaja minna suuremat QR-versiooni või mitut koodi.

Parimad tavad juurutamisel

• Kasutada tuntud ja läbivaadatud krüptograafilisi algoritme (nt AES, ECC) ning järgida parimaid võtmehalduse põhimõtteid.
• Kõige olulisemate tegevuste jaoks lisada digitaalallkirjad — see võimaldab eristada autentseid SQR-e võltsingutest.
• Piirata koodi kehtivusaega ja toetada ühekordset kasutust, et vähendada pealtkuulamise riske.
• Tagada skännerite ja tarkvara turvalisuse auditid ning allkirja- ja võtmehalduse keskkondade isolatsioon.
• Lisada versiooniallikas metaandmetesse, et tulevikus säilitada tagasikõlaliselt ühilduvust uuemate klientidega.

Secure Quick Response koodid töötas esimesena välja Jaapanis tegutsev ettevõte Yodo ja nende patendi taotlemine on pooleli. Kuigi SQR-lahendused pakuvad tugevaid eeliseid, on oluline hoolikalt kavandada võtmehaldus, klientide tarkvara turvalisus ja äriprotsesside integreerimine, et tagada ootuspärane turvalisus ja kasutajakogemus.

Küsimused ja vastused

K: Mis on turvalised kiirreageerimiskoodid?

K: Kuidas SQR-koodide krüpteerimine toimib?

K: Millist tüüpi sümbolit kasutatakse tavaliselt SQR-koodi rakendamisel?

K: Kuidas saab SQR-koode turvaliselt lugeda?

K: Kes töötas välja turvalised kiirreageerimiskoodid?

K: Kas SQR-koodidel on ka muid rakendusi?

Otsing