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在零售金融服务行业执行的加密操作的上下文中，密钥生成和密钥派生的过程由ANSI X9.24-1-2017标准描述，该标准引用了其他标准的详细规范。
这些是零售支付安全性的重要方面，因此，从事此类主题的任何集成商都应认真对待。下面我们将研究ANSI X9.24-1-2017标准所描述的密钥生成和密钥派生过程，这对于零售金融服务行业执行的操作，此过程是必需的。
随机生成加密密钥
ANSI X9.24-1-2017的一个重要方面是安全加密密钥的生成。生成过程必须包括旨在防止攻击的某些步骤，这些攻击可能会使该过程被逆转，并随后由未授权方生成有效密钥。
生成的密钥必须保持秘密，特别是因为它们必须在安全密码设备（SCD）内部生成。但是，由于密钥可能会加密大量数据（可以最终记录的数据），因此可以对加密后的数据执行一些密码分析。例如，黑客可能试图重新构造生成密钥的机制，并且可以成功地预测将来生成的密钥，从而导致加密受损。
同样，使用密钥序列加密的具有偏倚（并非真正随机）的任何数据都将相应地反映该偏倚-这可能导致各种各样的攻击。为了解决这个问题，该标准要求密钥是通过随机或伪随机过程生成的。这通常涉及加密安全的伪随机数生成器（CSPRNG），该生成器不允许使用统计分析来检测“更可能”的密钥。
ANSI X9.24-1-2017还要求“随机数生成器的强度应等于或大于其生成的密钥的强度”。CSPRNG的强度与创建其种子所用的熵源成正比。例如，具有128位强度的密钥应由具有至少128位熵源的CSPRNG生成。
有关随机生成器的详细信息，请参见文档ANSI X9.82，随机数生成，第3部分。
密钥派生
ANSI X9.24-1-2017还解释了什么是密钥派生（也称为“密钥多样化”）以及应如何执行。
密钥派生功能（KDF）使用伪随机函数从主密钥（或基本派生密钥）派生加密密钥。
KDF的一项非常重要的要求是：
“从加密密钥中恢复导出密钥在密码上是行不通的”。
这意味着密钥派生功能应减轻攻击，例如定时边信道攻击。它们也不允许攻击者从n个派生密钥的样本中猜测主密钥。一个简单的推导功能涉及使用被认为是安全的密码（例如Triple-DES或AES），并生成由CSPRNG与主密钥进行的加密操作产生的密钥。
DUKPT是ANSI X9.24-1-2017接受的安全密钥派生算法的另一个示例。
关键组件和关键共享创建
ANSI X9.24-1-2017提供了有关将密钥分段为共享的过程的更多详细信息。当在SCD外部维护明文密钥时，这是强制性过程。必须将这样的密钥分成多个部分。
密钥共享的创建需要在SCD内执行。当密钥共享创建产生明文输出（这是标准的预期用法）时，生成必须另外发生在“受控环境还是安全环境”
检查值
ANSI X9.24-1-2017提供了有关如何使用校验值计算来校验生成的密钥正确性的指南。
换句话说，这意味着从密钥计算校验值而不公开它。
如果校验值不是期望值，则必须暂时或永久禁用该密钥。然后应该对密钥不匹配的原因进行调查。
校验值算法本身必须使用键的所有组件，而不是子键。为此，建议使用基于CMAC的校验值算法来生成10字节的校验值。
密钥的安全
加密密钥在其生命周期中经历了很多阶段，例如生成、安全存储、安全分发、备份和销毁，这被称为密钥生命周期。密钥管理在确保加密协议/应用程序的安全性机制中起着至关重要的作用。随着信息系统中实施的加密机制的部署和发展的增加，密钥管理始终成为主要挑战。通过使用HSM（硬件安全模块）可以确保和增强密钥管理的安全性。
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