Πώς λειτουργεί η κρυπτογράφηση δεδομένων στα συστήματα πληρωμών

Τα συστήματα πληρωμών λειτουργούν με τα πλέον ευαίσθητα δεδομένα - PAN (αριθμός κάρτας), ημερομηνία λήξης, CVV/CVC, μάρκες 3-DS, τραπεζικά στοιχεία, αναγνωριστικά πορτοφολιών. Η διαρροή τους είναι πρόστιμα, ανάκληση του εμπόρου από τράπεζες/PSP και άμεση οικονομική ζημία. Η προστασία είναι ενσωματωμένη σε στρώματα: κρυπτογράφηση σε κανάλι (TLS), κρυπτογράφηση ή/και μαρκαρισμό στην αποθήκευση, αυστηρή διαχείριση κλειδιών και αξιόπιστες μονάδες υλικού (HSM). Παρακάτω βρίσκεται ολόκληρος ο «αγωγός» ασφαλείας σε απλή γλώσσα.

Βασικά τούβλα

Συμμετρική κρυπτογραφία

Αλγόριθμοι: AES-GCM/CTR/CBC (σε πληρωμές, το de facto πρότυπο είναι AES-GCM).

Υπέρ: υψηλή ταχύτητα, συμπαγή κλειδιά.

Κατά: πρέπει να συμφωνήσετε με ασφάλεια σε ένα κλειδί και IV/nonce.

Ασύμμετρη κρυπτογραφία

Αλγόριθμοι: RSA-2048/3072, ECC (P-256/384, Ed25519).

Χρήση: ανταλλαγή κλειδιών/περιτύλιγμα, υπογραφές, πιστοποιητικά PKI, TLS.

Pros: Δεν απαιτεί ένα κοινό μυστικό εκ των προτέρων.

Κατά: Πιο αργή από τη συμμετρική κρυπτογράφηση.

Τέλεια προς τα εμπρός μυστικότητα (PFS)

Τα κλειδιά συνεδρίας αποτελούν αντικείμενο διαπραγμάτευσης από το effemeric ECDHE. Ακόμα και αν το ιδιωτικό κλειδί του εξυπηρετητή διαρρεύσει κάποια στιγμή, οι προηγούμενες συνεδρίες θα παραμείνουν απροσδιόριστες.

Κρυπτογράφηση κατά τη διαμετακόμιση: TLS 1. 2/1. 3

1. Χειραψία (χειραψία TLS): ο πελάτης και ο εξυπηρετητής συμφωνούν σε εκδόσεις/κρυπτογραφήματα, ο εξυπηρετητής παρουσιάζει ένα πιστοποιητικό (PKI), ανταλλαγή εφήμερων κλειδιών (ECDHE) → γεννιέται ένα συμμετρικό πλήκτρο συνεδρίας.

2. Δεδομένα: διαβιβάζονται σε τρόπους AEAD (AES-GCM/ChaCha20-Poly1305) με επαλήθευση ταυτότητας.

3. Βελτιστοποίηση: TLS 1. 3 κόβει γύρους, υποστηρίζει επανάληψη· χρησιμοποιούνται προσεκτικά (μόνο idempotent ερωτήματα).

4. Πρακτική για τις πληρωμές: απαγορεύουμε την SSLv3/TLS1. 0/1. 1, ενεργοποιήστε το TLS1. 2/1. 3, συρραφή OCSP, HSTS, αυστηρές κεφαλές ασφαλείας.

💡 Εσωτερικές κλήσεις (PSP έμπορος, εμπορική επεξεργασία, webhooks) συχνά επιπλέον προστατεύουν mTLS: και οι δύο πλευρές παρουσιάζουν αμοιβαία πιστοποιητικά.

Κρυπτογράφηση «σε αποθήκευση»: σε ηρεμία

Επιλογές

Κρυπτογράφηση πλήρους όγκου/βάσης δεδομένων (TDE): εισάγεται γρήγορα, προστατεύεται από την «ψυχρή» πρόσβαση στα μέσα, αλλά όχι από διαρροή μέσω εφαρμογής σε κίνδυνο.

Bitwise/field-level (FLE): κρυπτογραφούνται μεμονωμένα πεδία (PAN, IBAN). Κοκκώδης, αλλά δυσκολότερη η εφαρμογή και ο δείκτης.

Κρυπτογράφηση διατήρησης μορφής (FPE): Χρήσιμο όταν θέλετε 16 ψηφία ως 16 ψηφία.

Tokenization: Το PAN αντικαθίσταται από ένα σύμβολο (χωρίς νόημα συμβολοσειρά). Αυτό το PAN αποθηκεύεται στο συμβολικό θησαυροφυλάκιο υπό βαριά προστασία. Κατά την πληρωμή/επιστροφή, χρησιμοποιείται μια μάρκα → ο έμπορος δεν επεξεργάζεται «ακατέργαστες» κάρτες.

Βασική ιδέα

Στην αποθήκευση, δεν είναι «ποιος αλγόριθμος» που είναι πιο σημαντικός, αλλά όπου τα κλειδιά είναι και ποιος μπορεί να αποτοξινώσει. Επομένως...

Διαχείριση κλειδιών: KMS, HSM και φάκελοι

Κύρια ιεραρχία (κρυπτογράφηση φακέλου)

Root/KEK (Κλειδί κρυπτογράφησης κλάσης υψηλής προστασίας): αποθηκευμένη και εκτελούμενη στο HSM.

DEK (Κλειδί κρυπτογράφησης δεδομένων): κρυπτογραφεί συγκεκριμένα δεδομένα/παρτίδες/πίνακες. κρυπτογραφημένη από το KEK.

Εναλλαγή: κανονισμοί για προγραμματισμένη και απρογραμμάτιστη (σε περίπτωση συμβάντος) εναλλαγή KEK/DEK. η βασική έκδοση προσδιορίζεται στα μεταδεδομένα κρυπτογραφήματος.

HSM (Ενότητα ασφάλειας υλικού)

Ένα δομοστοιχείο υλισμικού πιστοποιημένο (π.χ. FIPS 140-2/3) που αποθηκεύει και εκτελεί βασικές λειτουργίες στο εσωτερικό του.

Δεν εκδίδει ιδιωτικά κλειδιά εξωτερικά, υποστηρίζει την πολιτική ορίων/χρήσης, τον έλεγχο.

Χρησιμοποιείται για: παραγωγή κλειδιών, περιτύλιγμα DEK, 3-DS πλήκτρων διακομιστή, κλειδιά EMV, λειτουργίες PIN, υπογραφή μηνυμάτων.

KMS

Συγκεντρώνει βασικές πολιτικές, εκδόσεις, πρόσβαση, αρχεία καταγραφής και API.

Σε συνδυασμό με το HSM, εφαρμόζει κρυπτογράφηση φακέλου και αυτόματη περιστροφή.

Πρότυπα καρτών και ιδιαιτερότητες του κλάδου

PCI DSS (και λογική ελαχιστοποίησης)

Η κύρια ιδέα: μην αποθηκεύετε CVV, ελαχιστοποιήστε την περιοχή επεξεργασίας PAN (πεδίο εφαρμογής).

Όπου είναι δυνατόν - δώστε εισροή PAN σε Hosted Fields/Iframe PSP → ο έμπορος δεν έχει πρόσβαση σε ανεπεξέργαστα δεδομένα.

Αρχεία καταγραφής, αντίγραφα ασφαλείας, χωματερές - οι ίδιοι κανόνες με το prod: κάλυψη, κρυπτογράφηση, κατακράτηση.

EMV, PIN и POS

EMV τσιπ/χωρίς επαφή: κρυπτογραφήματα σε επίπεδο κάρτας/τερματικού, προστασία από την κλωνοποίηση ταινιών μάγου.

PIN blocks και ISO 9564: Το PIN είναι κρυπτογραφημένο από pin pad στην επεξεργασία, λειτουργεί με HSM (pin transfers, ζώνες κλειδιά).

DUKPT (Παράγωγο μοναδικό κλειδί ανά συναλλαγή): Στο POS, κάθε πληρωμή είναι κρυπτογραφημένη με ένα μοναδικό κλειδί που προέρχεται από το BDK → θέτοντας σε κίνδυνο ένα μήνυμα δεν παρασύρει άλλους.

PCI P2PE: πιστοποιημένο σύστημα κρυπτογράφησης «end-to-end» από το pin pad έως τον πάροχο αποκρυπτογράφησης.

3-D Secure (2. x)

Πιστοποίηση ταυτότητας κατόχου κάρτας → λιγότερη απάτη/χρέωση.

Η κρυπτογραφία χρησιμοποιείται για υπογραφές μηνυμάτων, ACS/DS/3DS ανταλλαγή πλήκτρων Server. τα ιδιωτικά κλειδιά είναι συνήθως σε HSM.

Τυπικές αρχιτεκτονικές προστασίας δεδομένων

Επιλογή Α (έμπορος σε απευθείας σύνδεση με ΠΥΠ):

Περιηγητής → HTTPS → Hosted Fields PSP (το PAN δεν φτάνει στον έμπορο).
Το PSP επιστρέφει το σήμα πληρωμής.
Η εμπορική βάση δεδομένων αποθηκεύει το σύμβολο + τα τελευταία 4 ψηφία και τον BIN (για UX και κανόνες).
Επιστρέφει/επαναλαμβάνει - μόνο μάρκα.
Μυστικά/κλειδιά - στο KMS, ιδιωτικά κλειδιά TLS/3-DS - στο HSM.

Επιλογή Β (πορτοφόλι/πληρωμή):

Εφαρμογή ↔ API - TLS/mTLS.
Ευαίσθητα πεδία - FLE/FPE ή μαρκαρισμός. το θησαυροφυλάκιο είναι απομονωμένο.
Πρόσβαση σε αποτοκινοποίηση - μόνο για ρόλους εξυπηρέτησης με «τετράποδα», λειτουργίες - μέσω HSM.

Επιλογή Γ (offline-POS):

Pin pad → DUKPT/P2PE → επεξεργασία.
Τερματικά πλήκτρα εκκίνησης - μέσω ασφαλών εγχυτήρων κλειδιών/XSM.
Καταγραφή, προστασία κατά της παραποίησης των διατάξεων.

Εναλλαγή, έλεγχος και συμβάντα

Βασική εναλλαγή: προγραμματισμένη (μία φορά κάθε X μήνες) και ανά περιστατικό (συμβιβασμός). Η DEK ξαναγράφει στο νέο KEK χωρίς αποκρυπτογράφηση των δεδομένων των χρηστών.

Αμετάβλητα αρχεία καταγραφής: ποιος και πότε έχει πρόσβαση στην αποτοξίνωση/κλειδιά. υπογραφή κορμοτεμαχίων.

Εγχειρίδιο συμβιβασμού: άμεση ανάκληση/περιστροφή, επανέκδοση πιστοποιητικών, δέσμη κλειδιών API, κοινοποίηση εταίρων, αναδρομική εφαρμογή.

Κοινά σφάλματα και τρόπος αποφυγής τους

1. «Κρυπτογραφούμε τη βάση δεδομένων, οπότε όλα είναι εντάξει».

Όχι, δεν είναι. Η συμβιβαστική εφαρμογή διαβάζει ανοιχτά τα δεδομένα. Χρειαζόμαστε μαρκινοποίηση/FLE και την αρχή των ελάχιστων δικαιωμάτων.

2. Αποθήκευση CVV.

Δεν μπορείς. Το CVV δεν αποθηκεύεται ποτέ, ακόμα και κρυπτογραφημένο (μέσω PCI DSS).

3. Κλειδιά δίπλα στα δεδομένα.

Δεν μπορείς. Κλειδιά - σε KMS/HSM, πρόσβαση - ανά ρόλο, ελάχιστα προνόμια, χωριστούς λογαριασμούς.

4. Καμία περιστροφή/εκδόσεις.

Κλειδιά έκδοσης, αποθήκευση 'κλειδιού _ έκδοσης' σε μεταδεδομένα κρυπτογραφήματος.

5. TLS μόνο στην περίμετρο.

Κρυπτογράφηση πίσω από το CDN/WAF και μέσα στο σχέδιο δεδομένων (servis→servis, webhooks).

6. Tokenization «για προβολή».

Αν οποιαδήποτε υπηρεσία μπορεί να αποτοξινώσει, αυτό δεν είναι προστασία. Στενές και ελεγκτικές κλήσεις.

7. Μη υπολογιζόμενα αντίγραφα ασφαλείας/αναλυτικά φορτία.

Η κρυπτογράφηση και η κάλυψη θα πρέπει να ισχύουν για αντίγραφα ασφαλείας, στιγμιότυπα, BI-showcases, logs.

Κατάλογος ελέγχου εφαρμογής (σύντομη)

Κανάλι

TLS 1. 2/1. 3, PFS, mTLS για εσωτερικά και webhooks, HSTS, αυστηρές κεφαλές ασφαλείας.

Αποθήκευση

Μαρκαρισμός PAN, απαγόρευση αποθήκευσης CVV.

FLE/FPE για κρίσιμα πεδία· TDE ως βασικό στρώμα.

Κλειδιά

KMS + HSM, κρυπτογράφηση φακέλου (KEK/DEK), περιστροφή/εκδόσεις, αμετάβλητα αρχεία καταγραφής.

Αρχιτεκτονική

Φιλοξενούμενα πεδία/SDK PSP, ελαχιστοποίηση ζώνης PCI.

Διαχωρισμός ρόλων/δικτύων, μηδενική εμπιστοσύνη, μυστικά - μόνο μέσω μυστικού διαχειριστή.

Πράξεις

Pentest/Red Team για την περίμετρο και την επιχειρηματική λογική.

DLP/CTI παρακολούθηση αποστραγγίσεων, κατάρτιση προσωπικού.

Runbook на συμβιβασμός: ανάκληση/περιστροφή/κοινοποίηση.

Mini-FAQ

Είναι η κρυπτογράφηση ή η μαρκινοποίηση καλύτερη για το PAN

Στις πωλήσεις - μαρκινοποίηση (ελαχιστοποιεί το πεδίο εφαρμογής). Στο θησαυροφυλάκιο - κρυπτογράφηση με HSM/KMS.

Χρειάζομαι πιστοποιητικό EV για έναν τομέα πληρωμών

Προαιρετικό. Πιο σημαντικό είναι το σωστό προφίλ TLS, mTLS, κλειδιά στο HSM και πειθαρχία.

Μπορώ να χρησιμοποιήσω 0-RTT στο TLS 1 3 για πληρωμές

Για idempotent GETs, ναι. Για το POST, είναι καλύτερο να απενεργοποιηθεί ή να περιοριστεί.

Πώς να φυλάσσεται το «last 4» και το BIN

Χωριστά από το PAN. Αυτά δεν είναι ευαίσθητα δεδομένα με σωστή απομόνωση, αλλά παρατηρούν απόκρυψη στα αρχεία καταγραφής/ΔΠ.

Η κρυπτογράφηση στα συστήματα πληρωμών δεν είναι ένας διακόπτης εναλλαγής, αλλά ένα οικοσύστημα: TLS/PFS σε ένα κανάλι, μαρκινοποίηση και/ή FLE στην αποθήκευση, αυστηρή διαχείριση κλειδιών μέσω KMS + HSM, βιομηχανικά πρότυπα (PCI DSS, EMV, 3-DS), εναλλαγή τον έλεγχο. Μια τέτοια πολυεπίπεδη αρχιτεκτονική καθιστά εξαιρετικά απίθανη τη διαρροή δεδομένων καρτών, απλοποιεί τη διέλευση των ελέγχων και, κυρίως, διατηρεί την εμπιστοσύνη των τραπεζών, των εταίρων πληρωμών και των χρηστών.