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非接觸CPU智能卡技術(shù)

作者: 時(shí)間:2011-11-22 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
FM1208功能框圖如圖1所示。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/150035.htm

4 卡FM1208的COS
由于卡具有很高的安全性及一張卡支持多種應(yīng)用的特點(diǎn),所以IC卡家族中卡的使用范圍正日益擴(kuò)大。類似一臺(tái)計(jì)算機(jī),CPU卡內(nèi)也有CPU、存儲(chǔ)器和輸入輸出接口,所以在應(yīng)用中CPU卡也必然需要操作系統(tǒng)。上海復(fù)旦微電子股份有限公司成功地開發(fā)了自主版權(quán)的CPU卡操作系統(tǒng)——FMCOS(FMSH Card Operating System)。該操作系統(tǒng)符合ISO7816系列標(biāo)準(zhǔn)及《中國金融集成電路(IC)卡規(guī)范》,適用于保險(xiǎn)、醫(yī)療保健、社會(huì)保障、公共事業(yè)收費(fèi)、安全控制、證件、交通運(yùn)輸?shù)戎T多應(yīng)用領(lǐng)域,特別是在金融領(lǐng)域。
FMCOS詳細(xì)規(guī)定了電子錢包、電子存折和磁條卡功能(Easy Entry)3種基本應(yīng)用。
FMCOS特點(diǎn)如下:
①支持Single DES、Triple DES算法,且可自動(dòng)根據(jù)密鑰的長度選擇Single DES、Triple DES算法。
②支持線路加密、線路保護(hù)功能,防止通信數(shù)據(jù)被非法竊取或篡改。
③支持在一張卡上實(shí)現(xiàn)多個(gè)不同的應(yīng)用:可建立三級(jí)目錄。
④支持電子錢包功能,錢包大小可由用戶自行設(shè)定。
⑤支持多種文件類型,包括二進(jìn)制文件、定長記錄文件、變長記錄文件、循環(huán)文件、錢包文件。
⑥支持ISO7816-3:T=0(字符傳送)通信協(xié)議。
⑦滿足銀行標(biāo)準(zhǔn):符合《中國金融集成電路(IC)卡規(guī)范》。
⑧防插拔功能:交易處理過程中非正常拔出的卡片自動(dòng)恢復(fù)。
FMCOS由傳輸管理、文件管理、安全體系、命令解釋4個(gè)功能模塊組成。
①傳輸管理:按ISO7816-3標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)督卡與終端之間的通信,保證數(shù)據(jù)正確地傳輸,防止卡與終端之間通信數(shù)據(jù)被非法竊取和篡改。
②文件管理:將用戶數(shù)據(jù)以文件形式存儲(chǔ)在EEP-ROM中,保證訪問文件時(shí)的快速性和數(shù)據(jù)安全性。
③安全體系:安全體系是FMCOS的核心部分,它涉及對(duì)卡的鑒別與核實(shí),以及對(duì)文件訪問時(shí)的權(quán)限控制機(jī)制。
④命令解釋:根據(jù)接收到的命令檢查各項(xiàng)參數(shù)是否正確,執(zhí)行相應(yīng)的操作。

5 系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)及芯片選型
(1)射頻基站芯片的選擇和使用
基站芯片用于射頻卡與中央處理器之間的信息通信。以下芯片均可以實(shí)現(xiàn)對(duì)FM1208等符合ISO14443 TYPA標(biāo)準(zhǔn)的CPU卡的讀寫,可以參考相關(guān)文檔。本設(shè)計(jì)主要以卡片為主,所以對(duì)于基站芯片的具體應(yīng)用,可以參考相關(guān)文檔。
◆Philips系列芯片:RC500、RC522、RC531、RC632。
◆復(fù)旦系列芯片:FM1702N、FM1702SL,、FM1715N、FM1725N。
◆TI公司的基站芯片:RI-R6C-001A、TRF7960。
◆EM公司基站芯片:EM4094、EM4294。
(2)單片機(jī)的選擇和使用
對(duì)于射頻卡的信息處理,根據(jù)功能和速度的要求,可以選擇不同的方案。各種CPU芯片各有優(yōu)缺點(diǎn)。
◆8051單片機(jī):價(jià)格低廉,入門簡單,貨源充足。
◆AVR單片機(jī):價(jià)格適中,速度快,外設(shè)豐富。
◆ARM:功能強(qiáng)大,速度快,可運(yùn)行RTOS。
(3)ISO14443-3、ISO14443-4
這兩部分是學(xué)習(xí)和操作非接觸CPU卡的核心。
①ISO/IEC14443-3規(guī)定了鄰近卡(PICCs)進(jìn)入鄰近耦合設(shè)備(PCDs)時(shí)的輪尋,通信初始化階段的字符格式,幀結(jié)構(gòu),時(shí)序信息。REQ和ATQ命令內(nèi)容,從多卡中選取其中一張的方法,初始化階段其他必需的參數(shù)。這部分規(guī)定同時(shí)適用于A型PICCs和B型PICCs。
②ISO/IEC14443-4規(guī)定了非接觸半雙功塊的傳輸協(xié)議,并定義了激活和停止協(xié)議的步驟。這部分傳輸協(xié)議同時(shí)適用于A型卡和B型卡。
(4)IS07816-4
這一部分是學(xué)習(xí)和操作,SAM的基礎(chǔ),其中規(guī)定了:由接口設(shè)備至卡以及相反方向所發(fā)送的報(bào)文、命令和響應(yīng)的內(nèi)容;在復(fù)位應(yīng)答期間卡所發(fā)送的歷史字節(jié)的結(jié)構(gòu)及內(nèi)容;當(dāng)處理交換用的行業(yè)間命令時(shí),在接口處所看到的文件和數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu);訪問卡內(nèi)文件和數(shù)據(jù)的方法;定義訪問卡內(nèi)文件和數(shù)據(jù)的權(quán)利的安全體系結(jié)構(gòu);安全報(bào)文交換的方法;訪問卡所處理算法的方法(本標(biāo)準(zhǔn)不描述這些算法)。

6 SAM卡在系統(tǒng)中的應(yīng)用
根據(jù)應(yīng)用方式,SAM卡在系統(tǒng)中的應(yīng)用可分為:
①硬密鑰,即在終端機(jī)具中安裝SAM卡座,所有的認(rèn)證都是由安裝在SAM卡座中的SAM卡進(jìn)行運(yùn)算的。這樣在終端機(jī)具維修時(shí),只要取出SAM卡座中的SAM卡,這臺(tái)終端機(jī)具就是空的了。所以,所有的銀行設(shè)備都采用SAM卡的認(rèn)證模式。
②軟密鑰,即終端機(jī)具中沒有SAM卡座,這個(gè)密鑰的運(yùn)算實(shí)際上是由終端機(jī)具完成的,這樣客戶的密鑰就等于存在終端機(jī)具中,廠家拿回終端機(jī)具維修時(shí),極易造成密鑰流失。

結(jié) 語
Mifare算法的破解,給城市公用事業(yè)IC卡系統(tǒng)安全敲響了警鐘。在科技化、信息化飛速發(fā)展的當(dāng)今時(shí)代,只有不斷創(chuàng)新、不斷提高城市公用事業(yè)IC卡系統(tǒng)的安全系數(shù)及水平,才能有更高、更遠(yuǎn)的發(fā)展,也才能為國家的信息發(fā)展作出貢獻(xiàn)。非接觸CPU卡正成為一種上更新?lián)Q代的選擇,用CPU卡替換邏輯加密卡的時(shí)代已到來。


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