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　　4 非接觸CPU卡FM1208的COS

　　由于CPU卡具有很高的安全性及一張卡支持多種應(yīng)用的特點，所以IC卡家族中CPU卡的使用范圍正日益擴大。類似一臺計算機，CPU卡內(nèi)也有CPU、存儲器和輸入輸出接口，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系列標準及《中國金融集成電路(IC)卡規(guī)范》，適用于保險、醫(yī)療保健、社會保障、公共事業(yè)收費、安全控制、證件、交通運輸?shù)戎T多應(yīng)用領(lǐng)域，特別是在金融領(lǐng)域。

　　FMCOS詳細規(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特點如下：

　?、僦С諷ingle DES、Triple DES算法，且可自動根據(jù)密鑰的長度選擇Single DES、Triple DES算法。

　?、谥С志€路加密、線路保護功能，防止通信數(shù)據(jù)被非法竊取或篡改。

　　③支持在一張卡上實現(xiàn)多個不同的應(yīng)用：可建立三級目錄。

　?、苤С蛛娮渝X包功能，錢包大小可由用戶自行設(shè)定。

　?、葜С侄喾N文件類型，包括二進制文件、定長記錄文件、變長記錄文件、循環(huán)文件、錢包文件。

　?、拗С諭SO7816-3：T=0(字符傳送)通信協(xié)議。

　?、邼M足銀行標準：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恢復(fù)。

　　FMCOS由傳輸管理、文件管理、安全體系、命令解釋4個功能模塊組成。

　?、賯鬏敼芾恚喊碔SO7816-3標準監(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。

　?、谖募芾恚簩⒂脩魯?shù)據(jù)以文件形式存儲在EEP-ROM中，保證訪問文件時的快速性和數(shù)據(jù)安全性。

　?、郯踩w系：安全體系是FMCOS的核心部分，它涉及對卡的鑒別與核實，以及對文件訪問時的權(quán)限控制機制。

　?、苊罱忉專焊鶕?jù)接收到的命令檢查各項參數(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

　　基站芯片用于非接觸射頻卡與中央處理器之間的信息通信。以下芯片均可以實現(xiàn)對FM1208等符合ISO14443 TYPA標準的CPU卡的讀寫，可以參考相關(guān)文檔。本設(shè)計主要以卡片為主，所以對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)單片機的選擇和使用

　　對于非接觸射頻卡的信息處理，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。

　　◆8051單片機：價格低廉，入門簡單，貨源充足。

　　◆AVR單片機：價格適中，速度快，外設(shè)豐富。

　　◆ARM：功能強大，速度快，可運行RTOS。

　　(3)ISO14443-3、ISO14443-4

　　這兩部分是學習和操作非接觸CPU卡的核心。

　　①ISO/IEC14443-3規(guī)定了鄰近卡(PICCs)進入鄰近耦合設(shè)備(PCDs)時的輪尋，通信初始化階段的字符格式，幀結(jié)構(gòu)，時序信息。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)定同時適用于A型PICCs和B型PICCs。

　?、贗SO/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)議同時適用于A型卡和B型卡。

　　(4)IS07816-4

　　這一部分是學習和操作，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;當處理交換用的行業(yè)間命令時，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);安全報文交換的方法;訪問卡所處理算法的方法(本標準不描述這些算法)。

　　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，即在終端機具中安裝SAM卡座，所有的認證都是由安裝在SAM卡座中的SAM卡進行運算的。這樣在終端機具維修時，只要取出SAM卡座中的SAM卡，這臺終端機具就是空的了。所以，所有的銀行設(shè)備都采用SAM卡的認證模式。

　　②軟密鑰，即終端機具中沒有SAM卡座，這個密鑰的運算實際上是由終端機具完成的，這樣客戶的密鑰就等于存在終端機具中，廠家拿回終端機具維修時，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。非接觸CPU卡智能卡技術(shù)正成為一種技術(shù)上更新?lián)Q代的選擇，用CPU卡替換邏輯加密卡的時代已到來。