智能卡研發(fā)技術與工程實踐

第1章  初識IC卡 1                  
 1.1  IC卡的發(fā)展與現狀 1                  
 1.1.1  IC卡的發(fā)展歷史 1                  
 1.1.2  IC卡在國外的應用情況 2                  
 1.1.3  IC卡在國內的廣泛應用 3                  
 1.2  IC卡的應用特點 4                  
 1.2.1  IC卡應用系統 4                  
 1.2.2  IC卡的應用優(yōu)勢 5                  
 1.2.3  IC卡支持的典型應用 6                  
 1.3  卡內操作系統COS 7                  
 1.3.1  COS的主要功能 7                  
 1.3.2  COS的發(fā)展與現狀 8                  
 第2章  COS開發(fā)的預備知識 9                  
 2.1  COS的需求分析 9                  
 2.1.1  卡片所支持的應用 9                  
 2.1.2  卡片的使用環(huán)境 10                  
 2.1.3  "應用"在卡內的存在方式 10                  
 2.1.4  數據存儲的特殊要求 11                  
 2.1.5  安全要求 12                  
 2.1.6  開發(fā)與發(fā)行 12                  
 2.2  相關知識的準備 13                  
 2.2.1  與IC卡相關的規(guī)范 13                  
 2.2.2  與應用相關的規(guī)范 14                  
 2.2.3  相關的加密算法 16                  
 2.2.4  COS開發(fā)商提供的相似范例 17                  
 2.3  COS的開發(fā)過程 18                  
 2.3.1  準備環(huán)境 18                  
 2.3.2  設計系統 19                  
 2.3.3  編程實現 20                  
 2.3.4  測試 20                  
 2.3.5  檢測 20                  
 2.3.6  掩模發(fā)行 21                  
 2.4  COS的基本結構 21                  
 2.4.1  總體結構 21                  
 2.4.2  基本系統服務 21                  
 2.4.3  高級系統服務 22                  
 2.4.4  系統調度 23                  
 2.4.5  應用服務接口 23                  
 2.4.6  模塊劃分 24                  
 第3章  IC卡芯片 25                  
 3.1  IC卡芯片結構 25                  
 3.1.1  IC卡芯片的種類 25                  
 3.1.2  IC卡芯片的邏輯結構 26                  
 3.2  芯片的性能指標及其選擇 29                  
 3.2.1  處理器 29                  
 3.2.2  存儲空間 29                  
 3.2.3  加密協處理器 30                  
 3.2.4  硬件安全保護 30                  
 3.2.5  其他機制 30                  
 3.3  典型芯片瀏覽 31                  
 3.3.1  ST16系列芯片 31                  
 3.3.2  ST19系列芯片 32                  
 3.3.3  ST22系列芯片 33                  
 第4章  IC卡的傳輸協議 36                  
 4.1  IC卡的操作過程 36                  
 4.1.1  正常操作流程 36                  
 4.1.2  異常中斷 39                  
 4.2  字符的物理傳送 39                  
 4.2.1  位持續(xù)時間 39                  
 4.2.2  字符幀 40                  
 4.3  復位應答 41                  
 4.3.1  回送的物理傳輸 41                  
 4.3.2  回送字符 41                  
 4.3.3  字符定義 42                  
 4.3.4  應答次序和一致性 46                  
 4.3.5  終端流程 46                  
 4.4  傳輸協議 47                  
 4.4.1  概述 47                  
 4.4.2  物理層 48                  
 4.4.3  數據鏈路層 48                  
 4.4.4  終端傳輸層 56                  
 4.4.5  應用層 59                  
 第5章  IC卡的文件系統 61                  
 5.1  文件系統的組織形式 61                  
 5.1.1  文件系統的邏輯結構 61                  
 5.1.2  對文件系統的操作 62                  
 5.2  卡內文件的類型 63                  
 5.2.1  主文件--MF 63                  
 5.2.2  專用文件--DF 63                  
 5.2.3  基本數據文件EF 65                  
 5.2.4  文件系統邏輯結構示例 69                  
 5.3  文件在卡內的存儲結構 70                  
 5.3.1  卡內文件的存儲 70                  
 5.3.2  文件描述塊的內容定義 72                  
 5.3.3  文件描述塊的設計示例 72                  
 5.3.4  不同數據類型EF文件體設計示例 77                  
 5.3.5  不同用途類型EF文件體設計示例 78                  
 5.4  操作卡片文件的相關命令 82                  
 5.4.1  創(chuàng)建文件（CREATE FILE）命令 82                  
 5.4.2  刪除文件（DELETE FILE）命令 85                  
 5.4.3  選擇文件（SELECT）命令 88                  
 5.4.4  讀二進制（READ BINARY）命令 91                  
 5.4.5  寫二進制（UPDATE BINARY）命令 93                  
 5.4.6  讀記錄（READ RECORD）命令 95                  
 5.4.7  寫記錄（UPDATE RECORD）命令 97                  
 第6章  IC卡的安全體系 100                  
 6.1  卡片安全結構 100                  
 6.1.1  卡片安全狀態(tài) 100                  
 6.1.2  卡片安全屬性 101                  
 6.1.3  卡片安全機制 102                  
 6.2  安全相關的主要算法 104                  
 6.2.1  單向散列算法（HASH） 104                  
 6.2.2  對稱數據加解密算法 125                  
 6.2.3  RSA算法 139                  
 6.2.4  安全報文計算算法 141                  
 6.3  安全結構設計示例 142                  
 6.3.1  卡片安全環(huán)境 142                  
 6.3.2  安全狀態(tài)的維護 144                  
 6.3.3  安全機制的選擇 144                  
 6.3.4  安全屬性的實現 145                  
 6.4  安全操作相關的基本命令 146                  
 6.4.1  取隨機數（GET CHALLENGE）命令 146                  
 6.4.2  內部認證（INTERNAL AUTHENTICATION）命令 148                  
 6.4.3  外部認證（EXTERNAL AUTHENTICATION）命令 150                  
 6.4.4  添加密碼（APPEND PIN）命令 152                  
 6.4.5  修改密碼（CHANGE PIN）命令 154                  
 6.4.6  驗證密碼（VERIFY）命令 156                  
 6.4.7  密碼解鎖（PIN UNBLOCK）命令 158                  
 6.4.8  寫密鑰（WRITE KEY）命令 159                  
 6.4.9  其他相關命令 162                  
 第7章  多應用IC卡的實現 163                  
 7.1  IC卡的生命周期 163                  
 7.1.1  IC卡的使用流程 163                  
 7.1.2  IC卡的生命周期狀態(tài)圖 166                  
 7.2  應用模式 167                  
 7.2.1  卡應用中的角色定義 167                  
 7.2.2  卡應用中的角色關系 168                  
 7.2.3  卡應用的不同模式 168                  
 7.3  多應用環(huán)境下的卡片狀態(tài)維護 169                  
 7.3.1  多應用狀態(tài)下的應用狀態(tài) 169                  
 7.3.2  支持多應用的COS設計 171                  
 7.4  卡片和應用生命周期維護相關命令 172                  
 7.4.1  應用鎖定（APPLICATION BLOCK）命令 172                  
 7.4.2  應用解鎖（APPLICATION UNBLOCK）命令 175                  
 7.4.3  卡片鎖定（CARD BLOCK）命令 176                  
 7.4.4  激活文件（ACTIVE FILE）命令 178                  
 7.4.5  屏蔽文件（DEACTIVATE FILE）命令 181                  
 第8章  COS的工作流程 184                  
 8.1  主守護流程 184                  
 8.1.1  工作原理 184                  
 8.1.2  設計示例 185                  
 8.1.3  示例涉及的數據結構 187                  
 8.2  數據IO流程 189                  
 8.2.1  流程的工作原理 189                  
 8.2.2  設計示例 190                  
 8.2.3  示例涉及的數據結構 196                  
 8.3  命令處理流程 197                  
 8.3.1  工作原理 197                  
 8.3.2  設計示例 197                  
 8.3.3  示例涉及的數據結構 198                  
 8.4  數據安全寫流程 199                  
 8.4.1  工作原理 199                  
 8.4.2  設計示例 200                  
 8.4.3  示例涉及的數據結構 201                  
 第9章  中國金融集成電路（IC）卡應用 203                  
 9.1  應用描述 203                  
 9.1.1  應用及其實現要求 203                  
 9.1.2  應用過程中包含的交易 203                  
 9.2  應用文件的設計 204                  
 9.2.1  DF文件 204                  
 9.2.2  數據EF文件 204                  
 9.2.3  相關的數據描述 206                  
 9.3  應用相關的命令集 208                  
 9.3.1  修改密碼（CHANGEPIN）命令 208                  
 9.3.2  圈存（CREDITFORLOAD）命令 209                  
 9.3.3  消費/取現（DEBITFORPURCHASE/CASHWITHDRAW）命令 210                  
 9.3.4  圈提（DEBITFORUNLOAD）命令 211                  
 9.3.5  讀余額（GETBALANCE）命令 212                  
 9.3.6  取交易認證（GETTRANSACTIONPROOF）命令 213                  
 9.3.7  取現初始化（INITIALIZE FOR CASH WITHDRAW）命令 214                  
 9.3.8  圈存初始化（INITIALIZEFORLOAD）命令 215                  
 9.3.9  消費初始化（INITIALIZEFORPURCHASE）命令 216                  
 9.3.10  圈提初始化（INITIALIZEFORUNLOAD）命令 217                  
 9.3.11  修改初始化（INITIALIZEFORUPDATE）命令 219                  
 9.3.12  重裝個人密碼（RELOADPIN）命令 220                  
 9.3.13  修改透支限額（UPDATEOVERDRAWLIMIT）命令 221                  
 9.4  卡片的狀態(tài)維護 222                  
 9.4.1  卡片的狀態(tài) 222                  
 9.4.2  卡片狀態(tài)的變化 222                  
 9.4.3  狀態(tài)和命令之間的關系 222                  
 9.5  安全結構設計 223                  
 9.5.1  密鑰管理原則 223                  
 9.5.2  應用涉及的密鑰 223                  
 9.5.3  子密鑰的計算方法 224                  
 9.5.4  過程密鑰的計算方法 224                  
 9.6  交易流程 225                  
 9.6.1  交易預處理 225                  
 9.6.2  圈存交易 227                  
 9.6.3  圈提交易 230                  
 9.6.4  消費交易 232                  
 9.6.5  取現交易 235                  
 9.6.6  修改透支限額交易 237                  
 9.6.7  查詢余額交易 240                  
 9.6.8  查詢明細交易 240                  
 9.6.9  應用維護功能 240                  
 9.6.10  防拔 242                  
 9.7  命令在交易過程中的使用示例 243                  
 9.7.1  圈存交易 243                  
 9.7.2  圈提交易 244                  
 9.7.3  消費交易 245                  
 9.7.4  取現交易 246                  
 9.7.5  修改透支限額交易 247                  
 9.7.6  查詢余額交易 248                  
 9.7.7  修改PIN 249                  
 9.7.8  重裝PIN 250                  
 第10章  社會保障（個人）卡應用 251                  
 10.1  應用描述 251                  
 10.1.1  應用及其實現要求 251                  
 10.1.2  應用過程中包含的交易 252                  
 10.2  應用文件的設計 252                  
 10.2.1  應用及其文件結構 252                  
 10.2.2  基本應用數據區(qū) 254                  
 10.2.3  公共應用數據區(qū) 258                  
 10.2.4  就業(yè)與失業(yè)數據區(qū) 262                  
 10.2.5  社會保險數據區(qū) 269                  
 10.2.6  醫(yī)療保險數據區(qū) 273                  
 10.2.7  生命與健康數據區(qū) 277                  
 10.2.8  社會救助與優(yōu)待撫恤數據區(qū) 279                  
 10.2.9  應用對文件系統的擴展 283                  
 10.2.10  相關的數據描述 284                  
 10.3  醫(yī)療保險應用相關的命令集 285                  
 10.3.1  賬戶劃入（CREDITFORLOAD）命令 285                  
 10.3.2  醫(yī)療消費（DEBIT FOR PURCHASE）命令 286                  
 10.3.3  讀取卡內余額（GET BALANCE）命令 287                  
 10.3.4  取交易認證碼（GET TRANSACTION PROOF）命令 288                  
 10.3.5  賬戶劃入初始化（INITIALIZE FOR LOAD）命令 289                  
 10.3.6  醫(yī)療消費初始化（INITIALIZE FOR PURCHASE）命令 290                  
 10.3.7  修改年度起始日期（UPDATE STARTING DAY）命令 292                  
 10.3.8  取年度起始日期（GET STARTING DAY）命令 293                  
 10.4  安全結構設計 294                  
 10.4.1  密鑰管理原則 294                  
 10.4.2  應用涉及的密鑰 294                  
 10.5  交易與命令的實現流程 296                  
 10.5.1  交易預處理 296                  
 10.5.2  查詢應用信息 298                  
 10.5.3  操作員更新應用信息 300                  
 10.5.4  持卡人聯網更新應用信息 302                  
 10.5.5  更改個人密碼 303                  
 10.5.6  初始化醫(yī)療保險支付 305                  
 10.5.7  賬戶劃入交易 306                  
 10.5.8  醫(yī)療消費交易 309                  
 10.5.9  應用維護功能 312                  
 10.5.10  防拔 312                  
 10.6  命令在交易過程中的使用示例 313                  
 10.6.1  賬戶劃入交易 313                  
 10.6.2  醫(yī)療消費交易 314                  
 10.6.3  其他交易 316                  
 第11章  中國石化加油集成電路卡應用 317                  
 11.1  應用描述 317                  
 11.1.1  應用及其實現要求 317                  
 11.1.2  應用過程中包含的交易 318                  
 11.2  應用文件的設計 318                  
 11.2.1  DF文件 318                  
 11.2.2  數據EF文件 319                  
 11.2.3  相關的數據描述 321                  
 11.3  應用相關的命令集 323                  
 11.3.1  修改個人密碼（CHANGE PIN）命令 323                  
 11.3.2  圈存（CREDIT FOR LOAD）命令 324                  
 11.3.3  消費（DEBIT FOR PURCHASE）命令 325                  
 11.3.4  圈提（DEBIT FOR UNLOAD）命令 326                  
 11.3.5  解扣（DEBIT FOR UNLOCK）命令 327                  
 11.3.6  讀余額（GET BALANCE）命令 328                  
 11.3.7  讀取灰鎖（GET LOCK PROOF）命令 329                  
 11.3.8  取交易認證（GET TRANSACTION PROOF）命令 331                  
 11.3.9  灰鎖（GREY LOCK）命令 332                  
 11.3.10  聯機解扣（GREY UNLOCK）命令 333                  
 11.3.11  灰鎖初始化（INITIALIZE FOR GREY LOCK）命令 334                  
 11.3.12  聯機解扣初始化（INITIALIZE FOR GREY UNLOCK）命令 335                  
 11.3.13  圈存初始化（INITIALIZE FOR LOAD）命令 336                  
 11.3.14  消費初始化（INITIALIZE FOR PURCHASE）命令 337                  
 11.3.15  圈提初始化（INITIALIZE FOR UNLOAD）命令 338                  
 11.3.16  修改初始化（INITIALIZE FOR UPDATE）命令 340                  
 11.3.17  重裝個人密碼（RELOAD PIN）命令 341                  
 11.3.18  修改透支限額（UPDATE OVERDRAW LIMIT）命令 342                  
 11.4  卡片的狀態(tài)維護 343                  
 11.4.1  卡片的狀態(tài) 343                  
 11.4.2  卡片狀態(tài)的變化 343                  
 11.4.3  狀態(tài)和命令之間的關系 343                  
 11.5  安全結構設計 344                  
 11.5.1  密鑰管理原則 344                  
 11.5.2  應用涉及的密鑰 345                  
 11.5.3  子密鑰的計算方法 345                  
 11.5.4  過程密鑰的計算方法 346                  
 11.6  交易與命令的實現流程 346                  
 11.6.1  交易預處理 346                  
 11.6.2  加油專用消費交易 349                  
 11.6.3  聯機解扣交易 353                  
 11.6.4  補扣交易 356                  
 11.6.5  補充交易 359                  
 11.6.6  圈存交易 360                  
 11.6.7  圈提交易 362                  
 11.6.8  加油普通消費交易 365                  
 11.6.9  修改透支限額交易 367                  
 11.6.10  查詢余額交易 370                  
 11.6.11  查詢明細交易 370                  
 11.6.12  應用維護功能 370                  
 11.6.13  防拔 372                  
 11.7  命令在交易過程中的使用示例 372                  
 11.7.1  加油專用消費交易 372                  
 11.7.2  聯機解扣交易 375                  
 11.7.3  補扣交易 376                  
 11.7.4  補充交易 377                  
 11.7.5  圈存交易 378                  
 11.7.6  圈提交易 379                  
 11.7.7  普通消費交易 380                  
 11.7.8  修改透支限額交易 381                  
 11.7.9  查詢余額交易 382                  
 11.7.10  修改PIN 383                  
 11.7.11  重裝PIN 383                  
 第12章  支持公鑰應用的公鑰（PKI）卡 385                  
 12.1  PKI體系 385                  
 12.1.1  PKI體系介紹 385                  
 12.1.2  PKI體系的結構 386                  
 12.1.3  PKI體系的工作 388                  
 12.1.4  PKI體系的安全分析 389                  
 12.2  PKI體系相關算法 390                  
 12.2.1  數字簽名 390                  
 12.2.2  加密算法 401                  
 12.3  PKI卡的實現 406                  
 12.3.1  算法在卡內的選擇與實現 406                  
 12.3.2  文件結構 407                  
 12.3.3  處理流程 408                  
 12.4  PK相關的命令 410                  
 12.4.1  管理安全環(huán)境（MANAGE SECURITY ENVIRONMENT） 410                  
 12.4.2  密鑰導入（WRITE KEY） 413                  
 12.4.3  密鑰生成（GENERATE KEY） 415                  
 12.4.4  密鑰導出（EXPORT KEY） 417                  
 12.4.5  散列計算（HASH） 418                  
 12.4.6  數據加密（ENCIPHER） 421                  
 12.4.7  數據解密（DECIPHER） 422                  
 12.4.8  數字簽名（SIGNATURE） 423                  
 12.4.9  數字簽名驗證（VERIFY SIGNATURE） 426                  
 第13章  智能卡應用解決方案示例 429                  
 13.1  校園一卡通應用 429                  
 13.1.1  校園一卡通系統介紹 429                  
 13.1.2  一卡通系統的結構 430                  
 13.1.3  一卡通系統的配置 432                  
 13.2  社會保障卡應用 432                  
 13.2.1  社會保障卡系統介紹 432                  
 13.2.2  社會保障卡系統的結構 433                  
 13.2.3  社會保障卡系統的配置 433                  
 13.3  網吧監(jiān)管系統應用 434                  
 13.3.1  網吧監(jiān)管系統介紹 434                  
 13.3.2  網吧監(jiān)管系統的結構 435                  
 13.3.3  網吧監(jiān)管系統的配置 436                  
 13.4  關于智能卡應用系統的設計開發(fā) 436                  
 附錄  主要縮略詞列表 437