CPU卡/FM1208非接觸式CPU卡

CPU卡芯片通俗地講就是指芯片內(nèi)含有一個(gè)微處理器，它的功能相當(dāng)于一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)。人們經(jīng)常使用的集成電路卡（IC卡）上的金屬片就是CPU卡芯片。CPU卡可適用于金融、保險(xiǎn)、交警、政府行業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域，具有用戶空間大、讀取速度快、支持一卡多用等特點(diǎn)，并已經(jīng)通過(guò)中國(guó)人民銀行和國(guó)家商秘委的認(rèn)證。CPU卡從外型上來(lái)說(shuō)和普通IC卡，射頻卡并無(wú)差異，但是性能上有巨大提升，安全性和普通IC卡比，提高很多，通常CPU卡內(nèi)含有隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，硬件DES,3DES加密算法等，配合操作系統(tǒng)即片上OS,也稱COS,可以達(dá)到金融級(jí)別的安全等級(jí)。
什么是CPU卡？
　　CPU卡：也稱智能卡，卡內(nèi)的集成電路中帶有微處理器CPU、存儲(chǔ)單元（包括隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、程序存儲(chǔ)器ROM（FLASH）、用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器EEPROM）以及芯片操作系統(tǒng)COS。裝有COS的CPU卡相當(dāng)于一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)，不僅具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，同時(shí)具有命令處理和數(shù)據(jù)安全保護(hù)等功能。
　　要了解什么是CPU卡，就必須從IC卡說(shuō)起。
　　IC卡是集成電路卡（Integrated Circuit Card）的簡(jiǎn)稱，是鑲嵌集成電路芯片的塑料卡片，其外形和尺寸都遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ISO）。芯片一般采用不易揮發(fā)性的存儲(chǔ)器（ROM、EEPROM）、保護(hù)邏輯電路、甚至帶微處理器CPU。帶有CPU的IC卡才是真正的智能卡。
　　按照嵌入集成電路芯片的形式和芯片類型的不同IC卡大致可分為接觸式，非接觸式、雙界面卡。CPU卡既有接觸式也有非接觸式的。（見(jiàn)右圖）
IC卡分類
說(shuō)明：
　　非加密存儲(chǔ)器卡：卡內(nèi)的集成電路芯片主要是EEPROM，具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，不具有數(shù)據(jù)處理功能和硬件加密功能。
　　邏輯加密存儲(chǔ)器卡：在非加密存儲(chǔ)器卡的基礎(chǔ)上增加了加密邏輯電路，加密邏輯電路通過(guò)校驗(yàn)密碼方式來(lái)保護(hù)卡內(nèi)的數(shù)據(jù)對(duì)于外部訪問(wèn)是否開(kāi)放，但只是低層次的安全保護(hù)，無(wú)法防范惡意性的攻擊。
　　由于沒(méi)有掌握關(guān)鍵的生產(chǎn)工藝，原來(lái)我國(guó)設(shè)計(jì)的CPU卡芯片一直在國(guó)外生產(chǎn)。這次我國(guó)自主設(shè)計(jì)、制造的CPU卡容量達(dá)到了128K。
　　CPU卡可適用于金融、保險(xiǎn)、交警、政府行業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域，具有用戶空間大、讀取速度快、支持一卡多用等特點(diǎn)，并已經(jīng)通過(guò)中國(guó)人民銀行和國(guó)家商秘委的認(rèn)證。
CPU卡的標(biāo)準(zhǔn)化
　　由于當(dāng)前世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)正在向國(guó)際化方向發(fā)展，全球化的金融服務(wù)系統(tǒng)紛紛建立起來(lái)，這就帶來(lái)了一個(gè)卡的互操作性問(wèn)題。同一張卡，在不同的國(guó)家、不同的環(huán)境下都要能夠使用。要解決這個(gè)問(wèn)題，只有制定一系列國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，使CPU卡及其接口設(shè)備制造商按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，制造統(tǒng)一接口規(guī)格的產(chǎn)品，以保證不同國(guó)家、不同行業(yè)都采用統(tǒng)一的CPU卡軟硬件技術(shù)規(guī)范開(kāi)發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)，這樣才能實(shí)現(xiàn)不同廠家生產(chǎn)的CPU卡之間的互換性和接口設(shè)備的共享。
　　國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織從1987年開(kāi)始，相繼制定和頒布了CPU卡的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。有關(guān)CPU卡本身的標(biāo)準(zhǔn)有：
　　ISO 10536：識(shí)別卡－非接觸式的集成電路卡
　　ISO 7816：識(shí)別卡－帶觸點(diǎn)的集成電路卡
　　ISO7816-1：規(guī)定卡的物理特性?？ǖ奈锢硖匦灾忻枋隽丝☉?yīng)達(dá)到的防護(hù)紫外線的能力、X光照射的劑量、卡和觸點(diǎn)的機(jī)械強(qiáng)度、抗電磁干擾能力等等。
　　ISO7816-2：規(guī)定卡的尺寸和位置。
　　ISO7816-3：規(guī)定卡的電信號(hào)和傳輸協(xié)議。傳輸協(xié)議包括兩種：同步傳輸協(xié)議和異步傳輸協(xié)議
　　ISO7816-4：規(guī)定卡的行業(yè)間交換用命令。包括：在卡與讀寫(xiě)間傳送的命令和應(yīng)答信息內(nèi)容；在卡中的文件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及訪問(wèn)方法；定義在卡中的文件和數(shù)據(jù)訪問(wèn)權(quán)限及安全結(jié)構(gòu)。
　　有關(guān)金融領(lǐng)域CPU卡應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)有：
　　ISO 9992：金融交易卡－集成電路卡與受卡接受設(shè)備之間的信息
　　ISO 14443：識(shí)別卡－非接觸卡規(guī)范（距離10cm）
　　ISO 10202：金融交易卡－使用集成電路卡的金融交易系統(tǒng)的安全結(jié)構(gòu)
　　EMV：支付系統(tǒng)的集成電路卡規(guī)范和支付系統(tǒng)的集成電路卡終端規(guī)范
　　中國(guó)金融集成電路(IC)卡規(guī)范：1998年3月中國(guó)人民銀行等近十家金融單位在采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的原則下，以ISO標(biāo)準(zhǔn)和Europay、Mastercard、Visa三大組織研制的EMV96為基礎(chǔ)，結(jié)合國(guó)內(nèi)CPU卡的應(yīng)用實(shí)際需要，對(duì)我國(guó)金融CPU卡的基本應(yīng)用作出了具體規(guī)定。
　　ISO和其它組織還有很多標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范涉及到CPU卡的應(yīng)用，可根據(jù)需要查閱有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。
CPU卡的操作系統(tǒng)COS
　　COS的全稱是Chip Operating System(片內(nèi)操作系統(tǒng))，它一般是緊緊圍繞著它所服務(wù)的智能卡的特點(diǎn)而開(kāi)發(fā)的。由于不可避免地受到了智能卡內(nèi)微處理器芯片的性能及內(nèi)存容量的影響，因此，COS在很大程度上不同于我們通常所能見(jiàn)到的微機(jī)上的操作系統(tǒng)(例如DOS、UNIX等)。首先，COS是一個(gè)專用系統(tǒng)而不是通用系統(tǒng)。即：一種COS一般都只能應(yīng)用于特定的某種(或者是某些)智能卡，不同卡內(nèi)的COS一般是不相同的。因?yàn)閏oS一般都是根據(jù)某種智能卡的特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍而特定設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的，盡管它們?cè)谒鶎?shí)際完成的功能上可能大部分都遵循著同一個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。其次，與那些常見(jiàn)的微機(jī)上的操作系統(tǒng)相比較而言，COS在本質(zhì)上更加接近于監(jiān)控程序、而不是一個(gè)通常所謂的真正意義上的操作系統(tǒng)，這一點(diǎn)至少在目前看來(lái)仍是如此。因?yàn)樵诋?dāng)前階段，COS所需要解決的主要還是對(duì)外部的命令如何進(jìn)行處理、響應(yīng)的問(wèn)題，這其中一般并不涉及到共享、并發(fā)的管理及處理，而且就智能卡在目前的應(yīng)用情況而盲，并發(fā)和共享的工作也確實(shí)是不需要的。
　　COS在設(shè)計(jì)時(shí)一般都是緊密結(jié)合智能卡內(nèi)存儲(chǔ)器分區(qū)的情況，按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(ISO ／IEC 7816系列標(biāo)準(zhǔn))中所規(guī)定的一些功能進(jìn)行設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)。但是由于目前智能卡的發(fā)展速度很快，而國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定周期相對(duì)比較長(zhǎng)一些，因而造成了當(dāng)前的智能卡國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)還不太完善的情況，據(jù)此，許多廠家又各自都對(duì)自己開(kāi)發(fā)的COS作了一些擴(kuò)充。就目前而言，還沒(méi)有任何一家公司的CoS產(chǎn)品能形成一種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。因此本章將主要結(jié)合現(xiàn)有的(指1994年以前)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，重點(diǎn)講述CO5的基本原理以及基本功能，在其中適當(dāng)?shù)亓信e它們?cè)谀承┊a(chǎn)品中的實(shí)現(xiàn)方式作為例子。
　　COS的主要功能是控制智能卡和外界的信息交換，管理智能卡內(nèi)的存儲(chǔ)器并在卡內(nèi)部完成各種命令的處理。其中，與外界進(jìn)行信息交換是coS最基本的要求。在交換過(guò)程中，COS所遵循的信息交換協(xié)議目前包括兩類：異步字符傳輸?shù)?T＝0協(xié)議以及異步分組傳輸?shù)腡=l協(xié)議。這兩種信息交換協(xié)議的具體內(nèi)容和實(shí)現(xiàn)機(jī)制在ISO／IEC7816—3和ISO／IEC7816—3A3標(biāo)準(zhǔn)中作了規(guī)定；而COS所應(yīng)完成的管理和控制的基中功能則是在ISO／IEC7816—4標(biāo)準(zhǔn)中作出規(guī)定的。在該國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中，還對(duì)智能卡的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及COS的基本命令集作出了較為詳細(xì)的說(shuō)明。
　　至于ISO／IEC7816—1和2，則是對(duì)智能卡的物理參數(shù)、外形尺寸作了規(guī)定，它們與COS的關(guān)系不是很密切。
CPU卡生產(chǎn)流程
　　一張卡從制造出來(lái)到銷毀的整個(gè)過(guò)程成為生命周期。IC卡的生命周期一般可分為：
　　1.芯片制造：IC卡廠家通過(guò)特定的制造工藝在硅片上整齊地排列上一個(gè)個(gè)電路。
　　2.模塊封裝：將許多各種芯片安裝在已制造好的有8個(gè)觸點(diǎn)的印刷電路板上。
　　3.卡片制造：將卡的操作系統(tǒng)等卡片控制系統(tǒng)掩模到模塊中。
　　4.卡片封裝：將掩模好的模塊鑲嵌到塑料基片中。
　　5.卡片初始化：設(shè)置卡片的基本參數(shù)。
　　6.安裝發(fā)行密鑰：將發(fā)行單位的密鑰寫(xiě)到卡上。
　　7.卡片個(gè)人化：建立應(yīng)用文件并寫(xiě)入持卡人基本資料。
　　8.卡片應(yīng)用：持卡人用卡完成各種卡的功能。