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目 录1

第1章初识IC卡1

1.1 IC卡的发展与现状1

1.1.1 IC卡的发展历史1

1.1.2 IC卡在国外的应用情况2

1.1.3 IC卡在国内的广泛应用3

1.2 IC卡的应用特点4

1.2.1 IC卡应用系统4

1.2.2 IC卡的应用优势5

1.2.3 IC卡支持的典型应用6

1.3卡内操作系统COS7

1.3.1 COS的主要功能7

1.3.2 COS的发展与现状8

第2章COS开发的预备知识9

2.1 COS的需求分析9

2.1.1 卡片所支持的应用9

2.1.2卡片的使用环境10

2.1.3 “应用”在卡内的存在方式10

2.1.4数据存储的特殊要求11

2.1.6开发与发行12

2.1.5安全要求12

2.2相关知识的准备13

2.2.1 与IC卡相关的规范13

2.2.2与应用相关的规范14

2.2.3相关的加密算法16

2.2.4 COS开发商提供的相似范例17

2.3 COS的开发过程18

2.3.1准备环境18

2.3.2设计系统19

2.3.5检测20

2.3.4测式20

2.3.3编程实现20

2.3.6掩模发行21

2.4 COS的基本结构21

2.4.1总体结构21

2.4.2基本系统服务21

2.4.3高级系统服务22

2.4.4系统调度23

2.4.5应用服务接口23

2.4.6模块划分24

3.1 IC卡芯片结构25

3.1.1 IC卡芯片的种类25

第3章IC卡芯片25

3.1.2 IC卡芯片的逻辑结构26

3.2芯片的性能指标及其选择29

3.2.1处理器29

3.2.2存储空间29

3.2.3加密协处理器30

3.2.4硬件安全保护30

3.2.5其他机制30

3.3.1 ST16系列芯片31

3.3典型芯片浏览31

3.3.2 ST19系列芯片32

3.3.3 ST22系列芯片33

第4章IC卡的传输协议36

4.1 IC卡的操作过程36

4.1.1正常操作流程36

4.1.2异常中断39

4.2字符的物理传送39

4.2.1位持续时间39

4.2.2字符帧40

4.3.1回送的物理传输41

4.3.2回送字符41

4.3复位应答41

4.3.3字符定义42

4.3.4应答次序和一致性46

4.3.5终端流程46

4.4传输协议47

4.4.1概述47

4.4.2物理层48

4.4.3数据链路层48

4.4.4终端传输层56

4.4.5应用层59

5.1.1文件系统的逻辑结构61

5.1文件系统的组织形式61

第5章IC卡的文件系统61

5.1.2对文件系统的操作62

5.2卡内文件的类型63

5.2.1主文件——MF63

5.2.2专用文件——DF63

5.2.3基本数据文件EF65

5.2.4文件系统逻辑结构示例69

5.3文件在卡内的存储结构70

5.3.1卡内文件的存储70

5.3.2文件描述块的内容定义72

5.3.3文件描述块的设计示例72

5.3.4不同数据类型EF文件体设计示例77

5.3.5不同用途类型EF文件体设计示例78

5.4操作卡片文件的相关命令82

5.4.1创建文件（CREATEFILE）命令82

5.4.2删除文件（DELETE FILE）命令85

5.4.3选择文件（SELECT）命令88

5.4.4读二进制（READ BINARY）命令91

5.4.5 写二进制（UPDATE BINARY）命令93

5.4.6读记录（READ RECORD）命令95

5.4.7写记录（UPDATE RECORD）命令97

6.1.1卡片安全状态100

6.1卡片安全结构100

第6章IC卡的安全体系100

6.1.2卡片安全属性101

6.1.3卡片安全机制102

6.2安全相关的主要算法104

6.2.1单向散列算法（HASH）104

6.2.2对称数据加解密算法125

6.2.3 RSA算法139

6.2.4安全报文计算算法141

6.3安全结构设计示例142

6.3.1 卡片安全环境142

6.3.3安全机制的选择144

6.3.2安全状态的维护144

6.3.4安全属性的实现145

6.4安全操作相关的基本命令146

6.4.1取随机数（GETCHALENGE）命令146

6.4.2 内部认证（INTERNAL AUTHENTICATION）命令148

6.4.3外部认证（EXTERNAL AUTHENTICATION）命令150

6.4.4添加密码（APPEND PIN）命令152

6.4.5修改密码（CHANGE PIN）命令154

6.4.6验证密码（VERIFY）命令156

6.4.7 密码解锁（PIN UNBLOCK）命令158

6.4.8写密钥（WRITE KEY）命令159

6.4.9其他相关命令162

第7章多应用IC卡的实现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卡的生命周期状态图166

7.2应用模式167

7.2.1卡应用中的角色定义167

7.2.2卡应用中的角色关系168

7.2.3 卡应用的不同模式168

7.3.1 多应用状态下的应用状态169

7.3多应用环境下的卡片状态维护169

7.3.2支持多应用的COS设计171

7.4卡片和应用生命周期维护相关命令172

7.4.1 应用锁定（APPLICATION BLOCK）命令172

7.4.2应用解锁（APPLICATION UNBLOCK）命令175

7.4.3 卡片锁定（CARD BLOCK）命令176

7.4.4激活文件（ACTIVEFILE）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主守护流程184

8.1.1 工作原理184

8.1.2设计示例185

8.1.3 示例涉及的数据结构187

8.2数据IO流程189

8.2.1流程的工作原理189

8.2.2设计示例190

8.2.3示例涉及的数据结构196

8.3命令处理流程197

8.3.1工作原理197

8.3.2设计示例197

8.3.3示例涉及的数据结构198

8.4.1工作原理199

8.4数据安全写流程199

8.4.2设计示例200

8.4.3示例涉及的数据结构201

第9章 中国金融集成电路（IC）卡应用203

9.1应用描述203

9.1.1应用及其实现要求203

9.1.2应用过程中包含的交易203

9.2应用文件的设计204

9.2.1 DF文件204

9.2.2数据EF文件204

9.2.3相关的数据描述206

9.3应用相关的命令集208

9.3.1修改密码（CHANGEPIN）命令208

9.3.2圈存（CREDITFORLOAD）命令209

9.3.3消费／取现（DEBITFORPUURCHASE/CASHWITHDRAW）命令210

9.3.4圈提（DEBITFORUNLOAD）命令211

9.3.5读余额（GETBALANCE）命令212

9.3.6取交易认证（GETTRANSACTIONPROOF）命令213

9.3.7取现初始化（INITIALIZE FOR CASH WITHDRAW）命令214

9.3.8圈存初始化（INITIALIZEFORLOAD）命令215

9.3.9消费初始化（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重装个人密码（RELOADPIN）命令220

9.3.13修改透支限额（UPDATEOVERDRAWLIMIT）命令221

9.4卡片的状态维护222

9.4.1卡片的状态222

9.4.2卡片状态的变化222

9.4.3状态和命令之间的关系222

9.5.1密钥管理原则223

9.5.2应用涉及的密钥223

9.5安全结构设计223

9.5.3子密钥的计算方法224

9.5.4过程密钥的计算方法224

9.6交易流程225

9.6.1交易预处理225

9.6.2圈存交易227

9.6.3圈提交易230

9.6.4消费交易232

9.6.5取现交易235

9.6.6修改透支限额交易237

9.6.9应用维护功能240

9.6.8查询明细交易240

9.6.7查询余额交易240

9.6.10防拔242

9.7命令在交易过程中的使用示例243

9.7.1 圈存交易243

9.7.2圈提交易244

9.7.3消费交易245

9.7.4取现交易246

9.7.5修改透支限额交易247

9.7.6查询余额交易248

9.7.7修改PIN249

9.7.8重装PIN250

第10章社会保障（个人）卡应用251

10.1 应用描述251

10.1.1 应用及其实现要求251

10.1.2应用过程中包含的交易252

10.2应用文件的设计252

10.2.1 应用及其文件结构252

10.2.2基本应用数据区254

10.2.3公共应用数据区258

10.2.4就业与失业数据区262

10.2.5社会保险数据区269

10.2.6 医疗保险数据区273

10.2.7生命与健康数据区277

10.2.8社会救助与优待抚恤数据区279

10.2.9应用对文件系统的扩展283

10.2.10相关的数据描述284

10.3医疗保险应用相关的命令集285

10.3.1账户划入（CREDITFORLOAD）命令285

10.3.2 医疗消费（DEBITFOR PURCHASE）命令286

10.3.3读取卡内余额（GET BALANCE）命令287

10.3.4取交易认证码（GET TRANSACTION PROOF）命令288

10.3.5账户划入初始化（INITIALIZE FORLOAD）命令289

10.3.6 医疗消费初始化（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安全结构设计294

10.4.1 密钥管理原则294

10.4.2 应用涉及的密钥294

10.5交易与命令的实现流程296

10.5.1交易预处理296

10.5.2查询应用信息298

10.5.3操作员更新应用信息300

10.5.4持卡人联网更新应用信息302

10.5.5更改个人密码303

10.5.6初始化医疗保险支付305

10.5.7账户划入交易306

10.5.8 医疗消费交易309

10.5.9应用维护功能312

10.5.10 防拔312

10.6命令在交易过程中的使用示例313

10.6.1账户划入交易313

10.6.2 医疗消费交易314

10.6.3其他交易316

11.1.1 应用及其实现要求317

11.1应用描述317

第11章 中国石化加油集成电路卡应用317

11.1.2应用过程中包含的交易318

11.2应用文件的设计318

11.2.1DF文件318

11.2.2数据EF文件319

11.2.3相关的数据描述321

11.3应用相关的命令集323

11.3.1修改个人密码（CHANGE PIN）命令323

11.3.2圈存（CREDIT FOR LOAD）命令324

11.3.3消费（DEBITFORPURCHASE）命令325

11.3.4圈提（DEBITFOR UNLOAD）命令326

11.3.5 解扣（DEBITFOR UNLOCK）命令327

11.3.6读余额（GETBALANCE）命令328

11.3.7读取灰锁（GETLOCK PROOF）命令329

11.3.8取交易认证（GETTRANSACTIONPROOF）命令331

11.3.9灰锁（GREYLOCK）命令332

11.3.10联机解扣（GREY UNLOCK）命令333

11.3.11 灰锁初始化（INITIALIZEFOR GREY LOCK）命令334

11.3.12 联机解扣初始化（INITIALIZE FOR GREYUNLOCK）命令335

11.3.13 圈存初始化（INITIALIZEFORLOAD）命令336

11.3.14消费初始化（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重装个人密码（RELOAD PIN）命令341

11.3.18修改透支限额（UPDATE OVERDRAW LIMIT）命令342

11.4卡片的状态维护343

11.4.1卡片的状态343

11.4.2卡片状态的变化343

11.4.3 状态和命令之间的关系343

11.5安全结构设计344

11.5.1 密钥管理原则344

11.5.3子密钥的计算方法345

11.5.2应用涉及的密钥345

11.5.4过程密钥的计算方法346

11.6交易与命令的实现流程346

11.6.1交易预处理346

11.6.2加油专用消费交易349

11.6.3联机解扣交易353

11.6.4补扣交易356

11.6.5补充交易359

11.6.6圈存交易360

11.6.7圈提交易362

11.6.8加油普通消费交易365

11.6.9修改透支限额交易367

11.6.10查询余额交易370

11.6.11查询明细交易370

11.6.12应用维护功能370

11.6.13 防拔372

11.7命令在交易过程中的使用示例372

11.7.1 加油专用消费交易372

11.7.2联机解扣交易375

11.7.3补扣交易376

11.7.4补充交易377

11.7.5圈存交易378

11.7.6圈提交易379

11.7.7普通消费交易380

11.7.8修改透支限额交易381

11.7.9查询余额交易382

11.7.10修改PIN383

11.7.11 重装PIN383

第12章支持公钥应用的公钥（PKI）卡385

12.1PKI体系385

12.1.1 PKI体系介绍385

12.1.2 PKI体系的结构386

12.1.3 PKI体系的工作388

12.1.4 PKI体系的安全分析389

12.2 PKI体系相关算法390

12.2.1数字签名390

12.2.2加密算法401

12.3 PKI卡的实现406

12.3.1 算法在卡内的选择与实现406

12.3.2文件结构407

12.3.3处理流程408

12.4 PK相关的命令410

12.4.1 管理安全环境（MANAGE SECURITY ENVIRONMENT）410

12.4.2 密钥导入（WRITE KEY）413

12.4.3 密钥生成（GENERATE KEY）415

12.4.4密钥导出（EXPORT KEY）417

12.4.5 散列计算（HASH）418

12.4.6数据加密（ENCIPHER）421

12.4.7数据解密（DECIPHER）422

12.4.8 数字签名（SIGNATURE）423

12.4.9 数字签名验证（VERIFY SIGNATURE）426

第13章智能卡应用解决方案示例429

13.1校园一卡通应用429

13.1.1校园一卡通系统介绍429

13.1.2 一卡通系统的结构430

13.2.1社会保障卡系统介绍432

13.1.3 一卡通系统的配置432

13.2社会保障卡应用432

13.2.2社会保障卡系统的结构433

13.2.3社会保障卡系统的配置433

13.3网吧监管系统应用434

13.3.1 网吧监管系统介绍434

13.3.2 网吧监管系统的结构435

13.3.3 网吧监管系统的配置436

13.4关于智能卡应用系统的设计开发436

附录主要缩略词列表437