【正文】 括系統(tǒng)的硬件、軟件、數(shù)據(jù)等方面。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 24 頁 共 35 頁 IC 卡管理系統(tǒng)的安全性考慮 IC 卡管理系統(tǒng)的安全性是其生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，也是 IC 卡管理系統(tǒng)的重要特性。通過大量信息的分析，就有可能得出 IC 卡或設(shè)備的響應(yīng)規(guī)律或復(fù)制特征。 用干擾信號破壞對 IC 卡的操作 ： 在 IC 卡的讀寫過程中，對某信號線在特定的時刻施加干擾信號，以使 IC 卡中的數(shù)據(jù)混亂或無法正確地紀(jì)錄和修改。對于系統(tǒng)的不同部分可能存在的潛在非法攻擊主要表現(xiàn)為 以下 幾種情況。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 23 頁 共 35 頁 第四章 IC 卡系統(tǒng)安全問題 隨著 IC 卡的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，針對 IC 卡及其系統(tǒng)的各種攻擊性犯罪現(xiàn)象也可能將隨之出現(xiàn)。此后 IC 卡在內(nèi)部連續(xù)計(jì)時計(jì)數(shù)，直到第 n 個時鐘脈沖之后再附加一個時鐘脈沖的下沿， I/O 線被再次置高，完成 IC卡的內(nèi)部處理過程。時序如圖 所示。當(dāng) RST 線從高 (H 狀態(tài) )轉(zhuǎn)到低 (L 狀態(tài) )時，第 一個數(shù)據(jù)位 (LSB)的內(nèi)容被送到 I/O線上。 IC 卡命令及功能如表 所示。//左移 1位 } } 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 20 頁 共 35 頁 IC 卡讀寫程序設(shè)計(jì) IC 卡的命令格式 IC 卡上 I/O 的所有數(shù)據(jù)的改變都是由 CLK 脈沖的 下降沿觸發(fā)的 。//送段碼 P2=sel。 sel=0x04。 本系統(tǒng)選用共陰極數(shù)碼管，采用動態(tài)顯示即可滿足要求。動態(tài)顯示就是指各 LED輪流地一遍一遍顯示各自的字符，雖然在同一時間只有一位顯示器在工作 (點(diǎn)亮 )，但因人眼的視覺暫留效應(yīng)和發(fā)光二極管熄滅時的余輝效應(yīng)，看到的是各 LED 在同時顯示不同字形。 LED 顯示電路的 軟件和硬件 設(shè)計(jì) 在靜態(tài)顯示電路中，因?yàn)槊看屋敵龊蟊３诛@示不變 ，僅在待顯示數(shù)字需要改變時，才更新顯示內(nèi)容，所以占用機(jī)時少，顯示穩(wěn)定可靠。若要各位 LED 能夠顯示出與本位相應(yīng)的顯示字符，就必須采用掃描顯示方式，即在某一時刻只 讓某一位的位選線處于選通狀態(tài)，而其他各位的位選線處于關(guān)閉狀態(tài)，同時，段選線上輸出相應(yīng)位要顯示字符的字形碼，這樣同一時刻只有一位顯示出字符。這種顯示方式接口編程容易，管理簡單，但占用口線資源較多。把每個顯示字段對應(yīng)于一個二進(jìn)制位，這些二進(jìn)制位組成字型編碼，這樣不同的顯示字符就對應(yīng)于不同的字型碼，顯示字符時，在顯示 I/O驅(qū)動線輸出相應(yīng)的字型碼，就可以顯示不同的字符。 從以上分析得到鍵盤掃描程序的流程圖如 圖 所示，程序見附錄。 ，應(yīng)識別出是哪一個鍵閉合。 具體做法是： 。 （ 2）鍵盤掃描取得閉合鍵的行、列值。 44 矩陣鍵盤識別處理每個按鍵有它的行值和列值，行值和列值的組合就是識別這個按鍵的編碼。無按鍵動作時，行線處于高電平狀態(tài)，而畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 16 頁 共 35 頁 當(dāng)有鍵按下時，行線電平狀態(tài)將由與此行線相連的列線電平?jīng)Q定。 本設(shè)計(jì)中采用非編碼鍵盤，設(shè)計(jì)成矩陣形式， 鍵盤原理圖如圖 。通常，鍵盤有編碼和非編碼兩種。在編程掃描中， CPU 反復(fù)地掃描鍵盤，等待用戶的輸入命令，而執(zhí)行鍵入命令或處理輸入數(shù)據(jù)時， CPU 不再響應(yīng)輸入要求，直到 CPU 返回重新掃描鍵盤為止。矩陣式鍵盤適用于按鍵數(shù)量較多的場合，它把鍵盤輸入線分為行線和列線，按鍵位于行、列的交叉點(diǎn)上。 (2)按鍵接口設(shè)計(jì)和按鍵識別方法 按鍵接口設(shè)計(jì)有兩種方法，獨(dú)立式按鍵和矩陣式鍵盤。消除抖動通常有硬件、軟件兩種消除方法。這里簡單介紹一下 IC 卡引腳信號 連接 ： VDD、 GND——電源 ， 工作電壓+5V； 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 14 頁 共 35 頁 V ccRstCL K I / OS 1 SLE 4442 卡卡座GNDNCS 2空P 0 . 7INT 0P 0 . 0 89 C 51P 0 . 1P 0 . 2+ 5 V 圖 IC 卡與單片機(jī) 接口電路原理圖 RST——IC 卡復(fù)位信號 ； CLK——IC 卡傳輸數(shù)據(jù)所需的時鐘信號 ； I/O——雙向數(shù)據(jù)線 ,所有數(shù)據(jù)均通過該引腳進(jìn)行傳送 (漏極開路 )。 （ 3）數(shù)碼管顯示電路由 P2 口控制，單片機(jī)對數(shù)碼管進(jìn)行動態(tài)掃描。 AT89C51 接口分配及 系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) AT89C51 單片機(jī)是該系統(tǒng)的核心器件，其控制著所有的外圍電路，并及時響應(yīng)外部請求。 個中斷源，可編為二個優(yōu)先級。 個專用存儲器。 中 斷 控 制 器C P UO S C總 控 制 器串 行 口4 K BR O M1 2 K BR A M4 個 I / O 口定 時 器 / 計(jì) 數(shù) 器C / T 0 , C / T 1T 0 T 1R X D T X DP 0 P 1 P 2 P 3A L E X T A L 1X T A L 2P S E N R DW R I N T 0 I N T 1 圖 89C51內(nèi)部結(jié)構(gòu) 主要功能部件 89C51 的主要功能部件包括： 位 CPU。最后，在單片機(jī)內(nèi)部有一個能進(jìn)行獨(dú)立操作的位處理器，它有自己的累加器以及可尋址的 RAM、特殊功能寄存器和 I/O 口，并設(shè)有專門的按位操作的指令。利用 SFR 還可以完成對定時 /計(jì)數(shù)器、串行口和中斷的控制。因此，單片機(jī)對外并不存在專用的數(shù)據(jù)總線和地址總線，而是采用分時復(fù)用技術(shù)來解決片外數(shù)據(jù)和地址的傳送問題。因此， CPU 可以進(jìn)行操作的存儲器可分為內(nèi)部程序存儲器、外部程序存儲器及內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器、外部數(shù)據(jù)存儲器。 控制芯片 AT89C51 AT89C51 單片機(jī)在存儲器結(jié)構(gòu)上，嚴(yán)格地將程序存儲器（ ROM）和數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）在空間上分開，并使用不同的尋址方式和地址指針。此時，用戶可以通過鍵盤輸人密碼，然后，讀寫器系統(tǒng)開始校驗(yàn)密碼，如果密碼正確，則各種交易可以進(jìn)行了。片內(nèi)振蕩器及時鐘電路等等。顯示模塊是通過數(shù)碼管 LED 來顯示。其構(gòu)成框圖如圖 所示。 讀寫終端整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 讀寫器相對于 IC 卡來說就是一種外部接口設(shè)備。只有當(dāng) “比較 ”成功，加密存儲器各字節(jié)內(nèi)容 才 可以進(jìn)行讀出、寫入和擦除。加密存儲器的第 1， 2，3 字節(jié)為 “參照字 ”存儲區(qū)。如果比較結(jié)果一致，密碼錯誤計(jì)數(shù)器將允許進(jìn)行擦除操作 (芯片不能自動進(jìn)行擦除操作 )，同時打開主存儲器、保護(hù)存儲器和加密存儲器，并允許進(jìn)行擦除和寫入操作。這一字節(jié)是可讀的。 （ 3） 加密存儲器 :加密存儲器是一個 48 位的 EEPROM 型存儲器。保護(hù)存儲器本身的讀出操作不受限制。從出廠到被初始化之前，保護(hù)存儲器的狀態(tài)為全 “1。 （ 2） 保護(hù)存儲器 :保護(hù)存儲器是一個 321 位的一次性可編程只讀存儲器 (PROM)。芯片允許在有限的次數(shù)內(nèi)重試比較操作。這部分的數(shù)據(jù) 讀出不受限制，但擦除和寫入受控于加密存儲器數(shù)據(jù)校驗(yàn)比較結(jié)果的影響。當(dāng)保護(hù)存儲器中第 N 位為 0 時，則對應(yīng)主存儲器中第 N 個字節(jié)就不允許進(jìn)行擦除和寫入操作。但主存儲器可分為兩個數(shù)據(jù)區(qū) :保護(hù)數(shù)據(jù)區(qū)和應(yīng)用數(shù)據(jù)區(qū)。通常，要改變 數(shù)據(jù)需要先進(jìn)行擦除，再進(jìn)行寫入兩項(xiàng)操作。 （ 1） 主存儲器 :主存儲器為可重復(fù)擦除使用的 EEPROM 型存儲器。 線連接協(xié)議，串行接口滿足 ISO7816 同步傳送協(xié)議。這樣，可以抑制由于線路干擾和邏輯電平變化的邊沿產(chǎn)生抖動畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 6 頁 共 35 頁 所帶來的瞬問過壓，為 IC 卡提供了進(jìn)一步的保護(hù)措施。 + 5 vV i nG N D至 I C 卡+ 5 vV i nG N D接 口 設(shè) 備 供 電+ 8 ~ 1 5 V短 路 報 警 指 示I C 卡 上 電 控 制 圖 IC 卡接口設(shè)備的供電回路 IC 卡卡座接口電路 IC 卡的邏輯接口電路一般采用集電極開路 (OC)輸出及非箱位保護(hù)式輸入結(jié)構(gòu)，如 圖 所示。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁 共 35 頁 第二章 SLE4442 卡接口電路和讀寫控制 接觸式 IC 卡的接口電路和一般控制 IC 卡的接口電路是連接 IC 卡與讀寫機(jī)具的通路，由它 實(shí)現(xiàn)對 IC 卡的供電，并滿足不帶電插拔的要求。用 IC 卡公用電話替代磁卡電話與投幣電話即可杜絕欺詐行為，又可省去攜帶零錢所帶來的麻煩。 ，可以用 IC 卡作為優(yōu)惠卡、結(jié)算卡、服務(wù)卡等。 IC 卡三大特點(diǎn)的結(jié)合，構(gòu)成了 IC 卡應(yīng)用的強(qiáng)大優(yōu)勢，它一方面降低了對網(wǎng)絡(luò)的依賴程度，提高了相應(yīng)速度 ； 另一方面對發(fā)行商、應(yīng)用商和持卡者三方面的利益提供了有效的保護(hù)手段，解決了以前所難于解決的關(guān)鍵問題，為 IC 卡的廣泛應(yīng)用鋪平了道路。這些特點(diǎn)使 IC 卡能成為傳導(dǎo)媒體，再加上認(rèn)證和數(shù)據(jù)加密等功能，使卡能夠脫離網(wǎng)絡(luò)使用。 IC卡 在應(yīng)用中的技術(shù)優(yōu)勢在于良好的機(jī)器讀寫能力、共同認(rèn)可的安全防范技術(shù)和相對較大的數(shù)據(jù)存儲能力 ： IC 卡是一種電路卡，它在機(jī)器讀寫性能上遠(yuǎn)優(yōu)于磁卡和光卡，無需往復(fù)的機(jī)械動作即可完成人機(jī)卡之間的多次會話過程，使卡在應(yīng)用時更容易進(jìn)行操作與相互驗(yàn)證，給卡的應(yīng)用開發(fā)者和使用者都帶來了極大的便利。 IC 卡最初是為了解決金融交易中的安全性問題而設(shè)計(jì)的，它帶來全新的交易概念與巨大的優(yōu)勢。 IC 卡應(yīng)用技術(shù) IC 卡比磁卡存儲容量大，可靠性和安全性高，在應(yīng)用上除了覆蓋磁卡的全部應(yīng)用范圍以外，還提供了許多磁卡所不具備的應(yīng)用特性。在金融上我國還基本上是使用磁卡，但是由于 IC 卡的諸多優(yōu)點(diǎn)，在不久將來用 IC 卡取代磁卡己經(jīng)是必然趨勢。香港是世界上三大金融中心之一 ，信用卡的發(fā)卡量超過 500萬張，平均每人 張以上。德國的德意志銀行從 93 年 5 月起，為它的 160 萬客戶提供了智能卡，持卡者不僅可以在德意志銀行國內(nèi) 1400 個 ATM 機(jī)中提款，還可在 17000 個其他銀行的 ATM 機(jī)中提款，并且還適用于全歐 4 萬個 ATM 機(jī)。現(xiàn)在，法國在 IC 卡應(yīng)用的廣泛程度和普及性方而也都處于先進(jìn)行列。隨著信息技術(shù)的發(fā)展， IC 卡作為一種先進(jìn)的信息存儲介質(zhì)，它的應(yīng)用已經(jīng)滲透到各國的經(jīng)濟(jì)、社會生活、軍事等各個方而，將來更有著廣闊的發(fā)展空間。 IC 卡的發(fā)展和使用情況 卡片是作為個人身份識別的手段而引進(jìn)的，而作為交易憑證的一片則早在 19世紀(jì) 80 年代就萌芽于英國了， 1950 年，美國商人設(shè)計(jì)了第一張現(xiàn)代的塑料信用卡， 1951 年美國富蘭克林銀行作為金融機(jī)構(gòu)率先發(fā)行了信用卡，到 60 年代中期，人們在塑料金融交易卡的背面貼上磁條，發(fā)展成為能夠自動讀取信息進(jìn)行在線處理的磁卡，磁卡因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，得到迅速推廠， IC 卡是近年從歐洲開始出現(xiàn)的， IC 卡具有突出的 3S 特點(diǎn)，即 Standard(國際標(biāo)準(zhǔn)化 )、 Smart(靈巧智能化 )、和 Security(安全性 )。 Control system 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 目 錄 摘 要 ............................................................................................................................... I ABSTRACT ....................................................................................................................II 目 錄 ........................................................................................................................ III 圖表目錄 ........................................................................................................................ IV 第一章 緒 論 .............................................................................................................. 1 引言 ..............................................................................................