【正文】 出現(xiàn)。 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。 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。持卡人通過輸入身份驗(yàn)證碼 PIN 來證明自己是 IC 卡的合法使用者， PIN碼的輸入最多只有 3 次機(jī)會，如果 3 次都沒有輸入正確的 PIN，卡片將永遠(yuǎn)作廢，無法再重復(fù)使用。讀寫終端中使用了硬件加密電路對待 上 傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行 DFS 加密計(jì)算，密鑰可通過Inter 網(wǎng)設(shè)定?？傊?， IC 卡技術(shù)還有一廣闊的發(fā)展空間和美好的發(fā)展前景。使得非法用戶和遺失的 IC 卡馬上不能進(jìn)入系統(tǒng)使用，保證了發(fā)卡機(jī)構(gòu)和合法用戶的利益。 （ 1）對持卡人和卡的合法性的相互檢驗(yàn) 使用邏輯加密卡實(shí)際就能在一定程度上保證持卡人的合法身份。 對終端設(shè)備誤操作 ： 對終端設(shè)備的操作，可能是由完全無相應(yīng)知識的人員來進(jìn)行的。而對一個終端設(shè)備來說，其自身可能無法判斷與之打交道的信號是來自真正的合法 IC 卡，還是來自非法的模擬信號。 對 IC 卡操作的軟件編寫，主要是編好 IC 卡的復(fù)位及命令模式、輸出數(shù)據(jù)模式、處理模式共 四個子程序，編程時， 嚴(yán)格按照 上述 Siemens 公司提供的 SLE4442操作時序圖 進(jìn)行編寫。在第 33 個時鐘脈沖的下降沿， I/O 線被置成高狀態(tài)而關(guān)閉。需要注意的是 ,在使用比較校驗(yàn)數(shù)據(jù)命令時 ， 必須嚴(yán)格執(zhí)行 ， 任何變動都會導(dǎo)致失敗 ， 以至于不能進(jìn)行擦除 、 寫操作。i4。調(diào)整電流和時間參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)亮度較高、較穩(wěn)定的顯示。由于人眼的視覺暫留，只要每位顯示間隔足夠短，如此循環(huán)就可以使各位顯示出將要顯示的字符，達(dá)到顯示目的。 LED 顯示方式分靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示。 按下述 4 種組合依次輸出： 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 在每組行輸出時讀取 ，若全為 “1”，則表示為 “0”這一行沒有鍵閉 合，否則有鍵閉合。 （ 4）判斷閉合鍵是否釋 放，如沒釋放則繼續(xù)等待。由于矩陣鍵盤中行、列線為 多鍵共用，因此只有配和行列線才能確定閉合鍵的位置。非編碼鍵盤硬件電路極為簡單。 (3)鍵盤的工作方式 鍵盤掃描只是 CPU 的工作內(nèi)容之一， CPU 在忙于各項(xiàng)工作時，如何處理鍵盤的輸入取決于鍵盤的工作方式，鍵盤工作方式的選擇應(yīng)根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)中 CPU 工作的忙、閑情況而定。軟件消抖是在第一次檢測到有鍵按下時，執(zhí)行一段延時程序 (一般幾十毫秒 )再確認(rèn)該鍵 是否仍閉合，如果還是閉合狀態(tài)則確認(rèn)該鍵按下，從而消除抖動和干擾影響 。 （ 4） P0 口設(shè)計(jì)為 與 IC 卡卡座的接口， AT89C51 單片機(jī)通過 IC 卡座完成單片機(jī)與 IC 卡的連接。 。 片內(nèi) FlashROM，片內(nèi)外程序存儲器尋址范圍 64KB。用戶可根據(jù)需要將它設(shè)定為移位寄存器方式，以擴(kuò)充 I/O 接口和外接同步輸入、輸出設(shè)備；或用作異步通信接口，以實(shí)現(xiàn)雙機(jī)或多機(jī)通信。為了解決實(shí)際允許的引腳數(shù)和需要的引腳數(shù)之間的矛盾，單片機(jī)的引出線一般都設(shè)計(jì)為多功能型。如果能進(jìn)行各種交易，待 交易完成之后將數(shù)據(jù)送往中央主機(jī) (讀寫器管理中心 )。 128 字節(jié) RAM,32 條 I/O 線。本文所介紹的 IC 卡讀寫器是通過使用智能芯片 AT89C51及其外部接口來實(shí)現(xiàn)的。值得注意的是 :這 3 個字節(jié)的內(nèi)容在 PSCEr 較成功前是不可讀的，只能進(jìn)行比較操作。如果還有 “1。當(dāng)輸入的 “校驗(yàn)字 ”與芯片內(nèi)的 “參照字 ”一致，則可以執(zhí)行后續(xù)的寫入操作。保護(hù)存儲器從 032 的每一位對 應(yīng)著住存儲器地址從0 到 31 的每個字節(jié)。這個新輸入 的 “校驗(yàn)字 ”與原來存在在加密存儲器中的 “參照字 ”進(jìn)行一對一的比較。其地址是從 0(00H)到 31(1FH)。在擦除 時 ，一個數(shù)據(jù)字節(jié)的所有 8 位被全部置 “1”。內(nèi)部電壓提升電路保證了芯片能夠以單 5V 電壓供電，較大的存儲器容量 能夠滿足應(yīng)用領(lǐng)域的各種要求， 是目前國內(nèi)應(yīng)用較多的一種 IC 卡芯片。如果插入的是一張電源與地?fù)舸┑膲目?，或是一個金屬片之類的物質(zhì)，就會造成供電回路的短路現(xiàn)象，若 IC 卡接口設(shè)備中無過流保護(hù)回路，就會干擾整個設(shè)備的正常工作。還可用于公路付費(fèi)和停車付費(fèi)等場合。在磁卡系統(tǒng)中，這組檔案存放在中心數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)內(nèi)，持卡人每次使用都需通過終端，以網(wǎng)絡(luò)形式從數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中提出那份與自己相關(guān) 的檔案。隨著時間的推移，應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大，使用 IC 卡的數(shù)量呈幾何級數(shù)增長。預(yù)計(jì)在未來的十年中，按金卡工程的總目標(biāo)為 2 億張卡估算，如果到 2020年，在 3 億城市人日中推廣信用卡，若人均一張就是 3 億張卡， IC 卡所需芯片達(dá)3 億張。在港臺方面，臺灣發(fā)展 IC卡不僅在于臺灣本身的應(yīng)用，還在于要發(fā)展成為世界上最重要的 IC 卡生產(chǎn)基地。法國作為 IC 卡的誕生 地，也是 IC 卡應(yīng)用的先驅(qū)。正是這些特性，使 IC 卡在脫機(jī)業(yè)務(wù)處理和聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)一致性等方面表現(xiàn)出前所未有的優(yōu)勢。 學(xué)號： 1403054623 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目： 基于 89C51 的 IC 卡讀寫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 作 者 屆 別 2020 系 別 物理與電子信息系 專 業(yè) 電子信息工程 指導(dǎo)老師 職 稱 副教授 完成時間 ~ 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 摘 要 在 IC 卡管理應(yīng)用系統(tǒng)中，作為 IC 卡數(shù)據(jù)讀寫的終端 IC 卡讀寫器是必不可少的 。 IC 卡與磁卡相比，具有存儲容量大，可靠性和安全性高等特點(diǎn)，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。 IC 卡的應(yīng)用在國外發(fā)展很快。德國從 94 年年底開始，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2 頁 共 35 頁 還把使用了近 100 年的醫(yī)療證退役，由智能 IC 卡取代。 1993 年 7 月我國電子工業(yè)部協(xié)同銀行、郵電及有關(guān)部門提出了命名為 “金 卡 ”的專項(xiàng)工 程 ，總目標(biāo)是 :用 10 年左右的時間，在個國 400 個大中城市及部分經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)縣區(qū)推廣使用卡基支付工具，在這些覆蓋了 3 億城市人口的地區(qū)，發(fā)卡總量要達(dá)到 2 億張，年交易額達(dá)到一萬億元。很快，這一優(yōu)勢也為其他應(yīng)用部門所看中，使之廣泛應(yīng)用于電話、醫(yī)療保健、路禁控制和門鎖控制等等系統(tǒng)中。 IC 卡成為數(shù)據(jù)媒體 在一個應(yīng)用系統(tǒng)使用中，系統(tǒng)必須對所有持卡人建立一份身份與使用的檔案。 ，可以用 IC 卡取代公交或地鐵月票，可以改變原有對月票的當(dāng)月有效限制為有效次數(shù)限制。 IC 卡供電電路 IC 卡接口設(shè)備中的 IC 卡供電電路應(yīng)是一個相對獨(dú)立于其他回路，并提供完善的過流保護(hù)措施的穩(wěn)壓電路，這是由于 IC 卡接口設(shè)備是一個獨(dú)立于 IC 卡的設(shè)備，當(dāng)有卡插入時，接口設(shè)備便開始向 IC 卡提供其所需的電力。 I C C A R D數(shù) 據(jù) 輸 出I C 卡 供 電 電 路R 圖 IC 卡的 卡座 接口電路 SLE4442 芯片 SLE4442 是由德國西門子公司設(shè)計(jì)的邏輯加密存儲卡 ， 它具有 2K 位的存儲容量和完全獨(dú)立的可編程加密代碼存儲器。按字節(jié)尋址，擦除 /寫入。保護(hù)數(shù)據(jù)區(qū)是主存儲器前 32 個字節(jié)數(shù) 據(jù)區(qū)。當(dāng)需要修改應(yīng)用數(shù)據(jù)區(qū)的內(nèi)容時，必須首先輸入一個 3 字節(jié)長的 “校驗(yàn)字 ”。它是按字位方式尋址和寫入。但對其寫入操作仍然受到加密存儲器比較校驗(yàn)操作結(jié)果的控制。每次比較密碼時，先畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 9 頁 共 35 頁 判斷計(jì)數(shù)器中是否還有 “1。這 3 個字節(jié)的內(nèi)容作為一個整體被稱為可編程加密代碼(PSC)。對一個具有一般功能的讀寫器來說，它必須有顯示模塊，輸人模塊以及其它輔助模塊。AT89C51 是一種低功耗，高性能的 8 位 CMOS 微控制器，它是整個讀寫器的核心，它內(nèi)含有 4k 字節(jié)的閃電存儲器 (FLASH MEMERY)。如果不正確，本系統(tǒng)將允許用戶有三次輸入密碼的機(jī)會，否則 IC 卡將永久損壞。單片機(jī)芯片上集成了很多的元器件，需要的引腳就很多，但由于工藝和成品率等原因，芯片上的引腳又不能太多。單片機(jī)的另一個特點(diǎn)是在其內(nèi)部有一個全雙工的串行接口，在程序的控制下，串行口能工作于四種方式。 ：振蕩頻率 0Hz~24MHz。 條指令，含乘、除法各 1 條。 與 口通過一串入并出的 74LS164 與所有 LED 的 a， b， c， d， e， f， g， sp 引線相連， P2 口接 LED 的控制端，單片機(jī)通過 P3 口控制各 LED 是否點(diǎn)亮。硬件消除抖動可采取雙穩(wěn)態(tài)電路或?yàn)V波消抖電路 。按鍵的識別需要軟件分別掃描行線和列線，根據(jù)掃描結(jié)果判畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 15 頁 共 35 頁 斷具體按下的按鍵。編碼鍵盤使用方便，所需程序簡單，但硬件電路復(fù)雜。這是識別矩陣鍵盤按鍵是否按下的關(guān)鍵所在。 （ 3）用計(jì)算法或查表法得到鍵值。方法是對鍵盤的行線進(jìn)行掃描。 N 位 LED 顯示器需要 N 片LED 顯示塊拼接。在下一時刻，只讓下一位的位選線處于選通狀態(tài)，同時，在段選線上輸出相應(yīng)位將要顯示字符的字符碼。顯 示器亮度既與點(diǎn)亮?xí)r的導(dǎo)通電流有關(guān)，也與點(diǎn)亮?xí)r間和間隔時間的比例有關(guān)。 //選最右邊的 LED for(i=0。 數(shù)據(jù)與協(xié)議有 4 種模式 ， 即復(fù)位和復(fù)位應(yīng)答模式 ， 命令模式 ， 輸出數(shù)據(jù)模式和處理模式 ， 對IC 卡操作的每個命令由控制、地址和數(shù)據(jù)信號 3 個字節(jié)組成 ,每個字節(jié)都是先從低位開始傳送 ,其命令見表 。若連續(xù)輸入 32 個時鐘脈沖，主存儲器中的前 4 個字節(jié)地址單元中的內(nèi)容被讀出。在處理模式期間，可能實(shí)現(xiàn)下列幾種功能： (1)擦除和寫入(5ms)，相當(dāng)于 n=256 個時鐘脈沖 (時鐘頻率為 50kHz)； (2)只寫入不擦除 ()，相當(dāng)于 n=124 個時鐘脈沖； (3)只擦除不寫入 ()，相當(dāng)于 n=124 個時鐘脈沖。 IC 卡片可能出現(xiàn)的非法攻擊 模擬 IC 卡對于各種 IC 卡終端設(shè)備來說，其輸入輸出的信號是可以認(rèn)為模擬的。 對終端設(shè)備進(jìn)行仿造 :正在使用中的 IC 卡終端設(shè)備被人盜竊或拆卸，改裝，并使之成為對合法的 IC 卡或系統(tǒng)進(jìn)行攻擊的工具。根據(jù)現(xiàn)有的情況和以上的原則，對 IC 卡管理系統(tǒng)的安全性作了以下的一些考慮。 （ 2）設(shè)置止付名單 (黑名單 ) 系統(tǒng)可以直接通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)置止付名單，使得系統(tǒng)的每一個讀寫終端都拒絕特定 IC 卡，既方便又快捷。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，特 別是微電子技術(shù)、多媒體技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技的飛速發(fā)展，更尖端的 SystemonChip 技術(shù)、更完善的生物識別，以至于全球化的身份查詢和鑒定等等都能夠運(yùn)用在小小IC 卡上，也許不久的將來，我們只要有一張 IC 卡就能完成購物、上學(xué)、旅游、娛樂消費(fèi)、醫(yī)療保險等等事務(wù)，到那時，人們甚至可以帶一張小小的 IC 卡去周游世界。這里因?yàn)槊荑€也要在通訊線路上傳送，所以這 里 采用了兩極的措施確定最后的密鑰，儲存在讀寫終端中的密鑰有多個，但具體使用哪 1 個并不是固定的，系統(tǒng)經(jīng)常改變密鑰內(nèi)容，并選取使用不同的密鑰以加大安全系數(shù)。 PIN 碼由持卡人自己 掌握。 采用 IC 卡安全性技術(shù)應(yīng)遵循兩個原則 ： IC 卡管理系統(tǒng)具有較高的性價比。 解剖分析 IC 卡的內(nèi)部結(jié)構(gòu) ： 將 IC 卡的電路進(jìn)行分析，并利用較先進(jìn)的儀器設(shè)備測試 IC 卡的各種密碼的位置和狀態(tài)字，從而破譯整個系統(tǒng)。如何更加有效地防止各種可能的攻擊，保證 IC 卡系統(tǒng)的內(nèi)部信息在整個系統(tǒng)和卡片的生命周期之內(nèi)保持其完整、有效和真實(shí)，就成為 IC 卡實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要課題。 ： C L KI / O D O 0 D O 1 D O N 1 D O N0 1 2 NN 1 圖 輸出數(shù)據(jù)模式時序圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 22 頁 共 35 頁 輸出數(shù)據(jù)模式將 IC 卡中的數(shù)據(jù)傳送給外部接口設(shè)備 (IFD)的時序如圖 所示，輸出的順序是從每個字節(jié)的最低位 (LSB)開始，輸出結(jié)束時，需要再附加一個時鐘脈沖把 I/O 線置高。 表 IC 卡命令格式及功能 控 制0 0 1 1 1 0 0 10 0 1 1 0 0 0 10 0 1 1 1 1 0 00 0 1 1 0 1 0 00 0 1 1 1 0 0 0B 7 B 6 B 5 B 4B 3 B 2 B 1 B 00 0 1 1 0 0 0 0字 節(jié) 1 字 節(jié) 2地 址無 效地 址無 效地 址地 址A 7 ~ A 0地 址輸 入 數(shù) 據(jù)無 效地 址 輸 入 數(shù) 據(jù)輸 入 數(shù) 據(jù)無 效輸 入 數(shù) 據(jù)無 效D 7 ~ D 0數(shù) 據(jù)0 0 1 1 0 0 1 1字 節(jié) 3操 作比 較 效 驗(yàn) 數(shù) 據(jù)升 級 加 密 存 儲 器讀 加 密 存 儲 器寫 保 護(hù) 存 儲 器讀 保 護(hù) 存 儲 器升 級 主 存 儲 器讀 主 存 儲 器 IC