【正文】 《桂林市“一卡通”系統(tǒng)》總體設(shè)計(jì)方案
。 支持多種 EEPROM 容量選擇 ：可選擇 8K、 16K、 32K 字節(jié)EEPROM 空間。 支持多種通訊協(xié)議 ：接觸式支持 T＝ 0/1；非接觸支持 ISO14443 Type A /Type B 協(xié)議。 支持電子錢包 /存折功能 ：支持中國(guó)人民銀行金融卡電子錢包和電子存折應(yīng) 用。 支持線路加密、線路保護(hù)功能 ：防止通訊數(shù)據(jù)被非法竊取或篡改。其特點(diǎn)如下： 支 持多種硬件平臺(tái)。接觸式與非接觸式兩種通訊方式共享同一個(gè)處理器和 EEPROM。 它是在 TimeCOS / PBOC 的基礎(chǔ)上，根據(jù)城市交通一卡通應(yīng)用的需要，結(jié)合最新的雙界面卡技術(shù)，集接觸式與非接觸式接口功能于一個(gè)芯片的智能卡操作系統(tǒng)。 、 TimeCOS 雙界面 CPU 卡 、 TimeCOS/DI 近幾年來國(guó)內(nèi)各大城市紛紛展開以 IC 卡收費(fèi)為主導(dǎo)的信息系統(tǒng)建設(shè)，其中城市交通一卡通是主要的信息系統(tǒng)。 F： TimeCOS / SIM： 是國(guó)內(nèi)唯一獲得國(guó)際 GSM會(huì)員資格的卡片生產(chǎn)商，產(chǎn)品已經(jīng)在若干個(gè)省市試發(fā)成功。 《桂林市“一卡通”系統(tǒng)》總體設(shè)計(jì)方案 第 32 頁(yè) 共 98 頁(yè) E： TimeCOS / PSAM： PSAM 卡 是 CPU 卡應(yīng)用系統(tǒng)中起安全保密作用的核心部件， 應(yīng)用系統(tǒng)利用 PSAM 卡和用戶卡內(nèi)部保存的密鑰進(jìn)行雙向認(rèn)證，來保 障系統(tǒng)的高度安全。 C： TimeCOS / DI：該版本是在 TimeCOS / PBOC 的基礎(chǔ)上結(jié)合最新的雙界面卡技術(shù)，開發(fā)的最新一代支持接觸 /非接觸兩種通訊方式的 CPU 卡操作系統(tǒng)，該操作系統(tǒng)依然遵循中國(guó)金融 IC 卡技術(shù)規(guī)范，提供了接觸 /非接觸共用環(huán)境下使用的條件。該系統(tǒng)具有自身獨(dú)自的特點(diǎn)，應(yīng)用于金融、保險(xiǎn)、醫(yī)療、證件、安全控制、稅務(wù)、工商、交通運(yùn)輸?shù)榷鄠€(gè)領(lǐng)域的通用 CPU 卡操作系統(tǒng)。 隨著 CPU 卡技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用需求的多樣化，以及更強(qiáng)的安全 《桂林市“一卡通”系統(tǒng)》總體設(shè)計(jì)方案 第 31 頁(yè) 共 98 頁(yè) 性，更靈活的使用方便性，及一卡多用功能的要求，我們針對(duì)不同的使用環(huán)境和技術(shù)要求，在通用卡操作系 TIME COS 的基礎(chǔ)上結(jié)合芯片技術(shù)和軟件技術(shù)的進(jìn)步，遵循 ISO781 ISO1444 PBOC 應(yīng)用規(guī)范、 JAVA CARD 等一系列標(biāo)準(zhǔn)，推出了如下述一系列 CPU卡操作系統(tǒng)。 關(guān)于 CPU 卡的操作系統(tǒng)，我們推薦我們公司自主版權(quán)的操作系統(tǒng)TimeCOS，下面對(duì) TimeCOS 操作系統(tǒng)以及 TimeCOS 雙界面 CPU 卡做以下介紹 、操作系統(tǒng) TimeCOS TimeCOS 是德生集團(tuán)依靠自身的技術(shù)力量與經(jīng)驗(yàn)開發(fā)的符合ISO7816 標(biāo)準(zhǔn)，具有自身獨(dú)自的特點(diǎn)，應(yīng)用于金融、保險(xiǎn)、醫(yī)療、證件、安全控制、稅務(wù)、工商、交通運(yùn)輸?shù)榷鄠€(gè)領(lǐng)域的通用 CPU 卡操作 系統(tǒng)。 SIEMENS的雙界面 CPU卡即將推出。 TYPE A 標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)確定，目前市場(chǎng)上的代表產(chǎn)品為飛利浦公司的 MIFARE PRO 卡。 目 前的雙界面 CPU卡既支持接觸式界面（依據(jù) ISO78163 標(biāo)準(zhǔn)） 《桂林市“一卡通”系統(tǒng)》總體設(shè)計(jì)方案 第 30 頁(yè) 共 98 頁(yè) 數(shù)據(jù)傳輸，又支持非接觸式界面（依據(jù) ISO14443 標(biāo)準(zhǔn)）數(shù)據(jù)傳輸。雙界面 CPU 卡具有兩種界面，可以充分方便使用者。這樣用戶可以與銀行聯(lián)合發(fā)卡，既滿足了自身的需要，又滿足了銀行的要求，實(shí)現(xiàn)了一卡通。 其次，雙界面 CPU 卡可以真正實(shí)現(xiàn)一卡多用，滿足一卡通的要求。這樣雙界面 CPU 卡繼承了 CPU 卡的高度安全性，通過一系列的安全認(rèn)證，加密，線路加密，線路保護(hù)，使卡片具有了高度安全性。 首先雙界面 CPU 卡是真正的 CPU 卡，接觸和非接觸部分僅僅是卡片與外部通信的方式不同，接觸部分使用電壓，非接觸部分使用電磁波通信。這樣可以根據(jù)應(yīng)用環(huán)境、特點(diǎn)，靈活地選擇卡片的通訊方式，極大地?cái)U(kuò)展了 IC 卡應(yīng)用范圍 《桂林市“一卡通”系統(tǒng)》總體設(shè)計(jì)方案 第 29 頁(yè) 共 98 頁(yè) 雙界面 CPU 卡的問世，真正使非接觸卡，甚至可以說 IC 卡的應(yīng)用進(jìn)入大規(guī)模使用階段。雖然邏輯加密卡的成本較低，但是無法一卡多用，非接觸讀寫設(shè)備的成本比接觸讀寫設(shè)備的成本高很多，導(dǎo)致平均成本非常高。這就是說卡片內(nèi)部基于安全因素，只能有小額錢包，不可能有電 子存折。雖然目前有一些應(yīng)用，但是一些明顯的不足阻礙了它們的大規(guī)模應(yīng)用。另一類主要是 HID 卡，該卡只能存儲(chǔ)并輸出一個(gè)序列號(hào)，一般要求網(wǎng)絡(luò)支持，目前主要是用于門禁系統(tǒng)?？梢哉f，非接觸式 IC 卡兼具磁卡、接觸式 IC 卡、條碼卡的所有特點(diǎn)，并在安全、可靠性、使用方便等方面克服了 接觸式 IC 卡因芯片外露，易受污染及接觸不良等問題。這種卡也可用于對(duì)速度要求較高或插入、拔出不可行的應(yīng)用環(huán)境。 非接觸式 IC 卡的信息傳遞是通過卡內(nèi)天線與讀卡器之間接受和 《桂林市“一卡通”系統(tǒng)》總體設(shè)計(jì)方案 第 28 頁(yè) 共 98 頁(yè) 發(fā)送信息來進(jìn)行的，省去了手工插入和拔出的動(dòng)作。有時(shí)非接 觸式 IC 卡又叫射頻卡、感應(yīng)卡。 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)。包括：在卡與讀寫間傳送的命令和應(yīng)答信息內(nèi)容；在卡中的文件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及訪問方法；定義在卡中的文件和數(shù)據(jù)訪問權(quán)限及安全結(jié)構(gòu)。 ? ISO78163： 規(guī)定卡的電信號(hào)和傳輸協(xié)議。卡的物理特性中描述了卡應(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。 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織從 1987 年開始，相繼制定和頒布了 CPU 卡的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。同一張卡，在不同的國(guó)家、不同的環(huán)境下都要能夠使用。我們?cè)陂_發(fā)自己的應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)該參照已有的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)完整的安全協(xié)議。 目前在金融領(lǐng)域中，國(guó)際上各大集團(tuán)、大公司已經(jīng)針對(duì) CPU 卡制定了一些應(yīng)用的協(xié)議，比如， Europay、 MasterCard 和 VISA 三大國(guó)際組織聯(lián)合制定了一套 EMV 規(guī)范－《支付系統(tǒng)用的集成電路卡規(guī)范》，它詳細(xì)定義了 CPU 卡在支付系統(tǒng)中應(yīng)用的各方面細(xì)節(jié)，從數(shù)據(jù)元、文件 結(jié)構(gòu)到交易過程。 D、 CPU 卡應(yīng)用系統(tǒng)的安全性 一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)安全與否是取決于其所有環(huán)節(jié)安全性是否可靠，而不僅僅是 CPU 卡是否安全可靠。 操作系統(tǒng)通過下面幾方面保證卡中數(shù)據(jù)的安全： 卡內(nèi)文件的讀寫操作完全按照該卡在個(gè)人化時(shí)確定的權(quán)限進(jìn)行，有密碼 時(shí)，需要在卡內(nèi)驗(yàn)證了密碼才能對(duì)文件操作。 C、 CPU 卡操作系統(tǒng)的安全性 CPU 卡的操作系統(tǒng)是保證整個(gè)卡的安全性的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。對(duì) DF 訪問的控制條 《桂林市“一卡通”系統(tǒng)》總體設(shè)計(jì)方案 第 25 頁(yè) 共 98 頁(yè) 件存入 MF 中。在個(gè)人化過程中，可以設(shè)定文件的訪問權(quán)限。當(dāng)芯片被封裝到塑料卡片中形成 CPU 卡后， IC卡生產(chǎn)廠商可以把預(yù)處理數(shù)據(jù) (如卡序列號(hào)、廠商代碼等 )寫入卡中的EEPROM中，并把卡個(gè)人化密鑰寫入讀保護(hù)存儲(chǔ)區(qū)，每張卡有一個(gè)個(gè)人化密鑰，用來保護(hù)該卡不被非法初始化為偽卡。這可防止偷竊到芯片的竊賊偽造 IC 卡。 CPU 卡芯片出廠前，芯片中的數(shù)據(jù)被一個(gè)制造商密鑰保護(hù)起來。 隨 著技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，還有源源不斷的新技術(shù)可以用來保護(hù) CPU卡芯片，避免其中數(shù)據(jù)被非法獲取以及 CPU卡芯片被濫用。 《桂林市“一卡通”系統(tǒng)》總體設(shè)計(jì)方案 第 24 頁(yè) 共 98 頁(yè) ? 卡內(nèi)晶振和時(shí)鐘，以保證芯片不被外部時(shí)鐘控制。 ? 控制對(duì)存儲(chǔ)器的訪問權(quán)限，例如只允許卡內(nèi)程序修改某區(qū)域中的參數(shù)。 A、 CPU 卡的安全性 CPU 卡用的芯片的安全性是整個(gè) CPU 卡安全性的基礎(chǔ)。 、 CPU 卡的安全性 CPU 卡從設(shè)計(jì)和生產(chǎn)環(huán)節(jié)就有多種措施，從物理上和邏輯上保證卡的安全性。 卡片應(yīng)用： 持卡人用卡完成各種卡的功能。 安裝發(fā)行密鑰： 將發(fā)行單位的密鑰寫到卡上。 卡片封裝： 將掩模好的模塊鑲嵌到塑料基片中。 芯片制造模塊封裝卡片制造卡片封裝卡片初始化安裝發(fā)行密鑰卡片個(gè)人化卡片應(yīng)用卡片銷毀 《桂林市“一卡通”系統(tǒng)》總體設(shè)計(jì)方案 第 23 頁(yè) 共 98 頁(yè) 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。 2. 、 CPU卡生產(chǎn)流程 一張卡從制造出來到銷毀的整個(gè)過程成為生命周期。 COS 的功能包括：傳輸管理、文件管理、安全體系、命令解釋。 PC 機(jī)的 DOS 是開放式的操作系統(tǒng)，而 COS 則很注重安全， COS通常都有自己的安全體系。 網(wǎng)絡(luò)要求不高，可脫機(jī)工作： CPU 卡的絕對(duì)安全可靠性和大容量的特點(diǎn)使其在應(yīng)用中對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性、敏感性要求降低，有利于在網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量不高的環(huán)境中應(yīng)用。 使用簡(jiǎn)單： 智能卡的讀寫機(jī)構(gòu)比磁卡的讀寫機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠，造 價(jià)便宜，容易推廣，維護(hù)簡(jiǎn)單。 使用壽命長(zhǎng)： 信息可讀寫十萬次。 使用方便： 體積小而且輕，非常便于攜帶。 下面就 CPU卡著重進(jìn)行詳細(xì)介紹。 從 IC 卡芯片的分類來看：存儲(chǔ)器卡上數(shù)據(jù)無任何保密性，數(shù)據(jù)完全公開；邏輯加密卡只是簡(jiǎn)單的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫保護(hù)，一旦口令外泄卡上數(shù)據(jù)也是完全公開；而 CPU卡則可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行絕對(duì)的保護(hù)，設(shè)計(jì)者通過安全機(jī)制可控制數(shù)據(jù)的保密性，從而完全對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行保密。 CPU卡中數(shù)據(jù)可分為外部讀取和內(nèi)部處理 (不許外部讀取 ) 部分，以確?？ㄖ袛?shù)據(jù)的安全可靠。 CPU卡 卡內(nèi)的集成電路包括中央處理器 CPU、可編程只讀存儲(chǔ)器EEPROM、隨機(jī)存儲(chǔ)器 RAM 以及固化在只讀存儲(chǔ)器 ROM中的卡內(nèi)操作系統(tǒng) COS(Chip Operating System)。 、 IC 卡芯片種類 按所嵌的芯片類型的不同， IC 卡可分為三類： 存儲(chǔ)器卡 卡內(nèi) 的集成電路是可用電擦除的可編程只讀存儲(chǔ)器 EEPROM，它僅具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，沒有數(shù)據(jù)處理能力。 ? 金融卡應(yīng)用：例如用 IC 卡作為信用卡，儲(chǔ)蓄卡，付款卡，電子錢包，社會(huì)保障卡，交通自動(dòng)交費(fèi)卡，電子車票，收費(fèi)卡 (水、電、煤氣等 )。D，美國(guó)的摩托羅拉 Motorola 和 Atmel，法國(guó)的 Gemplus 和 Thomson 等相繼投入了 IC卡芯片的開 發(fā)生產(chǎn)。 1976 年法國(guó) BULL公司首先制造出 IC 卡產(chǎn)品，并將此技術(shù)應(yīng)用到金融、交通、醫(yī)療、身份證等多個(gè)行業(yè)。 IC 卡的概念是在 70 年代初提出來的。 D、可擴(kuò)展性：為逐步納入未來的應(yīng)用行業(yè)的留有方便的實(shí)現(xiàn)方式。 B、通用性：實(shí)現(xiàn)一卡多用。 《桂林市“一卡通”系統(tǒng)》總體設(shè)計(jì)方案 第 18 頁(yè) 共 98 頁(yè) 二、 IC 卡解決方案 《桂林市 “一卡通”系統(tǒng)》的核心是利用 IC 卡作為一種電子貨幣，來代替現(xiàn)金作為市民日常消費(fèi)的支付手段，所以 IC 卡的選性問題則成為系統(tǒng)建設(shè)成功的關(guān)鍵。 ? 配合 IC 卡管理中心，培訓(xùn)本行業(yè)有關(guān)人員。 ? 配合 IC 卡管理中心，采購(gòu)設(shè)備，并對(duì)采購(gòu)的設(shè)備進(jìn)行安裝、調(diào)試。它的職能有： ? 負(fù)責(zé)規(guī)劃本行業(yè)的應(yīng)用規(guī)模，制定消費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。 、銀行方 是系統(tǒng)資金的管理機(jī)構(gòu)，一方面負(fù)責(zé)匯集售卡、充值資金，一方面負(fù)責(zé)根據(jù)管理中心的資金劃撥通知單將資金劃撥到各個(gè)應(yīng) 用行業(yè)指定的帳戶上，實(shí)現(xiàn)卡的交易。 ? 為接入到管理中心的各 IC 卡應(yīng)用行業(yè)的子系統(tǒng)提供接入原則和接入標(biāo)準(zhǔn)。 ? 該管理中心向下連接各應(yīng)用行業(yè)，根據(jù)各應(yīng)用行業(yè)上傳的交易數(shù)據(jù)，按照交易量、費(fèi)率表，以及其它相關(guān)規(guī)則為清算中心（或銀行）提供應(yīng)用行業(yè)的清算結(jié)果。 ? 為系統(tǒng)內(nèi)各應(yīng)用行 業(yè)的交易進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理和安全管理。 ? 負(fù)責(zé) IC 卡的發(fā)放及發(fā)卡、儲(chǔ)值網(wǎng)點(diǎn)的建設(shè)和管理。 管理中心的業(yè)務(wù)職能如下： ? 負(fù)責(zé)落實(shí)系統(tǒng)的總體規(guī)劃，開展方案論證，技術(shù)選型，項(xiàng)目建設(shè)資金籌措。 ? 負(fù)責(zé)出面簽定有關(guān)商務(wù)合同。 ? 是 IC 卡儲(chǔ)值最終負(fù)責(zé)機(jī)構(gòu)。 ? 是 IC 卡發(fā)行總中心。 ? 是 IC 卡應(yīng)用系統(tǒng)的組織者和系統(tǒng)維護(hù)與安全的負(fù)責(zé)機(jī)構(gòu)。它負(fù)責(zé)系統(tǒng)的統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設(shè)、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一發(fā)卡、統(tǒng)一清算、統(tǒng)一維護(hù)、統(tǒng)一監(jiān)控，隸屬于項(xiàng)目公司 。 數(shù)據(jù)收集點(diǎn)，不管是從消費(fèi)終端向管理中心上傳數(shù)據(jù)，還是從管理中心向消費(fèi)終端下載數(shù)據(jù)，都是原樣傳遞，不做任何的改動(dòng)處理，保證兩邊的數(shù)據(jù)一致。 數(shù)據(jù)收集點(diǎn)一般和應(yīng)用行業(yè)管理中心混合，即由行業(yè)部門進(jìn)行管理，只是功能相對(duì)獨(dú)立。 消費(fèi)終端一方面通過 IC 卡，向居民收費(fèi)，一方面記錄居民的有關(guān)消費(fèi)信息，供行業(yè)部門進(jìn)行管理。 、消費(fèi)終端 是居民用卡進(jìn)行消費(fèi) 的地方。 、售卡、充值點(diǎn) 負(fù)責(zé)向居民售卡，給居民 IC 卡充值。 記錄用戶信息，用卡號(hào)標(biāo)記卡，用身份證號(hào)碼標(biāo)記使用者，對(duì)于不能用身份證標(biāo)記的，用一個(gè)特殊號(hào)碼標(biāo)記，這個(gè)號(hào)碼要作到全國(guó)統(tǒng)一，與身份證號(hào)碼不能交叉?！耙豢ㄍā毕到y(tǒng)信息流43 《桂林市“一卡通”系統(tǒng)》總體設(shè)計(jì)方案 第 14 頁(yè) 共 98 頁(yè) 林城市通卡。