智能卡应用系统-黄淼云.docx

1、智 能 卡 应 用 系 统黄 淼云李 也白 等 编著 王 福成清 华 大 学 出 版 社( 京) 新登字 158 号内 容 简 介本书主要由三部分组成。第一部分包括芯片、智能卡操作系统、智能卡操作系统的开发系统及卡具; 第二部分是与智能卡应用系统有关的技术, 如数据库技术、V isual Basic 语言; 第三部分介 绍从两个不同 的途径实施智能卡应用系统的方法。全书分 13 章。包括概述、CRW 系列 IC 卡读卡器、T imeCos V 2. 0 卡操作系统、T imeCO S V 2. 0 应用 开发工具、CIU 9208 智能卡芯片、ZCOS V 1. 0 智能卡操作系统、CIU 9

2、2 智能卡 COS 开发系统、中同卡操 作系统 ZT CO S 与读卡器、中同卡开发工具包、数据库技术、概述 V isual Basic 5. 0、CIU 92 开发系统建立 的智能卡应用系统等。版权所有, 翻印必究。 本书封面贴有清华大学出版社激光防伪标签, 无标签者不得销售。图书在版编目( CI P) 数据智能卡应用系统/ 黄淼云, 李也白, 王福成等编著. 北京: 清华大学出版社, 2000 I SBN 7-302-03879-1. 智. . . . 黄. . . 李. . . 王. . . . 智能卡应用 . T P 333中国版本图书馆 CIP 数据核字( 2000) 第 37151

3、 号出 版 者: 清华大学出版社( 北京清华大学学研大厦, 邮编 100084) htt p: / / w ww.tup.t singhua .edu .cn责任编辑: 刘 彤印 刷 者:发 行 者: 新华书店总店北京发行所开 本: 787 1092 1/ 16 印张: 14.75 字数: 350 千字版 次: 2000 年 月第 1 版 2000 年 月第 1 次印刷书 号: ISBN 7-302-03879-1/ T P2338印 数: 0001定 价: 元前 言世 纪之 交,“金 卡工程”作 为我 国信息 化建 设的 基础工 程已 初见成 效, 经 过几 年的 努 力, 以金融电子货币为

4、代表的 IC 卡技术已进入蓬勃发展时期。随着信用卡、电话卡、就餐 卡的普遍应用, IC 卡作为 信息化的标志已深 入人心, IC 卡的 应用取 得了初步 的社会和 经 济效益, 且必将得到越来越广泛的应用。智能卡是 IC 卡家族中 的一大成员, 智能 卡应用系 统是一个 庞大的 系统工程, 尤其 是 当前在智能卡芯片、智能卡操作系统、智能卡操作系统应用开发平台及智能卡卡具等技术 还未能全部实现标准化和规范化的情况下, 了解一些有代表性的智能卡芯片、智能卡操作 系统、智能卡操作系统应 用开发平台及智 能卡卡 具技术, 对传播 智能卡 知识、推动智能 卡 应用是极有好处的, 这也是编著本书的主要目

5、的。在编写本书的过程中, 得到了北京握奇数据系统有限公司、中国华大集成电路设计中 心、清华同方股份有限公司的大力支持。本书的第 2, 3, 4 章由北京握奇数据系统有限公司 提供资料和组织编写; 第 5、6, 7, 12 章由中国华大集成电路设计中心( M CE 部) 提供资料, 第 8、9 章由清华同方股份有限公司( IC 卡部) 提供资料。 李也白和黄淼云 和王福成审阅、 组织、编著了上述三公司 提供的资料及 材料; 第 10, 11 章由王福 成和黄 淼云编著; 第 1 章 内容提要和前言由黄淼云编写。在此要特别一提的是, 在智能卡芯片技术、智能卡卡操作 系统、智能卡卡操作系统的开发平台

6、及其读卡器等技术方面, 上述三个公司为发展我国的 I C 卡事业, 与编著者一起完成了。我们在此感谢北京握奇数据系统有限公司、中国华大集 成电路设计中心( M CE 部) 、清华同方股份有限公司( IC 卡部) 为本书所做出的贡献。本书详述了开发智能卡应用系统的全过程。编著本书的作者均为计算机应用软件的 研究与开发人员, 李也白是北方工业大学计算机学科的教授, 黄淼云和王福成分别为国家 有色金属工业局北京矿产地质研究所和辽宁有色地质勘查局的高级工程师和工程师。作 为 本 书的 作 者, 我 们 力 争 最 好, 但 限 于 经 历 和 学 识, 一定 有 不 足 之 处, 欢 迎 批 评 指正

7、。编著者1999 年 4 月目 录第 1 章 概述 I C 卡11. 1 国外 IC 卡市场11. 2 IC 卡在我国11. 3 我国集成电路卡注册管理办法31. 4 IC 卡51. 5 智能卡101. 6 智能卡操作系统111. 7 智能卡发卡系统121. 8 智能卡应用系统121. 9 读卡机具121. 10 I C 卡的最新动态141. 11 大容量 I C 卡的前景14第 2 章 CR W 系列 I C 卡读卡器162. 1 CRW 系列 I C 卡读卡器162. 2 CRW 系列 I C 卡读卡器安装192. 3 随 CR W 系列 IC 卡读卡器附带的软件192. 4 C 语言接口

8、函数332. 5 Visual Basic 5. 0 环境下 I C 卡函数使用示例42第 3 章 T imeCOS V2. 0 卡操作系统453. 1 T imeCOS V2. 0 的特点453. 2 T imeCOS V2. 0 的内部结构453. 3 T imeCOS V2. 0 的技术性能463. 4 T imeCOS V2. 0 的构成463. 5 T imeCOS V2. 0 的安全体系473. 6 命令与应答483. 7 T imeCOS V2. 0 的文件结构483. 8 T imeCOS V2. 0 的命令49第 4 章 T imeCOS V2. 0 应用开发工具664. 1

9、 综述664. 2 系统安装664. 3 系统操作674. 4 联机帮助76目 录4. 5 应用模式77第 5 章 CI U9208 智能卡芯片785. 1 概述785. 2 CPU795. 3 R AM905. 4 R OM / E E PR OM915. 5 串口92第 6 章 Z COS V1. 0 智能卡操作系统简介956. 1 概述956. 2 安全管理976. 3 命令结构100第 7 章 CI U92 智能卡 COS 开发系统1027. 1 CIU 92 开发系统的安装1027. 2 CIU 92 开发系统工作平台1027. 3 菜单106第 8章 中同智能卡操作系统 Z TCO

10、S1248. 1 概述 ZT COS1248. 2 ZT COS 文件1268. 3 中同卡文件结构示例1288. 4 ZT COS 的安全体系结构1318. 5 中同卡指令集1328. 6 读卡器149第 9章 中同卡( 版本 1. 0) 开发工具包1549. 1 系统安装1549. 2 中同卡所支持的应用命令1549. 3 关于配置文件1629. 4 中同卡交易演示环境162第 10 章 数据库技术16710. 1 概述数据库技术16710. 2 设计数据库17110. 3 定义数据库( 数据库的物理设计)17310. 4 数据库的数据装载17710. 5 数据库的应用与维护178第 11

11、 章 概述 Visua l Basic5. 018311. 1 集成式开发环境18311. 2 主窗体界面183智能卡应用系统11. 3 应用窗体设计准备18411. 4 控件属性18511. 5 控件的添加18511. 6 事件与程序代码18611. 7 用数据控件访问数据库18711. 8 用 V isual Basic5. 0 访问数据库19411. 9 报表打印198第 12 章 CI U92 开发系统建立的智能卡应用程序20712. 1 创建一个工程20712. 2 编写程序代码20812. 3 组织工程中的程序代码文件21212. 4 编译21212. 5 两个重要的子程序2121

12、2. 6 开发应用的基本流程及技巧214第 13 章 智能卡应用系统21613. 1 图示智能卡应用系统21613. 2 智能卡应用系统( 演示) 文件结构21613. 3 智能卡应用系统的用户界面21713. 4 设置通信端口21713. 5 用演示环境直接写卡或读卡21913. 6 从数据库取记录写卡225第 1 章 概述 I C 卡1. 1 国外 I C 卡市场 目前, 全球 IC 卡( 集成电路卡) 市场基本上被法、美、日等国垄断。就 I C 卡的发展模式 看, 法国是政府主导型, 日本是官民合办型, 美国是民间导向型。据 Dataqu 统计, 1989 年全 球 IC 卡销售量近5

13、000万张, 1990 年增至7 000万张, 1991 年突破 1 亿张, 1993 年达 1. 4 亿张, 1994 年升至 1. 7 亿张, 到 1995 年已突破 2 亿张, 而 1997 年的销售量估计超过 3 亿张。 法国是推出 I C 卡最早的国家, 也是使用 I C 卡最多、最好的国家, 是生产厂商最多、技 术水平领先的国家, 如在金融财务领域里使用的 IC 卡为全球之冠, 仅 1989 年就达 500 万 张, 占 全球 I C 卡的 1/ 10。生 产 IC 卡的 厂 商 也很 多, 比 较 有名 的 有 Gemplus, SAGE M , Bull, CK D, E SD

14、, CIS, SG 2 等。其中尤以 Gemplus 生产的 SIM 卡最为著名。据 1995 年的 数字统计, Gemplus 已为世界各地提供了近 400 万张 SI M 卡, 占全球 SI M 卡 48% 以 上的 份额。世界前 10 位的 GSM 运营者有半数以上采用的是 Gemplus 的 SIM 卡, 该卡生产能力已超过1 000万张/ 年, 以满足日益扩大的 SI M 卡市场。美国在 IC 卡的研制上滞后于法国, 在应用方面也不如法国和日本。但近几年, 美国政 府积极支持并参与 IC 卡的研制、应用与发展。此外, 美国民间 IC 卡产业的发展也很迅速, I C 卡 生 产 厂 商

15、 越 来 越 多, 如 Dat a car d, A T &T , L ogi car d, A SI , Battelle, Memor ial,I nst itut e 等。以 Data car d 公司为例, 它是世界著名的 IC 卡及系统服务公司之一, 据称其 生产的智能卡销往 90 多个国家和地区。通过强大的全球销售网, 如 Data car d 的子公司、 合资公司、代理商及配销系统等, 其 I C 卡产业很快就超过了法国和日本而居领先地位。日本的 I C 卡产业发 展也非常迅速。由于 市场不断扩大, 发行量大 幅度增长, 所以 I C 卡 制 造 厂 商 不 断 扩 大, 除 官

16、 方 外, 仅 地 方 公 司 就 有 NE C、T oshiba、Casio M icr o Car d、 O kidenki 等。为夺取 IC 卡市场优势, 扩大市场范围, 日政府如通产省、邮政省、大藏省、厚 生省等都积极参与 I C 卡的研制、发行及应用推广工作, 使 IC 卡产业的各个环节都得到顺 利的发展。例如, 日本厚生省实行健康保险证 IC 卡, 用于提高医疗单位看病效率和简化医 疗保险费支付手续; 而日本邮政省则实行了多功能 IC 卡, 它可用于存取款、保险及邮资等 方面, 与百货公司 POS 系统联网, 可购物付款, 也可用于通信。显然, IC 卡产业间的国际竞争日益激烈。1

17、. 2 I C 卡在我国金卡工程是 1993 年由江泽民总书记亲自提出、以电子货币应用为重点而启动的各类 卡 基应 用系 统 工程。 它 涉及 众 多部 门, 是 一 项跨 部 门、跨 地区、跨 世 纪 的庞 大 社会 系 统 工程。2智能卡应用系统金卡工程经历了 1993 至 1994 年的组织发动 阶段。1993 年 7 月电子部 提出了关于 在我国实施金卡工程的总体设想; 同年 9 月, 宣布正式启动金 卡工程, 并先后成立了跨 5 个部门 的全国金 卡工程 办公室和 跨 10 个部门 的国家金 卡工程 协调 领导小 组, 12 个试 点 城市的金卡领导小组及办公室; 人民银行牵头编写了

18、我国信用卡业务总体需求和设想; 金 卡办编写了金卡工程总体 设想、金 卡工程总体业 务需求书 、金卡工程 试点城市 条 件; 1994 年 6 月, 确定了首批 12 个省市 进行金 卡工程试 点; 7 月国 家经济信 息化联席 会 议批准了全国金卡办提出的金卡 工程 10 年 规划目标和任务; 12 个试点省、市已实现 了同 城跨行 AT M / POS 联网运行和信用卡业务联营。上海市和青岛市的金卡工程试点已通过 了国家金卡办组织的国家级验收。1995 至 1997 年为金卡工程的城市试点阶段。金卡协调 领导小 组先后召 开了两 次全国金 卡工程试 点城市 工作会议, 3 次国家 金卡 办

19、的专 题工 作 会议, 4 次国家金 卡工程 领导小组 会议, 共编写 了 60 余期金卡 简报, 发出 了 50 多个 宏 观指导性文件, 使金卡工程始终沿着预定的规划目标稳步、有序地发展。1998 年 12 月 15 日, 国家金 卡工程协 调领导 小组 办公室 在北 京举行“集成电 路卡 注 册证书颁证仪式暨新闻发布会”, 对首批获得 I C 卡注册的单位颁发了注册证书, 这表明我 国 I C 卡生产和应用已经逐 步迈入规范化管理 的轨道。IC 卡目前已 在许多领域得到 了广 泛的应用, 取得了初步的社会效益和经济效益。据不完 全统计, 1998 年 全国 IC 卡发行 量为 8 000

20、多万 张, 比去年 同期 增长 200% , 目 前已在金融、商贸、交通、电 信、医疗、卫生、社 会保障、旅游人 口管理 以及公共 事业收费 管 理等领域得到广泛应用, 并取得初步成效。目前, 国内 I C 卡生产主要是引进国外的后道封装制卡生产线和 IC 卡模块生产线。其 中, 后道封装生产线有 26 条以上, 年生产能力 达 12 亿 张以上; I C 卡 模块生产线有 5 条以 上, 年生产能力达5 000万块以上。IC 卡后道封装线主要是买国外的模块制卡。PV C 卡基 由国内 磁卡生产 厂商和 国外厂商 供货, 引进模 块基本是 德国 SIE M E N S 和美 国 AT M E

21、L 的, 型号和品种以逻辑加密型存储器卡模块为主。1995 年我国 IC 卡产量占世界总产量的 0. 3% 0. 4% , 在 IC 卡市场占有率上, 我国比美国、日本约差 2 个数量级。据中国半导体 行业协会和电子部统计, 在 I C 卡销售额上列前 6 位的国内企业是首钢 N EC 公司、天津摩 托罗拉公司、华晶公司、上海贝岭微电子公司、上海先进半导体公司、华越微电子公司。上 述 6 家公司 IC 卡销售总额占全国 I C 卡销售额的 92. 29% 。据不完全统计, 目前国内 IC 卡 发行量在1 500万张左右, 其中国内生产约占 60% , 国外直接进口成卡约占 40% 。电子信息产

22、业部门为满足国内蓬勃发展的 I C 卡市场, 涌现了一批 I C 卡和 IC 卡配套 机具的开发、研制、生产企业, 使我国 IC 卡产业进入初创阶段。电子部组织骨干企事业单 位, 已陆续开 发成功多 种 I C 卡芯 片、模块、IC 卡 读写 设备、智能 卡操 作系统 COS 等系 列 产品和各类应用系统, 并已批量投产和实际应用。长城和华大集成电路设计中心先后研制 成功了自主版权的 CP U 卡芯片, 这标志着初创中的我国 IC 卡产业迈上了一个新的台阶, 同时, 也为各部门 IC 卡应用的安全与可靠奠定了坚实的物质基础。I C 卡在通信方面, 主要应用于移动通信和公用电话。在医疗卫生和 计

23、划生育管理方 面, 卫 生部计划 发行医 疗 I C 卡, 主要用于 记录或查 询 医疗特征信息等, 国家计生委等准备组织实施育龄妇女计划生育 IC 卡。第 1 章 概述 IC 卡3I C 卡 在交 通领 域, 主 要用 于汽 车驾 驶员 管 理、公路 收费、公 交或 地 铁自 动 售票 等 方 面。目前公安部已开始组织实施“中华人民共和国机动车驾驶员违章处理 IC 卡”计划, 已 完成标准规范起草, 并通过专家审定。I C 卡在社会保险方面, 主要用于医疗保险、失业保险、养老保险、儿童免疫接种等。目 前海南、深圳、大连等地已发行保险 I C 卡, 北京、大庆、江苏、浙江等已计划实施。I C

24、卡在企事业内部管理方面, 主要用于单 位职工内部管理、场区内部 通行控制、校园 师生管理、以及旅游饭店 IC 卡门锁、饭店内部消费等等。在企事业单位 管理方面, 国家工商局 准备发行 工商企 业监管 IC 卡, 目前 已在部分 省 市试点, 技术监督局开始发行组织机构代码卡等。还有税务卡, 许多省市已开始使用 IC 卡进行纳税的征收、管理和稽查, 目前国税总局 已与电子产业部门共同研制 I C 卡在税务系统的应用。还 有加 油 卡, 中 国 石 化 总 公 司 和 许 多 地 方 石油 公 司 都 在 组 织 建 立 IC 加 油 卡 收 费 系统。还有公用事业 收费卡, I C 卡电表、煤

25、气表、水表 已在许多城 市使用, 今后 将会在更 多 领域大面积推广使用。其他各类的卡, 如会员卡、优惠卡、购物卡等在许多行业和领域都有大量应用。另外, I C 卡在银行金融领域的应用也会逐步 增加。根据各应用 部门和地方省市 规划, 以及 一些 项目进展情况, 预计到 2000 年, 我国 IC 卡需求量累计达 4 亿张以上。1. 3 我国集成电路卡注册管理办法第一条 为加强对我国集成电路卡( 以下简称 IC 卡) 芯片和 IC 卡的制造, 以及 IC 卡 发行和应用服务的规范管理, 保证 IC 卡应用的便捷、安全可靠和金卡工程健康、有序的发 展, 制定本办法。第二条 国家金卡工程协 调领导

26、小组办公 室( 简称国家 金卡办) 是我 国 I C 卡注册 的 管理机构, 负责:( 一) 制定 I C 卡注册管理的方针和政策;( 二) 组织制定 I C 卡注册编码体系的建立、分配和管理办法; ( 三) 监督、检查 IC 卡注册服务情况;( 四) I C 卡注册管理中的其他事宜。第 三条 国家 I C 卡注 册中 心( 简称注 册中 心) 在国 家金卡 办的 授权和 领 导下, 负 责I C 卡注册和注册编码体系维护方面的日常工作, 其职责是: ( 一) 受理申请者提出的注册申请;( 二) 依据本办法对申请者的注册请求进行审核;( 三) 对审核通过者分配注册标识号并颁发注册证书;( 四)

27、 注册编码体系的日常维护以及注册信息的出版、发布; ( 五) 定期向国家金卡办报告注册情况;( 六) 完成国家金卡办交办的其他工作。4智能卡应用系统国家 I C 卡注册中心设在全国信息技术标准化委员会秘书处( 中国电子信息技术标准 化研究所) 。第四条 凡在我国从事以下业务活动的机构, 应按照本办法申请注册, 以获得相应的 注册标识号。( 一) 用于我国境内的 I C 卡芯片的提供机构, 应按照本 办法申请注册 IC 卡芯片 提供 机构标识号。已获得国际组织相应注册号的机构应在注册中心备案;( 二) 用于我国境内的 I C 卡的制造机构, 应按照本办法 申请注册 IC 卡制造机构 标识 号。已

28、获得国际组织相应注册号的机构应在注册中心备案;( 三) 在我国发 行面向 社会使用 或行业使 用的 IC 卡的 发卡机 构, 应 按照本办 法申 请I C 卡发卡机构标识号。已获得国际组织相应注册号的机构应在注册中心备案;( 四) 面向社会 使用或 行业使用 的 I C 卡应用, 应由 提供应 用服务的 机构按照 本办 法 申请注册 I C 卡应用标识号。第五条 申请 I C 卡芯片提供机构标识号的机构, 应满足以下条件:( 一) 经国家行业主管部门认可其提供的 I C 卡芯片可在我国境内使用的机构; ( 二) 提供的 I C 卡芯片应有符合国家标准的质量检验证明;( 三) 保证在 12 个月

29、内使用所申请的标识号; ( 四) 符合国家规定的其他条件。第六条 申请 I C 卡制造机构标识号的机构, 应满足以下条件:( 一) 经国家行业主管部门认可其制造、生产的 IC 卡可在我国境内使用的机构; ( 二) 制造的 I C 卡应有符合国家标准的质量检验证明;( 三) 采用的 I C 卡芯片应有 IC 卡芯片提供机构标识号; ( 四) 保证在 12 个月内使用所申请的标识号;( 五) 符合国家规定的其他条件。第七条 申请 I C 卡发卡机构标识号的机构, 应满足以下条件: ( 一) 经国家行业主管部门批准进行 I C 卡发卡业务的机构;( 二) 拟发行的 I C 卡应有 IC 卡芯片提供机

30、构标识号和 I C 卡制造机构标识号; ( 三) 保证在 6 个月内使用所申请的标识号;( 四) 符合国家规定的其他条件。第八条 申请 I C 卡应用标识号的机构, 应满足以下条件: ( 一) 依法设立的企业法人或事业法人;( 二) 具有提供相应应用服务的能力;( 三) 保证在 6 个月内使用所申请的标识号; ( 四) 符合国家规定的其他条件。第九条 申请注册应提交下列文件: ( 一) 注册申请表;( 二) 本单位介绍信或委托书;( 三) 本单位依法登记的文件复印件;( 四) 满足上述五、六、七、八条所述条件的证明文件;第 1 章 概述 IC 卡5( 五) 其他有关文件。第十条 申请者可以将本

31、办法第九条所要求的有关文件, 以电子邮件、传真、邮寄、送 达等方式提交注册中心, 提出注册申请。以电子邮件、传真方式提供的资料应在随后的 20 日内以邮寄或送达的方式将有关文件提交注册中心。第十 一条 注册 中心受 理申 请后, 在 30 个 工作 日内依 照本 办法 对注 册 申请 进行 审 核。若审核通过, 由注册中心书面通知申请者, 分配给相应标识号并颁发注册证书。若审 核未通过, 注册中心不予注册并将拒绝注册的原因书面通知申请者。第十二条 I C 卡注册按照先申请先注册的原则受理注册, 不受理预留。 第十三条 I C 卡注册标识号的使用:( 一) 对带 CPU 的 IC 卡, 本办法

32、中规定 的各类标 识号都必 须在芯 片中写入, 并且 一 经写入不得更改;( 二) 对不带 CPU 的 IC 卡, 必须将本办法 中规定的 IC 卡芯片提供 机构标识号 和 I C 卡发卡机构标识号写入芯片规定位 置, 并且一 经写入不得更改。I C 卡制造机构标识 号和 I C 卡应用标识号可以根据需要写入芯片的规定位置, 并且一经写入不得更改。第十四条 按照本办法注册的标识号必须按规定要求使用, 不得转借、挪用或更改使用。第十五条 本办法由国家金卡办负责解释和修改。 第十六条 本办法自颁布之日起施行。( 注: 此管 理办法由国家金 卡工程协 调领导小 组于 1998 年 4 月 3 日以

33、国金卡 1998003 号文件印发各有关单位。)集成电路卡注册管理办法颁布以来, 受到国内外有关部门和厂商的广泛重视, 有近 20 多个机 构提出了 注册申 请, 国 家 I C 卡注册 中心对符 合要求 的申请 单位 分配了 相应 的 I C 卡注册标识号。首批获得 IC 卡注册标识号的单位有: 中国华大集成电路设计中心和中 国长城计算机 集团公司获得 IC 卡芯片 提供机构 标识号; 上海长 丰智能 卡公司、深圳明 华 澳汉磁卡公司、天津环球 磁卡公司、航天金卡 公司、北京华旭 金卡公 司和北京 华民智能 卡 公司获得 IC 卡制造机 构标识号; 全国组织机构 代码管理 中心获 得 I C

34、 卡发卡 机构标识 号 和 I C 卡应用标识号。另外还有中电智能卡公司、韩国现代电子等公司也已提出注册申请 和备案, 国家 IC 卡注册中心正在按规定程序对其进行审查。1. 4 I C 卡I C ( I ntegr ated Cir cuit) 卡的英 文名有“I C Car d”,“Smar t Car d”等, 在我 国称“I C 卡”, 带 CPU ( 中央处理器) 的 I C 卡称智能卡。国际标准化组织( ISO ) 在 ISO7861 标准中规定的 I C 卡是指在聚氯乙烯 ( PVC ) 或聚 氯乙 烯酸 酯( PV CA ) 材料 制成 的塑 料卡 内 嵌入 微处 理 器和存储

35、器等 I C 芯片的数据卡。CPU 和存储器可以集成在一个芯片上。I C 卡是集成电路卡。在卡上, 封装有符合 I SO 标准的芯片, 有 6 或 8 个触点和外部设 备进行通信。在 I C 卡上可以有彩色图案和说明性文字。图 1-1 为 I C 卡示意图。6智能卡应用系统图 1-1 IC 卡示意图按 I SO 标准, 部分触点及其定义为: V CC: IC 卡工作电源;GN D: 接地;V PP : 存储器编程电源;CL K : 有关信号的定时与同步;I / O : 卡中串行数据的输入与输出; R ST : 复位信号;当 I C 卡插入 I C 卡读卡 器后, 各接点对 应接通, IC 卡

36、上的 超大规 模集 成电路 就开 始 工作。触点的位置如图 1-2; I C 卡基本内部结构如图 1-3。微 处 理 器 ( CP U )存 储 器( E E P R OM )程 序 ( R OM )与 外 部 通 信 外 部 的 确 认 内 部 的 数 据 管 理图 1-2 IC 卡触点的位置图 1-3 IC 卡基本内部结构 IC 卡 以其超 小的体积、先进 的集成 电路芯片 技术、独特的 功能和 保密 措施受 到了 广 泛的欢迎; I C 卡系统的最大特点是实现真正的脱机运行。所谓脱机运行是指 IC 卡系统不 依赖 PC 机就可以正常工 作, 可以自 动识别、判断、读写、记录、存储持卡人

37、的信息; 也 可以 将持卡人的信息传输给 PC 机。I C 卡存储容量大, 存储容 量可以从几 十字节到 几兆字 节; IC 卡使用方 便, 便 于携带; I C 卡有一系列加密措施, 能有效地防止密码被盗窃或破坏; I C 卡对网络的实时性、敏感性 要求较低; IC 卡的防磁、防静电、抗干扰等性能较好; I C 卡使用寿命长。目 前市 场 上 常 用 的 IC 卡 有 存储 卡、CPU 卡、非 接 触 式 I C 卡、光卡、非 接 触 式 智 能I C 卡。1. 4. 1 存储卡存 储卡, 也称记忆 卡( M emor y Car d) , 卡内 有具有存 储功能 的集成电 路存储 器, 有

38、 数第 1 章 概述 IC 卡7据存储器( E E PR OM ) 、工作存储器( R AM ) 或程序存储器( E PR OM ) 。 存储卡使用半导体存储器。存储器中所有存储单元的总和称存储容量。存储卡的最大容量目前为 512KB。读出/ 写入一个字的时间称读/ 写时间。读写器在送来地址及读命 令时, 即可将卡中内容读出, 读出时间约为几微秒( s ) ; 读写器在送来地址、要写入的 数据 和写命令时, 即可进行写 入, 写入 一个数据的 时间比读 出一个数 据时间 大得多, 一般需 要 510 毫秒( ms ) ;美国 AT M E L 或德国 SIE M E NS 公司有大容量( 51

39、2K B) 的芯片。据说这两家公司对 芯片的容量绝无再扩大的打算。目前我国市场上常见的大容量存储卡有 M W A45D041, 其主要性能为: 单电源 4. 5V 5. 5V ; 串行接口; 页编程操作, 264 B 每页; 两个 264 B 的数据缓冲存储器; 有内编程及控制的定时器; 快速页编程时间为 7ms; 页到缓冲存储器的输出时间为 80s; 低功耗 15mA 动态电流, 20A CM OS 待机电流; 最大时钟频率为 10M H z; 与 SPI 兼容; 与 CM OS 和 T T L 输入输出兼容; 工作温度范围为-2570。存储 卡 M W A 45D041 的容 量是 432

40、5376 位, 由 2048 页 组成, 除了 主存 储器外, 卡 内 还带有两个 264 B 的数据 缓存器, 当主存 储器在 擦除或编 程时, 缓存器 可以接收 数据, 这 样, 可以极大地提高工作速度。M WA 45D041 的引脚配置及功能见图 1-4 和表 1-1。图 1-4 M WA 45D 041 卡的引脚配置表 1-1 M WA45D041 卡的引脚功能 引脚名功能描述RESE T芯片复位RDY / BU SY空闲/ 忙SO串行数据输出CS片选SCK串行时钟输入 SI串行数据输入1. 4. 2 非接触 式 I C 卡非接触式 IC 卡又称射 频卡, 是 世界上最 近几年发 展起

41、来的 一项新 技术, 它将射频 识 别技术和 I C 卡技术结合起来, 解决了无源( 卡中无电源) 和免接触的技术问题。非接触式 I C 卡与接触式 IC 卡相比, 有以下特点:8智能卡应用系统 可靠性高。由于读写之间无机械接触, 避免了由于接触读写而产生的各种故障; 且 非接触式 I C 卡表面无裸露的芯片, 无芯片脱落、静电击穿、弯曲损害等后顾之忧。 操作方便。无 接触通信使读写 器在 10cm 范围 内就可以 对卡片 操作; 且非接触 式 I C 卡使用 时无方 向性, 卡片可以 任意方 向掠过读 写器表 面完成操 作, 既方 便又提 高了 使 用速度。 防冲突。非接触式 I C 卡中有

42、快速防冲 突机制, 能 防止卡片之间出 现数据干扰, 读 写器可以“同时”处理多张非接触式 I C 卡。 可以适应多种应用。非接触式 IC 卡的存储器结构上的特点适用于一卡多用, 可以 根据不同引用, 设定不同的密码和访问条件。 加密 性能好。非 接触式 IC 卡 的序号 是唯一的, 在出 厂前已 固化; 非接 触式 I C 卡 与读写器 之间 采 用 双 向 验 证 机 制, 非 接 触 式 IC 卡 在 处 理 前 要 与 读 写 器 进 行 3 次 相 互 认证。 非接触式 IC 卡使用射频识别技术。典型的射频识别系统由应答器和寻呼器组成。非 接触式 I C 卡卡片的电气部分由一个天线

43、和 A SIC 组成。 卡片的天线是几 组绕线线圈, 适 合于封装 到卡片中; 卡片 的 A SI C 由一个高 速的 RF ( 电感 耦合) 接口、一个控 制单元和 一 个 E E PR OM ( 可电擦可编程只读存储器) 组成。非接触式 I C 卡的工作原理是由读卡器向卡发射一组固定频率的电磁波, 其频率与读 卡器发射的相同, 在电磁波的激励下, L C 谐振电路产生共 振( 卡 内有 L C 串联谐振电 路) , 从而使电容内 有了电荷; 在这个电容的另 一端, 接有一 个单向导 通的电 子泵, 将电容内 的 电荷送到另一个电容内储存, 当所积累的电荷达 到 2V 时, 此电容可 作为电

44、源为其他 电路 提供工作电压, 将卡内的数据发射出去或接收读写器的数据。其读写设备就是寻呼器。目 前市场上见到的非接触式 I C 卡的最大容量为 128K B。1. 4. 3 光卡光卡( Optical Car d) 技术是计算机光盘存储技术的孪生兄弟, 出现于 20 世纪 80 年代 中期。光卡的记录介质是由半导体激光材料组成, 基板材料采用聚碳酸酩( 用于高速喷气 式飞机窗户的有机材料) 组成。该材料在耐用性方面是目前普通 IC 卡所采用的聚氯乙烯 ( PVC) 的 100 倍。光卡的大小与 IC 卡一样( 长 85.6mm、宽 54mm、厚 0. 76mm ) 。光卡是 能够存储并再生信息的大容量卡式媒体, 是利用半导体激光照射来记录和提取信息。光卡 的特点是: 容量大, 能存储 4. 2M B 的信息; 能保存文字、数据资料、照片、图片、图像资料; 安全性好, 不怕强电、强磁干扰; 可 靠性 好, 拥有 独特 的 信息 保密 手段, 可 以做 到 一卡 一码, 该 码无 法 用常 规方 法 读取; 读写信息速度快, 数据读取速度 26KB/ s , 数据写入速度 10KB/ s; 具有很强的兼容性, 光卡系统可以与现行的计算机各种各样的程序兼容; 用专利技术制造, 可以防备伪造, 且运用了多种加密技术; 使用简便;第 1 章 概述 IC 卡9