复旦微电子CPU卡FMCOS协议封装

头文件fmcos.h

 

#ifndef _FM_COS_H_
#define _FM_COS_H_

#define SW_OK           (0x9000)

// FMCos命令集
namespace FMCos
{
    // PCB初始化
    void pcbInit();

    // 擦除当前DF下所有文件（不包含Df目录本身）
    int eraseCommand(quint8* cmd);

    // 请求一个用于线路保护过程的随机数
    int getChallengeCommand(quint8* cmd, quint8 len);

    // 读取二进制文件内容
    int readBinrayCommand(quint8* cmd, quint16 offset, quint8 len);
    // 更新二进制文件内容
    int writeBinaryCommand(quint8* cmd, quint16 offset, const quint8* data, quint8 len);

    // 在密钥文件中增加密钥（密钥长度8字节）
    int writeLineKeyCommand(quint8* cmd, quint8 keyId, const quint8* key);
    int writeExternalKeyCommand(quint8* cmd, quint8 keyId, const quint8* key);
    int writeKeyCommand(quint8* cmd, quint8 keyId, quint8 type, const quint8* key);

    // 通过文件标识选择文件
    int selectFileCommand(quint8* cmd, quint16 fileId);

    // 建立文件系统，包含MF，DF和EF
    int createMfFileCommand(quint8* cmd);
    int createDfFileCommand(quint8* cmd, quint16 fileId, quint16 size, quint8 appId);

    int createKeyFileCommand(quint8* cmd, quint16 fileId, quint16 size);
    int createBinaryFileCommand(quint8* cmd, quint16 fileId, quint16 size);
    int createEfFileCommand(quint8* cmd, quint16 fileId, quint8 type, quint16 size);

    // 外部认证
    int externalAuthenticateCommand(quint8* cmd, quint8 keyId, const quint8* data);

    // 命令：CLA INS P1 P2 00，应答：SW1 SW2
    int command(quint8* cmd, quint8 cla, quint8 ins, quint8 p1, quint8 p2);
    // 命令：CLA INS P1 P2 Le，应答：Le 字节DATA SW1 SW2
    int command(quint8* cmd, quint8 cla, quint8 ins, quint8 p1, quint8 p2, quint8 le);
    // 命令：CLA INS P1 P2 Lc DATA，应答：SW1 SW2
    int command(quint8* cmd, quint8 cla, quint8 ins, quint8 p1, quint8 p2, quint8 lc, const quint8* data);
    // 命令：CLA INS P1 P2 Lc DATA Le，应答：Le 字节DATA SW1 SW2
    int command(quint8* cmd, quint8 cla, quint8 ins, quint8 p1, quint8 p2, quint8 lc, const quint8* data, quint8 le);
};

#endif // _FM_COS_H_

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

源文件 fmcos.cpp

 

#include

#include "fmcos.h"

// FMCos命令集
namespace FMCos
{
    // PCB值
    static quint8 s_pcb = 0x0A;

    // PCB值
    static quint8 pcb()
    {
        // PCB切换
        quint8 pcb = s_pcb;
        s_pcb = (pcb == 0x0A ? 0x0B : 0x0A);

        return pcb;
    }

    // PCB初始化
    void pcbInit()
    {
        s_pcb = 0x0A;
    }

    // 擦除当前DF下所有文件（不包含Df目录本身）
    int eraseCommand(quint8* cmd)
    {
        // 80 0E 00 00 00
        return FMCos::command(cmd, 0x80, 0x0E, 0x00, 0x00, 0x00);
    }

    // 请求一个用于线路保护过程的随机数
    int getChallengeCommand(quint8* cmd, quint8 len)
    {
        // 00 84 00 00 08
        return FMCos::command(cmd, 0x00, 0x84, 0x00, 0x00, len);
    }

    // 读取二进制文件内容
    int readBinrayCommand(quint8* cmd, quint16 offset, quint8 len)
    {
        return FMCos::command(cmd, 0x00, 0xB0, ((offset >> 8) & 0xFF), (offset & 0xFF), len);
    }

    // 更新二进制文件内容
    int writeBinaryCommand(quint8* cmd, quint16 offset, const quint8* data, quint8 len)
    {
        return FMCos::command(cmd, 0x00, 0xD6, ((offset >> 8) & 0xFF), (offset & 0xFF), len, data);
    }

    // 在密钥文件中增加密钥（密钥长度8字节）
    int writeLineKeyCommand(quint8* cmd, quint8 keyId, const quint8* key)
    {
        return FMCos::writeKeyCommand(cmd, keyId, 0x36, key);
    }

    int writeExternalKeyCommand(quint8* cmd, quint8 keyId, const quint8* key)
    {
        return FMCos::writeKeyCommand(cmd, keyId, 0x39, key);
    }

    int writeKeyCommand(quint8* cmd, quint8 keyId, quint8 type, const quint8* key)
    {
        quint8 data[13] = { 0 };
        *data = type; // 密钥类型
        *(data + 1) = 0xF0; // 使用权
        *(data + 2) = 0xF0; // 更改权
        *(data + 3) = 0xAA; // 后续状态（当口令核对成功或外部认证成功后，置安全状态寄存器值为后续状态的低半字节）
        *(data + 4) = 0x33; // 错误计数器（低半字节：剩余可错误次数；高半字节：最大可错误次数）
        *(data + 5) = *key; // 8字节密钥
        *(data + 6) = *(key + 1);
        *(data + 7) = *(key + 2);
        *(data + 8) = *(key + 3);
        *(data + 9) = *(key + 4);
        *(data + 10) = *(key + 5);
        *(data + 11) = *(key + 6);
        *(data + 12) = *(key + 7);

        return FMCos::command(cmd, 0x80, 0xD4, 0x01, keyId, sizeof(data), data);
    }

    // 通过文件标识选择文件
    int selectFileCommand(quint8* cmd, quint16 fileId)
    {
        quint8 data[2] = { 0 };
        *data = (fileId >> 8) & 0xFF; // 文件标识
        *(data + 1) = (fileId & 0xFF);

        return FMCos::command(cmd, 0x00, 0xA4, 0x00, 0x00, sizeof(data), data);
    }

    // 建立文件系统，包含MF，DF和EF
    int createMfFileCommand(quint8* cmd)
    {
        return FMCos::createDfFileCommand(cmd, 0x3F00, 0xFFFF, 0x01);
    }

    int createDfFileCommand(quint8* cmd, quint16 fileId, quint16 size, quint8 appId)
    {
        // DF的头文件长度为10个字节+文件名长度
        quint8 data[13] = { 0 };
        *data = 0x38; // 文件类型
        *(data + 1) = (size >> 8) & 0xFF; // 文件空间
        *(data + 2) = (size & 0xFF);
        *(data + 3) = 0xF0; // 建立权限
        *(data + 4) = 0xF0; // 擦除权限
        *(data + 5) = appId; // 应用文件ID
        *(data + 6) = 0xFF; // 保留字
        *(data + 7) = 0xFF;
        *(data + 8) = 0xFF; // DF名称（不关心）
        *(data + 9) = 0xFF;
        *(data + 10) = 0xFF;
        *(data + 11) = 0xFF;
        *(data + 12) = 0xFF;

        // 80 E0 ** ** 0D 
        return FMCos::command(cmd, 0x80, 0xE0, (fileId >> 8) & 0xFF, (fileId & 0xFF), sizeof(data), data);
    }
    
    int createKeyFileCommand(quint8* cmd, quint16 fileId, quint16 size)
    {
        // 密钥文件所占空间=文件头空间（10个字节）+密钥个数*25个字节
        return FMCos::createEfFileCommand(cmd, fileId, 0x3F, size);
    }

    int createBinaryFileCommand(quint8* cmd, quint16 fileId, quint16 size)
    {
        return FMCos::createEfFileCommand(cmd, fileId, 0x28, size);
    }

    int createEfFileCommand(quint8* cmd, quint16 fileId, quint8 type, quint16 size)
    {
        quint8 data[7] = { 0 };
        *data = type; // 文件类型
        *(data + 1) = (size >> 8) & 0xFF; // 文件空间
        *(data + 2) = (size & 0xFF);
        *(data + 3) = 0xF0; // 读权限
        *(data + 4) = 0xF0; // 写权限
        *(data + 5) = 0xFF; // 保留字
        *(data + 6) = 0xFF; // 不带线路保护密钥读，读写操作时使用标识为0x00的密钥

        // 80 E0 ** ** 0D 
        return FMCos::command(cmd, 0x80, 0xE0, (fileId >> 8) & 0xFF, (fileId & 0xFF), sizeof(data), data);
    }

    // 外部认证
    int externalAuthenticateCommand(quint8* cmd, quint8 keyId, const quint8* data)
    {
        // 手册P74页：如果该目录下某类型密钥只有一个，则其密钥标识原则上应为00，否则，应从01顺序开始。
        // 00 82 00 ** 08 data1 data2 data3 data4 data5 data6 data7 data8
        return FMCos::command(cmd, 0x00, 0x82, 0x00, keyId, 0x08, data);
    }

    // 命令：CLA INS P1 P2 00，应答：SW1 SW2
    int command(quint8* cmd, quint8 cla, quint8 ins, quint8 p1, quint8 p2)
    {
        return FMCos::command(cmd, cla, ins, p1, p2, 0);
    }

    // 命令：CLA INS P1 P2 Le，应答：Le 字节DATA SW1 SW2
    int command(quint8* cmd, quint8 cla, quint8 ins, quint8 p1, quint8 p2, quint8 le)
    {
        *cmd = FMCos::pcb();
        *(cmd + 1) = 0x01;
        *(cmd + 2) = cla;
        *(cmd + 3) = ins;
        *(cmd + 4) = p1;
        *(cmd + 5) = p2;
        *(cmd + 6) = le;
        return 7;
    }

    // 命令：CLA INS P1 P2 Lc DATA，应答：SW1 SW2
    int command(quint8* cmd, quint8 cla, quint8 ins, quint8 p1, quint8 p2, quint8 lc, const quint8* data)
    {
        *cmd = FMCos::pcb();
        *(cmd + 1) = 0x01;
        *(cmd + 2) = cla;
        *(cmd + 3) = ins;
        *(cmd + 4) = p1;
        *(cmd + 5) = p2;
        *(cmd + 6) = lc;
        for (int i = 0; i < lc; i++)
        {
            *(cmd + 7 + i) = *(data + i);
        }
        return (7 + lc);
    }

    // 命令：CLA INS P1 P2 Lc DATA Le，应答：Le 字节DATA SW1 SW2
    int command(quint8* cmd, quint8 cla, quint8 ins, quint8 p1, quint8 p2, quint8 lc, const quint8* data, quint8 le)
    {
        *cmd = FMCos::pcb();
        *(cmd + 1) = 0x01;
        *(cmd + 2) = cla;
        *(cmd + 3) = ins;
        *(cmd + 4) = p1;
        *(cmd + 5) = p2;
        *(cmd + 6) = lc;
        for (int i = 0; i < lc; i++)
        {
            *(cmd + 7 + i) = *(data + i);
        }
        *(cmd + 7 + lc) = le;
        return (8 + lc);
    }
}