存储卡、逻辑加密卡和CPU卡的相关知识

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http://www.pbc.gov.cn/publish/redianzhuanti/3848/2012/20120619162638985120680/20120619162638985120680_.html

根据所嵌入的芯片类型不同,IC卡可分为以下三种类型，其中CPU卡的安全强度最高，金融IC卡选用的也是该类型的卡片。

存储卡：卡内的集成电路是电擦除的可编程只读存储器EEPROM，只有数据存储功能，没有数据处理能力。该卡本身不提供硬件加密功能，只能存储通过系统加密的数据，很容易被破解。

逻辑加密卡：卡内的集成电路包括加密逻辑电路和可编程只读存储器EEPROM，加密逻辑电路在一定程度上保护卡及卡中数据的安全，但只是低层次的保护，无法防止恶意攻击。

CPU卡： CPU卡也称智能卡，卡内的集成电路包括中央处理器CPU、可编程只读存储器EEPROM、随机存储器RAM、固化的卡内操作系统COS（Chip Operating System）和只读存储器ROM等。该卡相当于一台没有显示器和键盘的微型计算机，卡中数据分为外部读取和内部处理两部分，以确保卡中数据的安全、可靠。因具有安全性高、可以离线操作、可以运算编程等突出优点，金融IC卡选用的都是CPU卡。

一般来说，对存储卡和逻辑加密卡操作，使用接触式IC卡通用读写器；对CPU卡使用CPU卡读写器。所谓“通用读卡器”是指它可以对大多数流行的存储卡和逻辑加密卡操作。而CPU卡由于有ISO/IEC 7816.3/4的规范，其通讯协议、命令格式都是兼容的，被看作是一种卡。当然，也有将“通用读卡器”与CPU读卡器二合一的真正的接触式通用读卡器。 

PC端IC卡应用软件编程，要点是了解卡的数据结构和调用读卡器函数。在这方面，非CPU卡与CPU卡有不小差别。 

首先，非CPU卡，你必须熟悉卡的存储结构，哪里是制造商区，哪里是密码区，哪里是数据控制区，哪里是数据区（应用区）……；而CPU卡，你不必关心数据的地址，却要关注文件系统的结构：主文件（MF，相当于DOS文件系统的根目录）、专用文件（DF，相当于DOS文件系统的目录，可以有多层）、基本文件（EF，相当于DOS文件系统的文件）。 

CPU卡的基本文件类型虽然只有透明（二进制）文件、（定长与不定长）线性记录文件和循环记录文件三类，但由于COS内部控制的需要，派生出一些特定的“变种”——复位应答文件、口令文件、密钥文件、DIR文件、SFI文件……。这些都需要熟悉。 

纯粹的存储卡是可以自由读取的；非CPU逻辑加密卡的访问控制，需要掌握特定的卡的口令控制、认证控制、特定的数据控制标志字节和卡的熔丝（一种卡上这些控制不一定都有）。 
而CPU卡的访问控制，是在建立文件时定义的，读、写、更改分别是否需要认证，用哪个密钥，是否需要口令，是否需要MAC验证等等。需要说明的是，创建文件命令的格式是随COS而不同的。所以，你必须熟读他的COS手册。 

现在说说卡操作。非CPU卡的访问一般是通过调用函数直接完成的，大不了需要熟悉一下调用参数。而CPU卡除了设备命令（测卡、上下电、选卡座等）和卡的复位命令以外，所有卡命令都是通过一个通用的命令函数执行的，所以你需要熟悉COS手册的命令。 

COS的卡操作命令有统一的格式：CLA（命令类别Class）、INS（命令指令Instruction）、P1（参数1）、P2（参数2）、Lc（命令数据域Data长度）、Data和Le（应答数据域长度）。命令域中除了Data，都是1字节十六进制数。数据域则是十六进制数串，可以是二进制数、BCD码或文字的ASCII码等等。这有点像汇编语言。调用命令函数时，把命令串代入对应参数即可。 

最后，给初学者一点建议。 

1． 最权威的书：王爱英的《智能卡技术 —IC卡—》第二版 清华大学出版社 29元 
2． 初学非CPU卡编程，要仔细阅读卡的技术说明和读卡器函数的调用说明及例子。特别要注意一些细节。例如，有人练习调用函数读写4428卡时，误写了密码区，使得自己也不知道密码了，最终就是验证密码超过允许次数而毁卡。还有一个初学者，试用4442卡密码验证，没有注意到更改密码后要下电再上电使卡复位，造成任何密码都可以通过的假象，多次改、试之后，自己也不知道最终密码了，后果是拔卡后再插卡多次不能通过密码验证而毁卡。初学者毁卡好象学骑自行车摔跤一样，难免。但是细心的人走的弯路少些。 
3． 由非CPU卡转CPU卡编程，要熟悉文件系统的概念。另外就是注意练习时不要锁死初始化功能。这样，无论是锁应用还是锁卡，都可以重新初始化成新卡。 
4． 学习IC卡编程，要充分利用好读卡器厂家提供的演示程序。例如，在编程校验密码或认证失败的时候，最好回到演示程序校验或验证，使其成功后将错误计数器复位，以免毁卡。编程中出现疑问时，也最好用演示程序验证一下，判断是否函数或读卡器本身有问题，少走弯路。 
5． 解决疑难最方便有效的方法当然是“问”。最好能有老鸟做技术支持。所以你一定要选择能提供技术支持的公司的读卡器。要是卡和读卡器都出自一家就更方便了。