智能卡芯片技術(shù)

文章出處：http:// 作者：技術(shù)   人氣： 發(fā)表時(shí)間：2011年09月09日

存儲(chǔ)器IC卡芯片技術(shù)

　　今天，飛速發(fā)展的半導(dǎo)體技術(shù)可以在相同大小的硅片上集成越來(lái)越多的功能。因此，可以在不增加芯片體積并且滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的同時(shí)，擴(kuò)大IC卡的存儲(chǔ)容量和處理能力，從而大大促進(jìn)了存儲(chǔ)器IC卡技術(shù)的發(fā)展。存儲(chǔ)器IC卡可以分為以下兩種。

　　通用存儲(chǔ)器IC卡

　　一般均采用通用存儲(chǔ)器芯片，不完全符合或支持有關(guān)IC卡國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，沒(méi)有或很少安全控制功能。

　　智能存儲(chǔ)器IC卡

　　采用智能存儲(chǔ)器芯片（也稱為專用IC卡芯片），符合或支持有關(guān)IC卡國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，具有較為完善的安全控制功能。

　　目前，這兩種存儲(chǔ)器IC卡均有較大的應(yīng)用，尤以智能存儲(chǔ)器IC卡的應(yīng)用量最大、應(yīng)用領(lǐng)域最廣。

　　本章將較為詳細(xì)地介紹以上兩種存儲(chǔ)器IC卡用芯片技術(shù)的分類、特點(diǎn)及主要應(yīng)用等。

　　一般存儲(chǔ)IC卡技術(shù)特點(diǎn)

　

　　通用存儲(chǔ)器IC卡芯片主要具有以下特點(diǎn)：

　　一般無(wú)安全控制邏輯，即存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的有關(guān)信息可以任意存取、沒(méi)有邏輯安全性；

　 在存儲(chǔ)器芯片制造上沒(méi)有或很少安全保護(hù)措施；

　　多采用EEPROM存儲(chǔ)器技術(shù)；

　　不完全符合或支持ISO/IEC 7816等有關(guān)IC卡的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，如不支持ATR（自動(dòng)復(fù)位響應(yīng)）協(xié)議等；

　　一般并非為IC卡應(yīng)用專門設(shè)計(jì)（即非IC卡專用芯片）；

　　該類芯片的通用性較強(qiáng)，已經(jīng)或正在大量用于有關(guān)的工商業(yè)產(chǎn)品中。

　　目前，此類芯片的通訊協(xié)議多采用較為通用的兩線串行鏈接協(xié)議（I2C）及三線串行鏈接協(xié)議，尤以前者為多。此類芯片的典型邏輯結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。



　　國(guó)際上生產(chǎn)此類芯片的半導(dǎo)體制造商有多家，有關(guān)芯片也有多種。其中應(yīng)用較多的有美國(guó)ATMEL公司的AT24系列（兩線串行鏈接協(xié)議）及AT93系列（三線串行鏈接協(xié)議）芯片等。

　　由于此類芯片沒(méi)有安全控制邏輯，所以在對(duì)安全性有一定要求的場(chǎng)合中很少應(yīng)用。正因?yàn)槠涔δ芎?jiǎn)單、價(jià)格較為便宜、較好的通用性等使其具有易于開(kāi)發(fā)、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，比較適合于IC卡的初期推廣應(yīng)用及較為簡(jiǎn)單的應(yīng)用場(chǎng)合，如食堂售飯卡等。


　　邏輯加密卡技術(shù)特點(diǎn)

　　智能存儲(chǔ)器IC卡具有較高的安全性和（或）較大的存儲(chǔ)容量，這一特性則完全取決于其所采用的智能存儲(chǔ)器芯片。智能存儲(chǔ)器芯片主要由安全控制邏輯及非易失存儲(chǔ)器兩部分組成。此外，為進(jìn)一步加強(qiáng)其安全性，在智能存儲(chǔ)器芯片的制造及運(yùn)輸（指從芯片制造商將IC卡芯片遞交到IC卡制造商等用戶的過(guò)程）中也提供了較好的安全保護(hù)措施。與通用存儲(chǔ)器IC卡芯片比較，智能存儲(chǔ)器IC卡芯片主要具有以下特點(diǎn)：

　　具有安全控制邏輯（即存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的有關(guān)信息不可任意存取，具有較高的邏輯安全性）；

　　在存儲(chǔ)器芯片制造上提供有較好的安全保護(hù)措施；

　　同時(shí)采用ROM、PROM、EEPROM等存儲(chǔ)器技術(shù)；

　　較好地符合或支持ISO/IEC 7816等有關(guān)IC卡的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，如支付ATR（自動(dòng)復(fù)位響應(yīng)）協(xié)議；

　　一般為IC卡應(yīng)用專門設(shè)計(jì)（即IC卡專用芯片）；

　　該類芯片的專用性較強(qiáng)，因而種類較多。

　　此類芯片的邏輯結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖。



　　目前，帶有智能存儲(chǔ)器芯片的IC卡具有十分廣泛的應(yīng)用，根據(jù)不同的應(yīng)用背景所產(chǎn)生且被采用的智能存儲(chǔ)器芯片也具有不同的結(jié)構(gòu)和性能。同時(shí)，每種類型的智能存儲(chǔ)器芯片均具有不同的技術(shù)特點(diǎn)。


邏輯加密卡存儲(chǔ)區(qū)域

根據(jù)對(duì)智能存儲(chǔ)器IC卡的不同應(yīng)用需求，存儲(chǔ)器空間可以分成以下四種功能區(qū)域。

制造商代碼區(qū)域

　　制造商代碼區(qū)域存儲(chǔ)不可更改的芯片制造商、IC卡制造商及IC卡發(fā)行商等的代碼數(shù)據(jù)。

　　為加強(qiáng)IC卡的防偽、識(shí)偽措施，根據(jù)不同的應(yīng)用類型，對(duì)存儲(chǔ)器提供不同的安全保護(hù)機(jī)制。其中之一就是每一種芯片在有關(guān)區(qū)域中均包含不可更改的標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)，如制造、發(fā)行和應(yīng)用代碼等。該數(shù)據(jù)用于識(shí)別、跟蹤有關(guān)制造商所提供的芯片、IC卡以及有關(guān)用戶的應(yīng)用情況，為在管理上增強(qiáng)安全性提供了可能性。有關(guān)區(qū)域的類型、特點(diǎn)見(jiàn)表1。

有關(guān)制造商代碼區(qū)域的類型、特點(diǎn)

區(qū)域　　　　　　　　　　　用途　　　　　　　　　　　存儲(chǔ)器種類

芯片制造商區(qū)域　　　　　　 存儲(chǔ)芯片制造商標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)　　 ROM等

IC卡制造商區(qū)域　　　　　　 存儲(chǔ)IC卡制造商標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)　　 PROM、EEPROM等

IC卡發(fā)行商區(qū)域　　　　　　 存儲(chǔ)IC卡發(fā)行商標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)　　 PROM、EEPROM等


　　這種分類方法可由芯片制造商在制造芯片時(shí)決定，也可以由IC卡發(fā)行商或有關(guān)應(yīng)用開(kāi)發(fā)商在編程時(shí)決定（多以有關(guān)芯片制造商決定）。

個(gè)人化區(qū)域

　　個(gè)人化區(qū)域是與應(yīng)用相關(guān)的區(qū)域。

　　個(gè)人化區(qū)域中的有關(guān)數(shù)據(jù)控制對(duì)該芯片的個(gè)人化過(guò)程，并對(duì)個(gè)人化操作提供安全保證。有的芯片僅限一次使用，則個(gè)人化區(qū)域控制此過(guò)程為不可逆過(guò)程；有的芯片可多次重復(fù)使用。則個(gè)人化區(qū)域控制此過(guò)程的次數(shù)等。

安全區(qū)域

　　安全區(qū)域存放不可讀取的有關(guān)安全數(shù)據(jù)（如個(gè)人密碼等）。

應(yīng)用區(qū)域

　　應(yīng)用區(qū)域用于存儲(chǔ)有關(guān)應(yīng)用數(shù)據(jù)信息。

　　這種劃分方法只是一個(gè)總的原則。在不同的智能存儲(chǔ)器芯片中，依據(jù)其技術(shù)特點(diǎn)將可能有不同的劃分，如存儲(chǔ)區(qū)域可能劃分得更多、更細(xì)，也可能劃分得更少、更粗。甚至有的智能存儲(chǔ)器芯片將不同的存儲(chǔ)區(qū)域的功能在相同的物理存儲(chǔ)位置實(shí)現(xiàn)（即在不同的階段該區(qū)域具有不同的功能），這種情況將在本章下面介紹。

　　就具體功能實(shí)現(xiàn)而言，智能存儲(chǔ)器中的應(yīng)用區(qū)域還有兩種不同的實(shí)現(xiàn)方法：一種為將應(yīng)用相關(guān)區(qū)域做成計(jì)數(shù)器形式，如電話卡（Telephone Card）；另一種為存儲(chǔ)器形式，主要用于數(shù)據(jù)信息的存取，如健康保險(xiǎn)卡等。其中，面向計(jì)數(shù)的存儲(chǔ)器主要面向位操作，而存儲(chǔ)器形式主要面向字節(jié)操作。為方便討論，本章及以下章節(jié)主要分為面向位操作的智能存儲(chǔ)器芯片及面向字節(jié)操作的智能存儲(chǔ)器芯片，把計(jì)數(shù)器形式存儲(chǔ)器包含在面向位的智能存儲(chǔ)器芯片中。此種分類見(jiàn)圖。

智能存儲(chǔ)器IC卡芯片分類

　　從技術(shù)角度而言，利用特殊的工藝技術(shù)或硬件邏輯將ROM、PROM、EEPROM等組合在一起并將它分成不同的區(qū)域，雖然成本略有上升，但不失為一種更靈活、更方便的產(chǎn)品，可為智能存儲(chǔ)器IC卡提供較高程度的安全保護(hù)措施。

邏輯加密卡舉例

1、不可重載計(jì)數(shù)器
　　不可重載計(jì)數(shù)器是指智能存儲(chǔ)器芯片中的應(yīng)用區(qū)域的實(shí)現(xiàn)方法為計(jì)數(shù)器形式，并且該計(jì)數(shù)器僅限一次使用。這類芯片的主要特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)椋?BR>
·一般具有傳輸安全控制邏輯（如傳輸碼）；

·具有不同的有關(guān)制造商區(qū)域；

·一次性使用；

·價(jià)格較為便宜；

·典型應(yīng)用為：一次性電話卡。

　　SLE4406是這種芯片的典型代表。它只有104位的計(jì)數(shù)器式存儲(chǔ)器，該計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)單元一旦用盡，就不可再用。德國(guó)電信就利用這種芯片的改進(jìn)型作為IC電話卡。該芯片存儲(chǔ)器區(qū)域分配見(jiàn)圖4。該芯片的存儲(chǔ)區(qū)域的有關(guān)特性及功能見(jiàn)表。

　存儲(chǔ)區(qū)域的特性及功能

區(qū)域　　　　　　　　　　　　技術(shù)特性　　　　　　　　　　 功能

制造商編碼　　　　　　　　　 ROM　　　　　　　　　　　　 存儲(chǔ)芯片制造商編碼

制造商數(shù)據(jù)　　　　　　　　　 EEPROM　　　　　　　　　　　存儲(chǔ)有關(guān)制造商編碼數(shù)據(jù)

個(gè)人化區(qū)域　　　　　　　　　 PROM　　　　　　　　　　　　 個(gè)人化控制數(shù)據(jù)

應(yīng)用區(qū)域　　　　　　　　　　 EEPROM　　　　　　　　　　　 應(yīng)用標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)

安全區(qū)域　　　　　　　　　　 EEPROM　　　　　　　　　　　安全控制數(shù)據(jù)及應(yīng)用數(shù)據(jù)



　存儲(chǔ)區(qū)域結(jié)構(gòu)及配置

　　在個(gè)人化位P沒(méi)有置位的時(shí)候，該芯片由一個(gè)3字節(jié)傳輸碼（Transport Code）來(lái)保護(hù)，只有掌握該傳輸碼的用戶才可使用該芯片。在這個(gè)階段，32位的EEPROM被用于存儲(chǔ)不可讀的傳輸碼和一個(gè)可讀可寫的存取計(jì)數(shù)器。在進(jìn)行任何存取操作之前，必須在規(guī)定的試探次數(shù)內(nèi)正確輸入傳輸碼，否則芯片將不可再用。

　　正確地輸入傳輸碼后，安全區(qū)域就變成一個(gè)32位的8進(jìn)制計(jì)數(shù)單元，此時(shí)可將應(yīng)用標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)寫入應(yīng)用區(qū)域，依不同的應(yīng)用對(duì)8進(jìn)制計(jì)數(shù)單元進(jìn)行初始化。該操作授權(quán)將一直保持到芯片斷電。設(shè)置個(gè)人化位P之后將保護(hù)存儲(chǔ)區(qū)域不被修改，并使傳輸碼邏輯失效，該操作不可重復(fù)。對(duì)應(yīng)用方面來(lái)講，有關(guān)單元被一位一次記入，將EEPROM用作可進(jìn)位計(jì)數(shù)器，用32位可以實(shí)現(xiàn)20,000個(gè)計(jì)數(shù)單元;如果所有的單元被用盡,該芯片將不能再用。如果在一次性的IC電話卡中，一個(gè)技術(shù)單元代表1分鐘通話時(shí)間，那么20,000個(gè)技術(shù)單元便可通話20 000分鐘。

2、可重載計(jì)數(shù)器
　　可重載計(jì)數(shù)器是指智能存儲(chǔ)器芯片中的應(yīng)用區(qū)域的實(shí)現(xiàn)方法為計(jì)數(shù)器形式，并且該計(jì)數(shù)器可以重復(fù)多次使用。這類芯片的主要特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)椋?BR>
一般具有安全控制邏輯（如個(gè)人密碼）；

具有不同的制造商區(qū)域；

計(jì)數(shù)器式應(yīng)用存儲(chǔ)區(qū)域；

多次重復(fù)使用；

價(jià)格較為便宜；

典型應(yīng)用為：儲(chǔ)蓄卡、通行控制等。

　　SLE4404就是一種典型的可重載計(jì)數(shù)器芯片。它具有416位的存儲(chǔ)器容量和適應(yīng)較大應(yīng)用范圍的靈活結(jié)構(gòu)。SLE4404的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5。其中不同存儲(chǔ)區(qū)域的主要功能特點(diǎn)見(jiàn)表。

存儲(chǔ)區(qū)域的功能特點(diǎn)

區(qū)域　　　　　　　　　　　　 技術(shù)特性　　　　　　　　　 主要功能

制造商代碼　　　　　　　　　 ROM　　　　　　　　　　　 存儲(chǔ)芯片制造商數(shù)據(jù)

個(gè)人化數(shù)據(jù)　　　　　　　　　 ROM　　　　　　　　　　　 存儲(chǔ)有關(guān)制造、發(fā)行商數(shù)據(jù)

安全碼　　　　　　　　　　　 EEPROM　　　　　　　　　　存儲(chǔ)個(gè)人密碼

存取控制計(jì)數(shù)器　　　　　　　　EEPROM　　　　　　　　　 個(gè)人密碼安全控制

便簽式存儲(chǔ)器　　　　　　　　　EEPROM　　　　　　　　　 存儲(chǔ)應(yīng)用說(shuō)明，可讀可寫

用戶存儲(chǔ)器　　　　　　　　　 PROM　　　　　　　　　　　存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)，其存取特性可由用戶編程控制，如可編程為只讀或可讀可寫等

系統(tǒng)碼　　　　　　　　　　　 ROM　　　　　　　　　　　 系統(tǒng)存取計(jì)數(shù)器控制密碼

系統(tǒng)存取計(jì)數(shù)器　　　　　　　　PROM　　　　　　　　　　　用戶等區(qū)域可重載次數(shù)計(jì)數(shù)器

存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)

　　因?yàn)榭芍剌d計(jì)數(shù)器可以重復(fù)使用，因此其安全性就較為重要，一般均需提供個(gè)人密碼，即只有正確輸入個(gè)人密碼才可以對(duì)其中的數(shù)據(jù)進(jìn)行存取。該類芯片在由芯片制造商傳遞給有關(guān)用戶的過(guò)程中，這一個(gè)人密碼也同樣起著傳輸碼的作用。在一次連續(xù)的個(gè)人密碼輸入過(guò)程中，存儲(chǔ)控制計(jì)數(shù)器控制允許的密碼錯(cuò)誤輸入次數(shù)，超過(guò)次數(shù)將導(dǎo)致芯片自鎖。

　　整個(gè)用戶存儲(chǔ)區(qū)域的內(nèi)容可以被重載的次數(shù)由系統(tǒng)存取計(jì)數(shù)器控制。對(duì)系統(tǒng)存取控制計(jì)數(shù)器的設(shè)置及修改，必須在正確輸入一個(gè)系統(tǒng)碼之后才可進(jìn)行。

3、帶有靈活寫保護(hù)的1K字節(jié)智能存儲(chǔ)器
　　上述兩種類型的智能存儲(chǔ)器芯片適于登記和計(jì)數(shù)類應(yīng)用，并且是面向位的。而SLE4418/4428系列則是一種通用的、面向字節(jié)的1KB智能存儲(chǔ)器，其邏輯結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖6。其中，SLE4428具有一個(gè)2字節(jié)的個(gè)人密碼及最大到8次不正確輸入的存取計(jì)數(shù)器來(lái)提供額外的保護(hù)。該類芯片由2段區(qū)域組成：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和寫保護(hù)存儲(chǔ)器。存取計(jì)數(shù)器和安全碼是SLE4428數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的一部分。

自動(dòng)復(fù)位相應(yīng)ATR簡(jiǎn)介

　

ATR（Answer To Reset）即為自動(dòng)復(fù)位響應(yīng)，在IFD對(duì)ICC進(jìn)行上電復(fù)位時(shí)由ICC（支持ATR協(xié)議）自動(dòng)將自己的有關(guān)信息（如通訊參數(shù)等）傳遞給IFD，以便使IFD正確識(shí)別IC卡的類型并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的操作。ATR協(xié)議在IC卡技術(shù)中具有十分重要的意義。

　　1 ATR的結(jié)構(gòu)及內(nèi)容
　　按ISO/IEC 7816標(biāo)準(zhǔn)，ATR的主要結(jié)構(gòu)及內(nèi)容見(jiàn)表。

ATR的主要結(jié)構(gòu)及內(nèi)容

代碼　　　　 名稱　　　　　　　　　主要功能　　　　
　　　　　　 備注

TS　　　　　初始化字符　　　　　　　提供位同步及有關(guān)字符格式定義　　　　　 必備

T0　　　　　格式化字符　　　　　　　定義以下響應(yīng)信息的格式結(jié)構(gòu)　　　　　 必備

TAi TBi　　 接口字符　　　　　　　　包含該卡的有關(guān)通訊協(xié)議類型及其它參數(shù)等　可選
TCi TDi
T1T2…Tk　　歷程字符　　　　　　　　包含卡制造過(guò)程中的有關(guān)標(biāo)識(shí)信息，如卡制造商、卡種芯片的制造商、卡的生命周期等“生命”歷程信息　　　　　 可選

TCK　　　　檢查字符　　　　　　　　　T0~TCK的檢查和條件
　　在有關(guān)ISO/IEC 7816-3標(biāo)準(zhǔn)中較為詳細(xì)地定義了ATR物理過(guò)程，該過(guò)程時(shí)序在有關(guān)時(shí)序圖中也有詳細(xì)約定。

2 ATR的改進(jìn)
　　由于智能存儲(chǔ)器IC卡得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，目前使用較普遍的16位編碼已不能滿足有關(guān)應(yīng)用的需求。德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)學(xué)院（DIN）發(fā)明了一種新的ATR編碼方案（德國(guó)DIN NI-17.4）,非常靈活，可與已經(jīng)存在的編碼共同使用，并且有可能成為新的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。2種編碼體制的比較見(jiàn)圖。


　　在有關(guān)ISO/IEC 7816-3標(biāo)準(zhǔn)中較為詳細(xì)地定義了ATR物理過(guò)程，該過(guò)程時(shí)序在有關(guān)時(shí)序圖中也有詳細(xì)約定。

2 ATR的改進(jìn)
　　由于智能存儲(chǔ)器IC卡得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，目前使用較普遍的16位編碼已不能滿足有關(guān)應(yīng)用的需求。德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)學(xué)院（DIN）發(fā)明了一種新的ATR編碼方案（德國(guó)DIN NI-17.4）,非常靈活，可與已經(jīng)存在的編碼共同使用，并且有可能成為新的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。2種編碼體制的比較見(jiàn)圖。

16位體制和32位體制在同步傳輸中的ATR比較

　　這兩種編碼方案可以由頭2位來(lái)區(qū)別，即作為結(jié)構(gòu)識(shí)別碼。所有的編碼開(kāi)始于一個(gè)字符化的16位方案。在其第一個(gè)字節(jié)含有芯片類型，第二個(gè)字節(jié)有芯片制造廠家和應(yīng)用代碼。32位的ISO體制被分成4個(gè)字節(jié)，H1到H4，其中H1指定協(xié)議類型，H2指定協(xié)議參數(shù)。在第一個(gè)字節(jié)H1 中的位組合10表明了擴(kuò)展的結(jié)構(gòu)和能應(yīng)用于醫(yī)療保險(xiǎn)卡。被ISO采納的體制將會(huì)有位組合00。4個(gè)位用于協(xié)議類型，有關(guān)參數(shù)被保存在第2個(gè)字節(jié)中，這包括數(shù)據(jù)單元和長(zhǎng)度。下面2個(gè)字節(jié)在ISO 7816-4中被分配做目錄指示器及將來(lái)數(shù)據(jù)的參考。

　　這個(gè)頭后跟芯片制造商、芯片類型和卡制造商的詳細(xì)信息，在ATR數(shù)據(jù)中，這主要用于唯一性識(shí)別。DIR數(shù)據(jù)區(qū)域，其開(kāi)始地址被存于頭的第4個(gè)字節(jié)之中，含有國(guó)家碼和應(yīng)用碼。數(shù)據(jù)以ASN.1規(guī)范實(shí)現(xiàn)，ASN代表“Abstrat System Natation”（抽象語(yǔ)法注釋）。它通過(guò)一個(gè)標(biāo)志和長(zhǎng)度表示來(lái)指明數(shù)據(jù)區(qū)域，后跟實(shí)際信息。這個(gè)結(jié)構(gòu)更為精益求精，但是極其靈活。根據(jù)需要，有關(guān)內(nèi)容可以被增加、減少，而不會(huì)導(dǎo)致不同卡應(yīng)用之間的不兼容。作為一個(gè)參考，下圖顯示了當(dāng)前用于德國(guó)醫(yī)療保險(xiǎn)卡的ATR體制的情況。
德國(guó)健康保險(xiǎn)卡同步傳輸協(xié)議ATR體制

　　一步因?yàn)榧夹g(shù)和歷史等原因，16位體制被保留用于較小的芯片類型如SLE 4404、SLE4406及它們的后繼者。擴(kuò)展體制將被用于所有其它類型（在一個(gè)過(guò)渡期間的）。

　　有關(guān)ATR的詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)參閱有關(guān)ISO/IEC 7816標(biāo)準(zhǔn)。

　　有關(guān)通訊傳輸協(xié)議簡(jiǎn)介

　　通訊傳輸協(xié)議就是ICC和IFD之間進(jìn)行相互通訊時(shí)所執(zhí)行的信息傳輸規(guī)范。在有關(guān)ISO/IEC 7816標(biāo)準(zhǔn)中定義或保留的傳輸協(xié)議有多種，見(jiàn)表。

　　在ISO/IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中定義或保留的傳輸協(xié)議

協(xié)議類型　　　　　　　　　　 協(xié)議名稱　　　　　　　　　　說(shuō)明

T=0　　　　　　　　　　　　 異步半雙工字符傳輸協(xié)議　　　 目前正在使用

T=1　　　　　　　　　　　　 異步半雙工塊傳輸協(xié)議　　　　 目前正在使用

T=2、3　　　　　　　　　　　保留用于將來(lái)的全雙式通訊　
　　
T=4　　　　　　　　　　　 　保留用于加強(qiáng)異步半雙工字符傳輸協(xié)議

T=5、13　　　　　　　　　　 保留
T=14　　　　　　　　　　　　保留用于非ISO標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議　　　 目前正在應(yīng)用

T=15　　　　　　　　　　　　保留用于將來(lái)擴(kuò)展
　


　　協(xié)議類型T=0等名稱來(lái)源于ISO/IEC 7816標(biāo)準(zhǔn)中的ATR結(jié)構(gòu)及內(nèi)容的定義。在該定義中的接口字符參數(shù)中有一TDi字符，該字符的低4位定義為協(xié)議類型，共有0-15編碼，分別對(duì)應(yīng)不同的通訊協(xié)議類型，在ATR過(guò)程中用以通知IFD該ICC所采用的通訊協(xié)議。

　　在IC卡芯片中進(jìn)行信息通訊傳輸電路的就是通訊接口，通訊接口只能以硬件方式實(shí)現(xiàn)，并且應(yīng)盡可能保持簡(jiǎn)單及成本低廉。不同類型的IC卡特別是智能存儲(chǔ)器IC卡，其通訊接口的功能及組成有較大的區(qū)別。

　　按ISO/IEC 7816標(biāo)準(zhǔn)中的ATR過(guò)程，IFD（此處指通用讀寫設(shè)備，即支持多種通訊協(xié)議類型等）在ICC插入之后識(shí)別卡的類型，并且調(diào)用相應(yīng)的通訊協(xié)議進(jìn)行通訊處理等。從這一角度出發(fā)，較大的容量的智能存儲(chǔ)器，如SLE4418一般面向字節(jié)操作；而較小容量的智能存儲(chǔ)器，如SLE 4406一般面向位操作。從技術(shù)及經(jīng)濟(jì)原因來(lái)講，對(duì)這兩種智能存儲(chǔ)器的通訊應(yīng)當(dāng)用不同的協(xié)議類型來(lái)處理。

　　基于較大容量的面向字節(jié)尋址的智能存儲(chǔ)器應(yīng)用，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種所謂S=10協(xié)議。S=10協(xié)議具有獨(dú)立于芯片類型的特殊結(jié)構(gòu)，SLE4432/4442是采用此協(xié)議的第一種芯片。

CPU卡芯片技術(shù)特點(diǎn)

　　智能IC卡具有很高的數(shù)據(jù)處理能力、計(jì)算能力及較大的存儲(chǔ)容量，尤其是智能IC卡完善的安全技術(shù)體制及面向應(yīng)用編程良好的適應(yīng)性及靈活性，自出現(xiàn)以來(lái)就受到有關(guān)應(yīng)用部門（領(lǐng)域）的極大關(guān)注及青睞。

　　智能IC卡非常適合于對(duì)數(shù)據(jù)安全性及可靠性要求十分敏感的應(yīng)用，目前，金融領(lǐng)域的信用卡、電信領(lǐng)域的SIM卡（移動(dòng)電話身份識(shí)別卡）等已成為智能IC卡應(yīng)用的幾個(gè)最大領(lǐng)域。此外，由智能IC卡支持并代表的一卡多用（多功能卡）概念越來(lái)越受到人們的重視。在我國(guó)，隨著金卡工程等一系列卡基應(yīng)用工程的快速實(shí)施，智能IC卡必將在其中扮演極為重要的角色。展望未來(lái)，智能IC卡的發(fā)展及應(yīng)用必將深入社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域，人們必將不斷感悟并享受到智能IC卡帶來(lái)的便利、安全、快捷的一系列優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

　　智能IC卡采用的就是智能IC芯片，智能IC芯片的性能指標(biāo)在很大程度上決定了智能IC卡的性能特點(diǎn)。

　　智能IC芯片內(nèi)部集成有MPU（微處理器）、ROM、RAM、EEPROM、安全邏輯、密碼運(yùn)算協(xié)處理器等一系列功能部件，智能IC芯片的功能大部分決定于這此功能部件的設(shè)置（是/否）及其功能的強(qiáng)弱。從這一角度出發(fā)，智能IC芯片可以分為以下三種類型。

　　普通智能IC芯片

　　內(nèi)部?jī)H設(shè)置一此通用標(biāo)準(zhǔn)部件如MPU、ROM、RAM、EEPROM，簡(jiǎn)單的安全邏輯等，并且每一部件的功能也較為簡(jiǎn)單。此種IC芯片的安全性適中、價(jià)格相對(duì)便宜，應(yīng)用開(kāi)發(fā)較為簡(jiǎn)單，比較適合于中等安全規(guī)模的智能IC卡的應(yīng)用。

　　增強(qiáng)智能IC芯片

　　內(nèi)部除設(shè)置一般通用標(biāo)準(zhǔn)部件外，還設(shè)置密碼運(yùn)算協(xié)處理器（CAU）及增強(qiáng)功能的安全邏輯等，其余部件的功能也有相應(yīng)的加強(qiáng)，其中CAU多支持如DES的對(duì)稱密碼算法。另外，此種芯片在制造上也采取了一些硬件安全保護(hù)措施。此種IC芯片的安全性較高、價(jià)格相對(duì)較貴，應(yīng)用開(kāi)發(fā)較為復(fù)雜，比較適合于安全性要求較高的智能IC卡的應(yīng)用。

　　高級(jí)智能IC芯片

　　內(nèi)部除設(shè)置一般通用標(biāo)準(zhǔn)部件外，還設(shè)置高性能的CAU及安全邏輯等，其余部件的功能也經(jīng)專門設(shè)計(jì)而有很大提高，其中CAU多支持如RSA的非對(duì)稱密碼算法。另外，此種芯片在制造上采取了較高的硬件安全保護(hù)措施，并且在安全生產(chǎn)管理上也十分周密、嚴(yán)格，即使很小缺陷的芯片也必須進(jìn)行登記、銷毀等處理。可以認(rèn)為，此種芯片在軟（管理等）硬（設(shè)計(jì)、制造）兩方面條件的保證下，具有十分高的安全性、可靠性等技術(shù)性能。當(dāng)然，其價(jià)格也較貴，應(yīng)用開(kāi)發(fā)更為復(fù)雜，十分適合于高安全性的應(yīng)用領(lǐng)域。

　　這三種類型芯片在智能IC卡上均有所應(yīng)用。

　　目前，國(guó)際上多家著名的芯片制造商生產(chǎn)了多種智能IC卡芯片，下面對(duì)其中幾種在技術(shù)上較具代表性、應(yīng)用較廣的智能IC芯片作簡(jiǎn)單介紹。對(duì)其中83C852芯片作較為詳細(xì)的介紹，目的在于加深對(duì)智能IC卡芯片的理解。