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CPU卡
CPU卡芯片通俗地講就是指芯片內(nèi)含有一個微處理器，它的功能相當于一臺微型計算機。人們經(jīng)常使用的集成電路卡（IC卡）上的金屬片就是CPU卡芯片。CPU卡可適用于金融、保險、、政府行業(yè)等多個領域，具有用戶空間大、讀取速度快、支持一卡多用等特點，并已和國家商秘委的認證。CPU卡從外型上來說和普通IC卡，射頻卡并無差異，但是性能上有巨大提升，安全性和普通IC卡比，提高很多，通常CPU卡內(nèi)含有隨機數(shù)發(fā)生器，硬件DES，3DES加密算法等，配合操作系統(tǒng)即片上OS，也稱COS,可以達到金融級別的安全等級。
綜述介紹
概述
CPU卡：也稱智能卡，卡內(nèi)的集成電路中帶有微處理器CPU、存儲單元（包括隨機存儲器RAM、程序存儲器ROM（FLASH）、用戶數(shù)據(jù)存儲器EEPROM）以及芯片操作系統(tǒng)COS。裝有COS的CPU卡相當于一臺微型計算機，不僅具有數(shù)據(jù)存儲功能，同時具有命令處理和數(shù)據(jù)安全保護等功能。
由于沒有掌握關鍵的生產(chǎn)工藝，原來我國設計的CPU卡芯片一直在國外生產(chǎn)。目前我國自主設計、制造的CPU卡容量達到了128K。
CPU卡可適用于金融、保險、、政府行業(yè)等多個領域，具有用戶空間大、讀取速度快、支持一卡多用等特點，并已和國家商秘委的認證。
IC卡
要了解什么是CPU卡，就必須從IC卡說起。
IC卡是集成電路卡（Integrated Circuit Card）的簡稱，是鑲嵌集成電路芯片的塑料卡片，其外形和尺寸都遵循標準（ISO）。芯片一般采用不易揮發(fā)性的存儲器（ROM、EEPROM）、保護邏輯電路、甚至帶微處理器CPU。
帶有CPU的IC卡才是真正的智能卡。按照嵌入集成電路芯片的形式和芯片類型的不同IC卡大致可分為接觸式，非接觸式、雙界面卡。
CPU卡的分類
CPU卡既有接觸式也有非接觸式的。（見右圖）
IC卡分類邏輯加密存儲器卡：在非加密存儲器卡的基礎上增加了加密邏輯電路，加密邏輯電路通過校驗密碼方式來保護卡內(nèi)的數(shù)據(jù)對于外部訪問是否開放，但只是低層次的安全保護，無法防范惡意性的攻擊。
研為工業(yè)cpu卡標準化
目的
由于當前世界各國經(jīng)濟正在向化方向發(fā)展，化的金融服務系統(tǒng)紛紛建立起來，這就帶來了一個卡的互操作性問題。同一張卡，在不同的國家、不同的環(huán)境下都要能夠使用。要解決這個問題，只有制定一系列標準，使CPU卡及其接口設備制造商按照統(tǒng)一的標準，制造統(tǒng)一接口規(guī)格的產(chǎn)品，以保證不同國家、不同行業(yè)都采用統(tǒng)一的CPU卡軟硬件技術規(guī)范開發(fā)應用系統(tǒng)，這樣才能實現(xiàn)不同廠家生產(chǎn)的CPU卡之間的互換性和接口設備的共享。
CPU卡標準
標準化組織從1987年開始，相繼制定和頒布了CPU卡的標準。有關CPU卡本身的標準有：
● ISO 10536：識別卡－非接觸式的集成電路卡
● ISO 7816：識別卡－帶觸點的集成電路卡
● ISO7816-1：規(guī)定卡的物理特性。卡的物理特性中描述了卡應達到的防護紫外線的能力、X光照射的劑量、卡和觸點的機械強度、抗電磁*力等等。
● ISO7816-2：規(guī)定卡的尺寸和位置。
● ISO7816-3：規(guī)定卡的電信號和傳輸協(xié)議。傳輸協(xié)議包括兩種：同步傳輸協(xié)議和異步傳輸協(xié)議
● ISO7816-4：規(guī)定卡的行業(yè)間交換用命令。包括：在卡與讀寫間傳送的命令和應答信息內(nèi)容；在卡中的文件、數(shù)據(jù)結構及訪問方法；定義在卡中的文件和數(shù)據(jù)訪問權限及安全結構。
CPU卡片基本特性：
● 符合ISO 14443 TypeA和ISO 7816接口的雙界面CPU 卡
● 硬件DES/3DES 協(xié)處理器
● 硬件RSA 協(xié)處理器
● 硬件SM1協(xié)處理器
● 硬件真隨機數(shù)發(fā)生器
CPU卡功能要求：
● 支持PBOC2.0 借記貸記應用
● 支持PBOC2.0 基于借貸記的小額支付應用
● 支持PBOC2.0非接觸式IC卡支付應用（即QPBOC）
● 支持PBOC2.0 電子錢包的應用
● 支持DDA/CDA 認證
金融卡應用標準
中國金融集成電路(IC)卡規(guī)范：1998等近十家金融單位在采用標準和進技術的原則下，以ISO標準和Europay、Mastercard、Visa三大組織研制的EMV96為基礎，結合國內(nèi)CPU卡的應用實際需要，對我國金融CPU卡的基本應用作出了具體規(guī)定。
● ISO 9992：金融交易卡－集成電路卡與受卡接受設備之間的信息
● ISO 14443：識別卡－非接觸卡規(guī)范（距離10cm）
● ISO 10202：金融交易卡－使用集成電路卡的金融交易系統(tǒng)的安全結構
● EMV：支付系統(tǒng)的集成電路卡規(guī)范和支付系統(tǒng)的集成電路卡終端規(guī)范
ISO和其它組織還有很多標準和規(guī)范涉及到CPU卡的應用，可根據(jù)需要查閱有關的標準。
操作系統(tǒng)
概述
COS的全稱是Chip Operating System(片內(nèi)操作系統(tǒng))，它一般是緊緊圍繞著它所服務的智能卡的特點而開發(fā)的。由于不可避免地受到了智能卡內(nèi)微處理器芯片的性能及內(nèi)存容量的影響，因此，COS在很大程度上不同于我們通常所能見到的微機上的操作系統(tǒng)(例如DOS、UNIX等)。
COS的特點
首先，COS是一個專用系統(tǒng)而不是通用系統(tǒng)。即：一種COS一般都只能應用于特定的某種(或者是某些)智能卡，不同卡內(nèi)的COS一般是不相同的。因為COS一般都是根據(jù)某種智能卡的特點及其應用范圍而特定設計開發(fā)的，盡管它們在所實際完成的功能上可能大部分都遵循著同一個標準。
其次，與那些常見的微機上的操作系統(tǒng)相比較而言，COS在本質(zhì)上更加接近于監(jiān)控程序、而不是一個通常所謂的真正意義上的操作系統(tǒng)，這一點至少在目前看來仍是如此。因為在當前階段，COS所需要解決的主要還是對外部的命令如何進行處理、響應的問題，這其中一般并不涉及到共享、并發(fā)的管理及處理，而且就智能卡在2013年的應用情況而言，并發(fā)和共享的工作也確實是不需要的。
COS的基本原理和主要功能
COS在設計時一般都是緊密結合智能卡內(nèi)存儲器分區(qū)的情況，按照標準(ISO /IEC 7816系列標準)中所規(guī)定的一些功能進行設計、開發(fā)。但是由于智能卡的發(fā)展速度很快，而標準的制定周期相對比較長一些，因而造成了當前的智能卡標準還不太完善的情況，據(jù)此，許多廠家又各自都對自己開發(fā)的COS作了一些擴充。截止到2013年11月份，還沒有任何一家公司的COS產(chǎn)品能形成一種工業(yè)標準。因此這里將主要結合現(xiàn)有的(指1994年以前)標準，重點講述COS的基本原理以及基本功能，在其中適當?shù)亓信e它們在某些產(chǎn)品中的實現(xiàn)方式作為例子。
COS的主要功能是控制智能卡和外界的信息交換，管理智能卡內(nèi)的存儲器并在卡內(nèi)部完成各種命令的處理。其中，與外界進行信息交換是COS最基本的要求。在交換過程中，COS所遵循的信息交換協(xié)議包括兩類：異步字符傳輸?shù)?T=0協(xié)議以及異步分傳輸?shù)腡=l協(xié)議。這兩種信息交換協(xié)議的具體內(nèi)容和實現(xiàn)機制在ISO/IEC7816—3和ISO/IEC7816—3A3標準中作了規(guī)定；而COS所應完成的管理和控制的基中功能則是在ISO/IEC7816—4標準中作出規(guī)定的。在該標準中，還對智能卡的數(shù)據(jù)結構以及COS的基本命令集作出了較為詳細的說明。
至于ISO/IEC7816—1和2，則是對智能卡的物理參數(shù)、外形尺寸作了規(guī)定，它們與COS的關系不是很密切。
