一種讀卡器及cpu卡交易系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及智能卡技術(shù)，尤其涉及一種讀卡器及CPU卡交易系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著時(shí)代的發(fā)展，城市交通一卡通行業(yè)日漸成熟。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)有440多個(gè)城市建立了不同規(guī)模的城市一卡通1C卡系統(tǒng)。近年來，用卡環(huán)境的安全性成為全社會(huì)廣泛關(guān)注的事情。城市一卡通領(lǐng)域?qū)儆诿裆こ?，用卡環(huán)境是否安全關(guān)系到廣大持卡者的利益。一旦卡的安全受到侵害，不僅會(huì)對(duì)持卡者造成損失，而且也會(huì)對(duì)社會(huì)穩(wěn)定構(gòu)成威脅。
[0003]城市交通一卡通系統(tǒng)及應(yīng)用的安全問題的核心是系統(tǒng)中的密鑰管理問題。如何安全可靠的生成、分發(fā)、使用和維護(hù)系統(tǒng)的密鑰是城市一卡通設(shè)計(jì)需要解決的重點(diǎn)。一般采用對(duì)稱密鑰體系和非對(duì)稱密鑰體系相結(jié)合的方式來設(shè)計(jì)相應(yīng)的密鑰管理體系。其中，采用非對(duì)稱密鑰體系來保護(hù)對(duì)稱密鑰的分發(fā)、使用和維護(hù)，以保證系統(tǒng)中的對(duì)稱密鑰的安全，防止密鑰泄露或受到攻擊。
[0004]然而，城市一卡通的交易過程屬于離線交易過程，包括了發(fā)卡、充值和消費(fèi)三類交易類型。其中，發(fā)卡和充值交易需要在上位機(jī)平臺(tái)和CPU卡上進(jìn)行，這就涉及到將交易指令等敏感信息在二者之間的交換。傳統(tǒng)的交流流程對(duì)敏感信息和指令未采取保護(hù)措施，因此增加了信息和系統(tǒng)被攻擊的風(fēng)險(xiǎn)，造成身份冒用、信息竊取和數(shù)據(jù)篡改等問題。
[0005]為此，如何提供一種能夠生成安全證書，且加載安全證書的讀卡器，實(shí)現(xiàn)與CPU卡交易過程中保證信息的機(jī)密性和完整性成為當(dāng)前亟需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種讀卡器及CPU卡交易系統(tǒng)，用于保證在與CPU卡交易過程中信息的機(jī)密性和完整性。
[0007]第一方面，本發(fā)明提供一種讀卡器，包括:
[0008]安全芯片，與該安全芯片電連接的非接觸式通信電路，與所述安全芯片電連接的外圍電路；
[0009]其中，所述安全芯片包括:用于存儲(chǔ)所述讀卡器的安全認(rèn)證識(shí)別碼的第一存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)具有安全保護(hù)功能的證書的第二存儲(chǔ)器、用于支持加密算法的處理器；所述第一存儲(chǔ)器和所述第二存儲(chǔ)器均與所述處理器電連接；
[0010]所述非接觸式通信電路包括:用于與上位機(jī)通信的通信模塊和用于對(duì)非接觸式CPU卡進(jìn)行讀寫的射頻模塊。
[0011]可選地，所述第一存儲(chǔ)器為非揮發(fā)性存儲(chǔ)器。
[0012]可選地，所述通信模塊為用于與上位機(jī)通訊的USB接口模塊。
[0013]可選地，所述處理器用于對(duì)所述第二存儲(chǔ)器中的證書進(jìn)行加載或更新、讀取。
[0014]可選地，所述安全芯片為支持ISO 14443TypeA協(xié)議的芯片。
[0015]可選地，所述第二存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有應(yīng)用根證書、業(yè)務(wù)證書和設(shè)備證書。
[0016]可選地，所述安全芯片為FM1916芯片。
[0017]可選地，所述外圍電路包括:電源電路、指示燈電路和晶振。
[0018]第二方面，本發(fā)明提供一種CPU卡交易系統(tǒng)，包括CPU卡和上位機(jī)，上述任一所述的讀卡器，所述讀卡器與所述CPU卡通訊，以及與上位機(jī)通訊，完整對(duì)CPU的讀寫。
[0019]由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明的讀卡器及CPU卡交易系統(tǒng)，在讀卡器中加載第一證書，在第二存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)證書后的讀卡器能夠確保分別于上位機(jī)、CPU卡交互過程中，信息的安全性，且保證信息的完整性和機(jī)密性。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例提供的讀卡器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明一實(shí)施例中CPU卡交易系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0023]本發(fā)明實(shí)施例提供一種帶有CA證書功能的讀卡器，該讀卡器實(shí)現(xiàn)CPU卡與上位機(jī)的交互。
[0024]圖1示出了一種讀卡器的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，本實(shí)施例的讀卡器包括:安全芯片11，與該安全芯片11電連接的非接觸式通信電路12，與所述安全芯片11電連接的外圍電路13 ；
[0025]安全芯片主要負(fù)責(zé)與上位機(jī)通訊(采用USB CCID協(xié)議)，用于解析APDU指令，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)非接觸CPU卡操作功能、同時(shí)具有SM1、SM2算法功能，且可存放業(yè)務(wù)證書或設(shè)備證書等。
[0026]其中，所述安全芯片11包括:用于存儲(chǔ)所述讀卡器的安全認(rèn)證識(shí)別碼的第一存儲(chǔ)器111，用于存儲(chǔ)具有安全保護(hù)功能的證書的第二存儲(chǔ)器112、用于支持加密算法的處理器113 ;所述第一存儲(chǔ)器111和所述第二存儲(chǔ)器112均與所述處理器113電連接；所述處理器113用于對(duì)所述第二存儲(chǔ)器中的證書進(jìn)行加載或更新、讀取。
[0027]所述非接觸式通信電路12包括:用于與上位機(jī)通信的通信模塊121和用于對(duì)非接觸式CPU卡進(jìn)行讀寫的射頻模塊122。
[0028]舉例來說，上述的第一存儲(chǔ)器111可為非揮發(fā)性存儲(chǔ)器，第二存儲(chǔ)器112存儲(chǔ)有應(yīng)用根證書、業(yè)務(wù)證書和設(shè)備證書。
[0029]通信模塊121可為用于與上位機(jī)通訊的USB接口模塊。
[0030]在實(shí)際應(yīng)用中，前述的外圍電路13可包括:電源電路、指示燈電路和晶振等，本實(shí)施例僅為舉例說明，可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置。
[0031]需要說明的是，前述的處理器113可為支持國(guó)際通用加解密算法和特定國(guó)密算法的處理器等。
[0032]非揮發(fā)性存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)安全認(rèn)證識(shí)別碼，第二存儲(chǔ)器112用于存儲(chǔ)應(yīng)用根證書、業(yè)務(wù)證書和設(shè)備證書，業(yè)務(wù)證書用于確保讀卡器到上位機(jī)的業(yè)務(wù)相關(guān)通訊的保密性和完整性，設(shè)備證書用于表示安全芯片的身份，并用于確保上位機(jī)到讀卡器的下發(fā)通訊的保密性和完整性，以及讀卡器到上位機(jī)的上傳通訊數(shù)據(jù)的簽名等信息的保密性和完整性。處理器支持國(guó)密SM1和SM2算法，且具有對(duì)稱和非對(duì)稱密鑰管理功能。
[0033]射頻模塊122與非接觸式CPU卡交互，USB接口模塊用于與上位機(jī)相連。
[0034]本實(shí)施例的讀卡器，能夠確保分別于上位機(jī)、CPU卡交互過程中，信息的安全性，且保證信息的完整性和機(jī)密性。
[0035]另外，參見圖2所示，本發(fā)明還提供一種CPU卡交易系統(tǒng)，該CPU卡交易系統(tǒng)包括:CPU卡、上位機(jī)和上述任一所述的讀卡器，所述讀卡器與所述CPU卡通訊，以及與上位機(jī)通訊，完成對(duì)CPU卡的讀寫。
[0036]本實(shí)施例的讀卡器的安全芯片可為支持ISO 14443TypeA協(xié)議的芯片。例如，安全芯片可為FM1916芯片。該FM1916芯片內(nèi)部由復(fù)旦微電子FM15160芯片和智能讀寫器芯片復(fù)旦微電子FM1935合封而成。作為安全芯片F(xiàn)M1916的主控芯片，F(xiàn)M15160完成通訊處理、國(guó)際通用加密算法和國(guó)密算法運(yùn)算，F(xiàn)M1935完成支持ISO 14443 Type A協(xié)議的非接觸通訊收發(fā)控制。FM1916采用QFN64的封裝形式。
[0037]在實(shí)際應(yīng)用中，安全芯片還具有芯片操作系統(tǒng)，該芯片操作系統(tǒng)可包括:C0S的基本功能、基于安全認(rèn)證識(shí)別碼的證書安全機(jī)制、CA證書功能和CPU卡操作指令。其中，所述CPU卡操作指令需要所述CA證書功能的安全保護(hù)。通過CA證書功能對(duì)CPU操作指令傳輸?shù)谋Ｗo(hù)，上位機(jī)系統(tǒng)經(jīng)該讀卡器與CPU卡的通訊和數(shù)據(jù)的安全性大大提高。
[0038]在具體應(yīng)用中，在安全芯片中保存有一個(gè)安全認(rèn)證識(shí)別碼，用于表明讀卡器安全芯片的唯一身份，具備安全認(rèn)證識(shí)別碼是讀卡器實(shí)現(xiàn)CA證書功能的基礎(chǔ)。
[0039]本發(fā)明實(shí)施例中讀卡器的安全認(rèn)證識(shí)別碼長(zhǎng)度為9字節(jié)，由3個(gè)字段組成，包括1字節(jié)MID字段、4字節(jié)芯片UID字段和4字節(jié)認(rèn)證數(shù)字段。
[0040]在讀卡器的安全芯片出廠前，由芯片生產(chǎn)商將安全認(rèn)證識(shí)別碼一次性寫入安全芯片的存儲(chǔ)區(qū)，裝載后不能更改，即使芯片恢復(fù)出廠設(shè)置也不能再次寫入。讀卡器的安全芯片只支持通過指令讀取的方式對(duì)外返回安全認(rèn)證識(shí)別碼，因此讀卡器的芯片操作系統(tǒng)cos的指令集中包含有安全認(rèn)證識(shí)別碼讀取指令。
[0041]讀卡器的安全芯片不支持安全芯片認(rèn)證碼的更新與銷毀功能。
[0042]通過上述存儲(chǔ)和讀取機(jī)制，讀卡器的安全芯片中安全認(rèn)證識(shí)別碼的安全性得到保障。
[0043]另外，上述芯片操作系統(tǒng)中的CA證書功能是讀卡器的芯片操作系統(tǒng)的主要特征。通過證書機(jī)制，讀卡器完成CPU卡操作指令的安全保護(hù)功能。在上位機(jī)系統(tǒng)交易流程中，讀卡器通過CA證書功能對(duì)CPU卡操作指令完成加密或簽名功能，以保護(hù)發(fā)送信息的合法性、完整性和機(jī)密性。
[0044]當(dāng)前，讀卡器采用的證書規(guī)格如下:1)證書格式采用標(biāo)準(zhǔn)X.509格式；2)證書簽名算法采用RSA ;3)證書壓縮算法采用SHA1 ;4)證書編碼為DER ;5)證書主題為芯片安全認(rèn)證識(shí)別碼。
[0045]本發(fā)明實(shí)施例的讀卡器中包含有3個(gè)證書，分別是:
[0046]應(yīng)用根證書:主要用于驗(yàn)證業(yè)務(wù)證書與設(shè)備證書的有效性；
[0047]業(yè)務(wù)證書:主要用于確保從讀卡器到上位機(jī)的業(yè)務(wù)相關(guān)通訊的保密性與完整性