1、自助加油终端机智能卡系统的实现 摘要：由于传统的 M1 智能卡遭到破解，因此，原有加油站的智能卡系统必须进行升级才能解决。文章针对自主加油终端的特点，给出了智能卡系统的实现方案，包括智能卡的选择，读卡器的选择与安装，驱动程序的安装，PC/SC 系统服务的设定等。 开题报告 t 关键词：终端机； CPU 智能卡；数字签名；实现 1.引言 由于 M1 智能卡遭到破解，前不久，工业和信息部发布了关于做好应对部分 IC 卡出现严重安全漏洞工作的通知，各机关和部门都相应地开展了对 IC 卡使用情况调查及应对工作。另外，由于目前越来越多的加油站加油作弊，造成用户信任问题，客观上需要真正引入可信任的第三方进
2、行实质公证。交易时没有使用电子签名进行身份认证，不符合中华人民共和国电子签名法。因此，无论从何种角度考虑，原来使用 M1 智能卡的自助加油终端，必然要对卡片和终端机进行升级。升级方案之一是改用更为安全的CPU智能卡来替代传统的 M1卡。加油终端机融合 CPU智能卡，既可以实现目前多种业务的综合经营，也可以实现与银行的接轨。 2 智能卡的选择 在工业界，智能卡通常分为以 M1 卡为代表的普通智能卡（即逻辑加密智能卡）和带有 CPU 和操作系统的 CPU 智能卡。 2.1M1 卡的破解 M1 卡也就是 Mifare 卡，集计算机技术、自动控制技术、网络通讯技术、智能卡技术、传感技术、模式识别技术和
3、机电一体化技术于一体。 M1 卡是我国各大中城市普遍使用的公交卡，学校使用的校园卡，公路使用的缴费卡，商场餐厅使用的消费卡。它占我国非接触智能卡市场的 95%，发卡 量在中国已超过 1.5 亿。 作文 2009 年来看，从来没有一件事情比 M1 卡被破解更令人瞩目，也使得国家机关被迅速行动起来。日前工业和信息部发布了，关于做好应对部分 IC卡出现严重安全漏洞工作的通知，各机关和部门都相应地开展了对 IC 卡使用情况调查及应对工作。 2008 年，德国研究员亨里克 普洛茨和美国弗吉尼亚大学计算机科学在读博士卡尔斯滕 诺尔就享受到了成功的喜悦：他们最先利用电脑成功破解了恩智浦半导体的 Mifare
4、 经典芯片 (简称 M1 芯片 )的安全算法。 M1 破解之后，如果数据区域没有加密，那么很容易遭 到数据篡改，如果数据区域被加密，那么复制卡的缺陷很难避免。由于加油站人员流动性很大，因此，根本不能避免卡被复制的问题。按照国际惯例，一旦卡片被复制造成了消费，那么肯定不能有原始持有人承担责任。所以升级系统变得刻不容缓。 因此，必须采用 CPU 智能卡来替代普通的 M1 智能卡。 2.2 CPU 智能卡选择 智能卡 (SmartCard)，也叫 IC 卡。 CPU 卡内具有中央处理器（ CPU）、随机存储器（ RAM）、程序存储器（ ROM）、数据存储器（ EEPROM）以及片内操作系统 COS
5、(Chip Operating System)， CPU 卡不仅仅是单一的非接触卡，而是一个带有片内操作系统（ COS）的应用平台。用 COS 实现对卡内数据的保护，如用户和系统的相互认证、应用顺序控制和管理、随机数的产生和传输、密钥管理、加密、解密、信息的安全传输等。装有 COS的 CPU卡相当于一台微型计算机，不仅具有数据存储功能，同时具有命令处理、计算和数据加密等功能，具有信息量大、防伪安全性高、可脱机作业、可多功能开发等优点。 CPU 卡是真正意义上的智能卡就是人们常说的 SmartCard。 由于目前逻辑加密卡的安全隐患 现状，大力推进 CPU 卡应用就显得势在必行。而国家相关部门也
6、做了大量工作，建设部 IC 卡应用服务中心在 2008年就制订了两项国家行业标准，同时向建设部申报三项城市互联互通卡系列标准。所以，在加油终端机上采用 CPU 智能卡就成为必然的选择。 3 读卡器的选择与安装 3.1 读卡器的选择 为了使得系统兼容性更好， CPU 智能卡读卡器采用基于 PC/SC 规范的读卡器。 PC/SC 规范是由微软公司与世界其它著名的智能卡厂商组成的 PC/SC工作组提出的。 PC/SC 规范是一个基于 Windows 平台的一个标准用户接 口（ AP1），提供了一个从个人电脑（ Personal Computer）到智能卡（ SmartCard）的整合环境，虽然到目前
7、为止， Windows 是唯一支持 PC/SC 标准的操作系统平台，但由于 Windows 的影响力， PC/SC 规范也为智能卡业界所接受。其PC/SC 中间件的安装采用 University of Applied Sciences Winterthur in Switzerland.设计的安装包。值得注意的是，该中间件仅仅提供了基本的PC/SC 支持，而且使用比较复杂。所以在实际应用的时候，在其基础上 对API 进行了包装和扩展。这样非常有利于应用程序的开发。厂商驱动采用厂商提供的 Scr33 for linux9 驱动程序。该驱动程序提供硬件和 PC/SC 中间件的连接工作。在测试中，身
8、份验证智能卡暂时使用某种比较通用的智能卡，但是其 COS和内置的算法做了某种改变，其中，内置了标准的 DES算法。 3.2 驱动程序的安装 通常，终端机系统工作在 Linux平台，这里以该平台为例进行介绍。首先应该以 ROOT 用户登录，并且有编译工具如 gcc 等。 首先安装 PC/SC中间件。假设 PC/SC的包名称为 pcsc-lite-X.Y.Z.为版本号。请注意其中的版本号码，最好阅读一下 README 文件，确认是否适合你的系统和具体的安装过程。一般情况下，执行下列命令： bash# tar -xvzf pcsc-lite-1.2.0.gure -enable-usb -enabl
9、e-daemon /允许作为守护进程运行。在这个系统中，由于要实现使用智能卡来做身份认证工作，所以必须做为守护进程来运行。 bash# make bash# make install 值得注意的是，由于 Linux系统的不断升级，加上卡本身驱动的升级，虽然使用的智能卡都是基于 PC/SC规范的卡，但是具体的安装过程依然比较麻烦。如果采用的是新版本的 fedora 9，由于其内置了智能卡的驱动，那么，就可以省略这一步。如果安装不成功的话，请更改为其它版本的驱动程序。在本部分，必须多多进行研究，因为很少有厂家提供比较完善的Linux9 支持。 安装中间件后。一般要进行测试。运行可执行程序 pcsc
10、dstdout ，然后用 PSTREE查看是否存在 pcscd守护进程。如果存在，表明 pcsc中间件的安装已经完成。 然 后。进行厂家驱动的安装。一般情况下，按照厂家提供的驱动程序，大体都能安装成功。这里不再赘述。 3.3PC/SC 系统服务的设定 由于操作系统需要在系统启动后就能获取智能卡的内容，所以 pcscd守护进程 简历大全 要随系统自启动。关于 pcscd的介绍及安装过程见上节。本部分仅仅介绍如何将已有的程序加为随系统启动的守护进程。 （ 1）编写 pcscd 脚本。 （ 2）将 pcscd 放入 /etc/init.d 目录下，执行命令 cp -f pcscd /etc/i在指定
11、的 rc.d 目录下作连 接 执行命令： ln -sf /etc/i 其中 $i 表示在哪个启动级别下运行。在本系统中要在图形界面即级别 5 下运行，故 i 取 5。 重新启动系统，使用命令 pstree 可以见到 pcscd 守护进程随系统自启动。 4 结语 到此为止，完成了自助加油在终端机中智能卡系统的设计。由于 CPU 智能卡除具有安全性外，还可以保存数字签名。因此，该自助终端机访问网络更加合法、安全、稳定，并具有不可抵赖性。 参考文献： 王左利 .积极应对 M1 卡的安全挑战 J. 中国教育网络 , 2009.7. 佟秋利 .CPU 卡 或成主流 J. 中国教育网络 , 2009.7. 陈作炳 , 张鸿宇 , 陈燕飞 , 李欣 , 刘军 . CPU 卡技术及应用系统设计研究J. 武汉理工大学学报 , 2002,(09). 张建军 , 包国峰 ,马一兵 . FM1208 非接触 CPU 卡读写系统的研制 J .单片机与嵌入式系统应用 ,2009,12. 开题报告
