Изучение протоколов работы телекарт второго поколения

Цель работы:изучение протоколов работы телекарт второго поколения, знакомство со стандартом ISO 7816.

Методические указания.Смарт-карты физически выполнены в виде пластиковых карт стандартного размера. На переднем крае карты расположены контакты, размер и положение которых строго специфицируется стандартом ISO 7816–2 (ISO – International Standard Organization). Под металлической фольгой контактов расположен чип, с которым и ведется работа при реализации протоколов карты.

Стандарт ISO 7816-1 задает некоторые параметры смарт-карт, соответствие которым делает карту, прежде всего, устойчивой ко многим неблагоприятным воздействиям внешней среды. Наиболее интересные требования этого стандарта приведены ниже:

при производстве чип карты должен быть надежно защищен от проникновения ультрафиолетового излучения;

разность между уровнем контактов и уровнем поверхности карты должен быть меньше 0.1 мм;

электрическое сопротивление между двумя любыми точками контакта карты не может превышать 0.5 Ом в диапазоне токов 50 мкА - 300 мА;

для устойчивости к статическому электричеству чип карты должен выдерживать разряд через резистор 1500 Ом емкости в 100 пФ, заряженной до 1500 В.

Стандарт ISO 7816–2 задает непосредственно размеры и расположение контактов чипа карты на пластиковой подложке. На рис. 1 представлены размеры контакта смарт-карты. Наименование и расположение контактов по ISO 7816-2 изображено на рис. 2.

Последующие уровни стандарта ISO 7816 определяют некоторые протоколы самого нижнего уровня (в основном для асинхронных карт), способы криптографической и иной защиты информации, и даже организацию файловой системы смарт-карты. Последнее продиктовано тем, что современные смарт-карты представляют из себя полноценные микрокомпьютеры со своей микрооперационной и файловой системами. Причем, программисту предоставлено право выбора структуры хранимой информации, способа ее защиты и формата ввода/вывода.

Далее описываются протоколы работы телекарт второго поколения. Для них выбраны четыре операции:

Сброс карты (счетчика текущего бита);

Чтение очередного бита;

“Запись”;

“Запись с переносом”.

Сброс карты.

Контроллеры, работающие в составе телефонных автоматов, после помещения карты в считыватель осуществляют сброс счетчика текущего бита, поскольку его значение после подачи питания на карту не предсказуемо. Это осуществляется с помощью генерации положительного и, затем, отрицательного фронтов сигнала CLK при сигнале RST, установленном в ‘1’ (см. рис. 3), т.е. операция предусмотрена в аппаратной логике чипа карты.

Чтение очередного бита.

“Запись”.

Область счетчика оставшихся в кредите единиц содержит биты, значение которых может изменяться определенным образом. Физически запись означает запуск операции, переворачивающей указанную ячейку (бит) из ‘1’ в ‘0’.

Для того, чтобы провести данную операцию необходимо выполнить следующие манипуляции с сигналами на входах RST и CLK:

реализовать передний фронт импульса на входе RST в момент, когда CLK имеет низкий уровень. При этом логика карты запрещает инкремент внутреннего счетчика на один импульс CLK;

установить CLK в ‘1’ минимум на 10 мс для осуществления записи в битовую ячейку, адрес которой находится во внутреннем счетчике (см. рис. 4).

После реализации операции “запись” и подачи на CLK низкого уровня сигнала, если данная операция прошла успешно, то на выводе I/O будет выставлено новое значение данного бита, т.е. – ‘0’. Инкремент счетчика разрешается и, далее, возможна реализация любой из операций.

“Запись с переносом”.

Снятие единиц кредита означает превращение ненулевых битов счетчика единиц в нулевые. Причем, это происходит последовательно с самой старшей единицы самого младшего байта. Однако “снятие” очередных семи единиц приводит к тому, что байт счетчика оказывается без единичных разрядов. Для осуществления переноса из старшего разряда пятиуровневого счетчика предусмотрена операция “запись с переносом”.

Эта операция должна быть запущена, когда внутренний счетчик карты указывает на самый старший ненулевой бит байта, из которого производится заем. В результате операции этот бит становится нулевым, а байт, который младше на уровень относительно данного, заполняется единицами. Теперь, если необходим дальнейший перенос, то аналогичным образом производится заем из старшего бита теперь уже этого байта. Если же достигнут самый младший байт, то необходимо, во избежание неопределенности, осуществить операцию “запись” со старшим битом данного байта.

Задание.С помощью программной оболочки осуществить следующие операции телекарты:

сброс телекарты;

чтение первых двух байт дампа карты.

Зафиксировать протокол, реакцию карты. Сравнить ответ карты с ожидаемым. Работу проводить с той же телекартой, что и в лабораторной работе № 2.

“Запись с переносом” осуществляется применением операции “Запись” подряд два раза, когда внутренний счетчик карты указывает на тот бит, из которого производится заем. При этом первый раз производится собственно операция “Запись” (занимает не менее 10 мс), а второй – перенос в младший байт (занимает 1 мс).

Пример работы с телекартой.

Номера битов памяти телекарты

Б65……....................................................................................Б104

00000111 – 00111111 – 01111111 – 00000000 – 00000011

Запись(Б103)

00000111 – 00111111 – 01111111 – 00000000 – 00000001

Запись(Б104)

00000111 – 00111111 – 01111111 – 00000000 – 00000000

Запись с переносом(Б82)

00000111 – 00111111 – 00111111 – 11111111 – 00000000

Запись с переносом(Б89)

00000111 – 00111111 – 00111111 – 01111111 – 11111111

Запись(Б97)

00000111 – 00111111 – 00111111 – 01111111 – 01111111

Запись(Б98)

00000111 – 00111111 – 00111111 – 01111111 – 00111111

Порядок выполнения работы:

1. Внимательно ознакомиться с методическими указаниями к лабораторной работе.

2. Получить у преподавателя телекарту.

3. Составить в программной оболочке необходимые протоколы работы.

4. Зафиксировать “ответ” телекарты.

5. Проанализировать полученную информацию, определить по протоколу в шестнадцатеричной форме первые два байта дампа телекарты и сравнить с ранее прочитанным дампом.

6. Показать полученные результаты преподавателю.

7. Составить отчет о проделанной работе.

Содержание отчета:

1. Цель работы.

2. Исходные данные (протокол работы в графическом виде).

3. Ответ телекарты на сформированный протокол (также в графическом виде).

4. Расшифровка полученных данных (упаковка битов в байты дампа).

5. Описание проведенных преобразований.

Дата добавления: 2015-06-30; просмотров: 189; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!