面向成品油零售系统的智能型IC卡发卡系统的研究与实现

论文摘要

近年来,随着我国经济的飞速发展,机动车的饱有量也随之急剧增加。为机动车加油作为商品流通领域的重要服务行业,在人们的生活中占有越来越重要的地位。我国的加油行业虽然有了很大的发展,但其支付方式还是以现金和油票两种传统方式为主。这种落后的现状不但给消费者带来诸多不变,也给油站的管理造成了很多困难。针对这种情况,使用智能型IC加油卡不失为一个解决问题的好办法。智能型IC卡作为一种成熟的电子支付手段,其高度的安全性、突出的认证功能、易于携带和使用方便等特性,完全满足加油应用的要求。本文所阐述的单站发卡系统是“智能卡加油系统”的一个子系统,主要功能是将空白的IC卡签发成为加油站专用的密钥母卡、PSAM卡和加油卡,以及对卡片进行后期的管理和维护。此系统的难点在于通过串口读卡器,与智能卡内操作系统进行安全交互,在卡内建立相应的文件以及对其进行读写。本系统的重点则在于确保加油卡的安全使用。文章首先介绍了智能型IC卡发卡系统的研究目的和意义,分析了智能型加油卡的发展现状。根据实际要求,文章阐述了本系统的整体结构设计和功能划分。在介绍与IC卡交互的传输协议之后,文章着重介绍了发卡系统的难点——IC卡内文件系统的设计情况,包括卡内文件逻辑结构的设计、加油应用相应文件夹的设计和相应应用的操作命令等。接下来,文章详细介绍了发卡系统的重点——系统安全模块的设计情况,包括卡片的安全结构设计、密钥的管理和计算、系统可能受到的攻击及其防范措施等。最后,文章对系统的整体情况进行了总结。通过和同类系统的比较,明确了本系统的优缺点,指明了系统改进的方向。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 本课题的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状分析
• 1.2.1 IC卡的类型
• 1.2.2 IC卡在国内外加油系统的发展情况
• 1.3 本课题的总体目标和主要研究内容
• 1.3.1 课题的总体目标
• 1.3.2 课题的主要研究内容
• 第二章 系统的总体结构及工作流程
• 2.1 系统概况
• 2.2 系统总体结构设计
• 2.3 系统工作流程设计
• 第三章 IC卡的传输协议
• 3.1 IC卡的操作过程
• 3.1.1 正常操作流程
• 3.1.2 异常中断
• 3.1.3 数据传输
• 3.2 复位应答
• 3.3 终端流程
• 3.4 传输协议
• 3.4.1 概述
• 3.4.2 物理层
• 3.4.3 数控链路层
• 3.4.4 终端传输层
• 3.4.5 应用层
• 第四章 卡内文件系统的设计
• 4.1 文件系统的组织形式
• 4.1.1 文件系统的逻辑结构
• 4.1.2 对文件系统的操作
• 4.2 卡内文件的类型
• 4.2.1 主文件——MF
• 4.2.2 专用文件——DF
• 4.2.3 基本数据文件EF
• 4.2.4 文件系统逻辑结构示例
• 4.3 文件在卡内的存储结构
• 4.3.1 卡内文件的存储
• 4.3.2 文件描述块的内容定义
• 4.4 单站加油IC卡内应用文件的设计
• 4.4.1 DF文件
• 4.4.2 数据EF文件
• 4.4.3 相关数据描述
• 4.5 单站加油IC卡应用相关的命令集设计
• 4.5.1 创建文件（CREATE FILE）命令
• 4.5.2 删除文件（DELETE FILE）命令
• 4.5.3 修改个人密码（CHANGE PIN）命令
• 4.5.4 圈存（CREDIT FOR LOAD）命令
• 4.5.5 消费（DEBIT FOR PURCHASE）命令
• 4.5.6 解扣（DEBIT FOR UNLOCK）命令
• 4.5.7 读余额（GET BALANCE）命令
• 4.5.8 取交易认证（GET TRANSACTION PROOF）命令
• 第五章 系统的安全模块设计
• 5.1 卡内安全系统概况
• 5.1.1 卡片安全属性
• 5.1.2 卡片安全机制
• 5.2 IC卡内安全结构设计
• 5.2.1 密钥设计依据
• 5.2.2 应用涉及的密钥
• 5.2.3 子密钥的计算方法
• 5.2.4 过程密钥的计算方法
• 5.3 系统风险分析与防范
• 5.3.1 对IC卡及其系统的攻击
• 5.3.2 对IC卡终端设备的攻击
• 5.3.3 对后台系统的攻击
• 5.3.4 系统防范措施的设计
• 5.3.5 使用加密锁
• 第六章 结论与展望
• 6.1 本文内容的总结
• 6.2 本课题中需要继续研究的问题的展望
• 参考文献
• 致谢