7816协议

工 程 技 术 文 件题目:7816物理及协议部分知识整理摘要:本文档是针对PBOC 银行卡检测需求对7816物理电气特性和协议传输等相关知识的整合。

归 档 类 签 名 项相 关 项相关人日 期 相 关 项签 名日 期 接 收拟 制 魏晓伟 10年3月3日归 档 课题组长魏晓伟打 字 魏晓伟 登记号校 核 魏晓伟位置/ID 号 WISDOM42 MR 号审 核保管期限 长 期 分类号总 工 刘大力关 键 词当前路径 \\Nt02\fangzhen\IDCARD\设计二部与曹总交互目录\100302_7816物理相关文档\7816物理及协议部分知识整理.doc归档路径工程归类北京多思科技工业园股份有限公司公司机密 第 一 稿 共 9 页7816物理及协议部分知识整理1.物理特性 (4)1.1IC卡的一般特性 (4)1.2变形特性 (4)1.3可燃性 (4)1.4有毒性 (4)1.5耐化学性 (4)1.6温度稳定性 (4)1.7湿度 (4)1.8光 (4)1.9带凸印卡 (4)1.10带有磁条的卡 (4)1.11卡的材料 (4)1.12ID-1型卡的翘曲 (5)1.13表面畸变 (5)1.14污染 (5)1.15紫外线 (5)1.16X—射线 (5)1.17触点的表面断面 (5)1.18机械强度(卡和触点) (5)1.19(触点的)电阻 (5)1.20静电 (6)1.21散热 (6)2附加信息记录的方法 (6)2.1凸印（当IC卡带有凸印时） (6)2.2磁条（当IC卡带有磁条时） (6)3IC卡的尺寸和触点位置 (6)3.1IC卡的尺寸 (6)3.2触点尺寸和位置 (6)4电气特性 (8)4.1总则 (8)4.1.1电路 (8)4.2操作条件 (8)4.2.1操作条件的类别 (8)4.2.2操作类别的选择 (8)4.3电压和电流值 (10)4.3.1测量规定 (10)4.3.2VCC (10)4.3.3I/O (10)4.3.4CLK (11)4.3.5RST (11)4.3.6VPP (12)4.3.7外特性 (13)4.3.8卡操作过程 (16)5ATR容量 (18)6字符间隔测试 (19)6.1T=0 (19)6.2T=1 (19)1.物理特性1.1IC卡的一般特性ISO 7810中规定的各类识别卡的物理特性适用于IC卡,ISO 7813中描述的金融交易卡的全部尺寸要求也应适用于这类卡。

竭诚为您提供优质文档/双击可除sim卡,7816协议篇一：sim卡基本知识sim卡基本知识转发评论20xx-04-1821:52sim卡(subscriberidentitymodule，国际移动用户识别模块)，简称用户识别卡，它是一张符合gsm规范的cpu卡。

sim卡用于gsm全球数字移动电话通信系统，除主要用于移动电话外，还可以用作其他数字通信。

每一张sim卡就代表一个用户，它记录着制造商和用户的有关信息，主要包括国际移动识别码imsi、鉴权密钥ki、用户身份识别及密钥信息、辅助业务信息、短信息、移动性信息和无线电资源信息等，可供gsm系统对用户的身份进行鉴别以及对用户信息进行加密。

手机只有装上sim卡才能使用。

如未安装sim卡，仅能拨打119、112等几个紧急号码。

一个移动设备（me）用户必须经过身份鉴权以确认入网是否合法。

确认过程是在网络和sim卡之间进行的。

鉴权开始时，网络产生一个128bit的随机数Rand，经无线电控制信道传送到移动台，移动台从sim卡中取出固有的密钥ki和算法a3，对接收到的Rand计算出应答信号sRes，并发回网络端。

而网络端在鉴权中心查明该用户的密钥ki用同样的Rand和算法a3算法sRes，并与sRes进行比较，如两者一致，则鉴权通过。

否则，不能入网。

sim卡常用的型号有sle44c80s、sle66c160s、sle66c322p、sle66c644p、at90sc4816R、at90sc6432R、at90s19264Rc、mc68hc05sc21、mc68hc05sc27、mc68hc05sc28、h8/3101、st16系列、st19系列和st22系列。

1、sim卡的作用*向移动通信设备（me）提供sim卡的容量。

*可以按预先设定的方式，由sim卡主动向me发出一个呼叫。

*向sim卡写入信息。

*可以由sim卡向me主动传送菜单。

*可以实现sim卡对me的监控。

ISO7816协议学习开发板
交流QQ1900109344
1、常见的CPU卡外观形式，像现在的社保卡、银行卡（原来老的磁条卡除外）、SIM卡、PSAM 卡、SAM等都是采用7816接口模式，卡片有大卡、小卡（如SIM卡等），小卡放在卡托上就是大卡了，为了使用方便而已。

下面是卡片的常用形式，社保卡等只是打印了图片了而已
2、7816接口分为主接口(SCC)即读卡器和从接口(SCD)即卡片，读卡器读取卡片通过7816接口工作。

标准PC/SC读卡器插入卡片
3、7816开发板1
A、当开发板作为读卡器时，开发好读卡器程序，把卡片(如SIM卡)插入SCC接口，通过发
送7816 APDU指令给SIM卡即可读取卡片的数据。

B、当开发板作为卡片时，开发好智能卡程序，把开发板的SCD接口插入读卡器中，可通过
读卡器发送命令到开发板通信验证7816 APDU命令
4、7816开发板2（与1功能一样，开发板的软件有些区别）
开发板作为卡片插入读卡器。

7816开发板的目的：了解学习7816协议，通过实际例程了解整个工作流程，即读卡器是如果工作的，卡片是如果工作的，两者是如何通信的，这就是7616协议了。

开发套件提供：
1、开发板1或开发板2供学习者调试实验使用
2、读卡器(SCC接口)例程，通过串口打印观察读取卡片的数据
3、卡片(SCD接口)例程
4、7816协议资料
5、可提供PC/SC读卡器PC端发送APDU命令工具
开发板联系QQ：1900109344
备注：标准的PS/SC读卡器需要自行准备，如本图上是采用SCR3310读卡器。

智能卡7816协议最近项⽬涉及到了FPGA芯⽚与智能卡控制的系统级调试，记录⼀下关于智能卡的7816协议。

概念⾸先7816-3定义了智能卡（这⾥指的是接触式CPU卡，对于逻辑加密卡以及⾮接触IC卡不在此列）和读写设备之间的通讯协议，说⽩了就是数据位传输的格式。

这⾥提⼀下RS232协议，它属于异步串⾏通讯接⼝（UART），通过RxD、TxD进⾏数据的收发，RS232曾经是PC机的标配，但是⽬前在多数PC上基本不复存在了（当然还可以通过USB-232转换器来扩展）。

对⽐7816-3定义的通讯协议，其实基本上可以说是RS232的翻版并在此基础上进⾏的改进，7816中只有⼀个IO同时兼具数据收发的功能，这点和RS232⽤RxD和TxD进⾏数据收发是不同的。

在RS232中我们有9600波特率、起始位、奇偶校验位、停⽌位这些概念，⽽在7816-3中都完整地保留了下来。

通讯协议说明（字符传输）智能卡的字符传输采⽤的是异步半双⼯模式，这种异步的模式很像个⼈电脑上的RS232通信。

传输⼀个字符时，除了8Bits的数据外，还加了以下⼏个Bits：起始位 -- ⽤于字符帧的同步校验位 -- ⽤于校验检测Guard Time -- 两个字符间的间隔时间智能卡ETU⼀般我们在理解UART通讯协议后，可以将UART协议与7816协议作为对⽐学习。

7816-3中引⼊了etu，没有使⽤bps，但是基本原理是⼀致的。

etu的定义可以更加精确地描述每个数据位在传输过程中收发双⽅的职责和⾓⾊转换。

根据定义在智能卡上电复位的时候 1 etu = 372 / f ，其中f = 读写设备通过CLK管脚提供给智能卡的时钟频率，通常在1--5 MHz之间。

ETU选择0372（默认值）164FD=0x94232FD=0x95316FD=0x96etu的单位是时间单位秒（毫秒、微秒），等同于传输每个数据位所需的时间。

对其取倒数得出来的就是每秒传输的数据位，也就是bps。

/s/blog_67d95f4001011uiv.html标签种类NFC的基本标签类型有四种，以1至4来标识，各有不同的格式与容量。

这些标签类型格式的基础是：ISO 14443的A与B类型、Sony FeliCa，前者是非接触式智能卡的国际标准，而后者符合ISO 18092被动式通讯模式标准。

保持NFC标签尽可能简单的优势是：在很多场合，标签可为一次性使用，例如在海报中寿命较短的场合。

第1类标签（Tag 1 Type）：此类型基于ISO14443A标准。

此类标签具有可读、重新写入的能力，用户可将其配置为只读。

存储能力为96字节，用来存网址URL或其他小量数据富富有余。

然而，内存可被扩充到2k字节。

此类NFC标签的通信速度为106 kbit/s。

此类标签简洁，故成本效益较好，适用于许多NFC应用[9]第2类标签（Tag 2 Type）：此类标签也是基于ISO14443A，具有可读、重新写入的能力，用户可将其配置为只读。

其基本内存大小为48字节，但可被扩充到2k字节。

通信速度也是106 kbit/s。

第3类标签（Tag 3 Type）：此类标签基于Sony FeliCa体系。

具有2k字节内存容量，数据通讯速度为212 kbit/s。

故此类标签较为适合较复杂的应用，尽管成本较高。

第4类标签（Tag 4 Type）：此类标签被定义为与ISO14443A、B标准兼容。

制造时被预先设定为可读/可重写、或者只读。

内存容量可达32k字节，通信速度介于106 kbit/s和424 kbit/s之间。

从上述不同标签类型的定义可以看出，前两类与后两类在内存容量、构成方面大不相同。

故它们的应用不太可能有很多重叠。

第1与第2类标签是双态的，可为读/写或只读。

第3与第4类则是只读，数据在生产时写入或者通过特殊的标签写入器来写入。

第二部分行业间交换命令目录1范围............................................................................................................................................. 2参考文件 ..................................................................................................................................... 3定义............................................................................................................................................. 4缩略语和记录 ............................................................................................................................. 5基本组织结构 .............................................................................................................................5.1 数据结构....................................................................................................................................5.2 卡的安全体系结构....................................................................................................................5.3 APDU报文结构.........................................................................................................................5.4 命令首标、数据字段和响应尾标用的编码约定....................................................................5.5 逻辑信道....................................................................................................................................5.6 安全报文交换............................................................................................................................ 6基本的行业间命令 .....................................................................................................................6.1 READ BINARY命令.................................................................................................................6.2 WRITE BINARY命令...............................................................................................................6.3 UPDATE BINARY命令 ............................................................................................................6.4 ERASE BINARY命令...............................................................................................................6.5 READ RECORD命令................................................................................................................6.6 WRITE RECORD命令..............................................................................................................6.7 APPEND RECORD命令...........................................................................................................6.8 UPDATE RECORD命令 ...........................................................................................................6.9 GET DATA 命令.......................................................................................................................6.10 PUT DATA 命令.....................................................................................................................6.11 SELECT FILE 命令................................................................................................................6.12 VERIFY 命令 .........................................................................................................................6.13 INTERNAL AUTHENTICATE 命令 .....................................................................................6.14 EXTERNAL AUTHENTICATE 命令....................................................................................6.15 GET CHALLENGE 命令 .......................................................................................................6.16 MANAGE CHANNEL 命令 .................................................................................................. 7面向传输的行业间命令............................................................................................................7.1 GET RESPONSE 命令...........................................................................................................7.2 ENVELOPE 命令................................................................................................................... 8历史字节 ................................................................................................................................... 9与应用无关的卡服务................................................................................................................ 附录A 通过T＝0传输APDU报文..........................................................................................................B 通过T＝1传输APDU报文 ...............................................................................................................C 记录指针管理 ...........................................................................................................................D 使用ANS.1基本编码规则................................................................................................................E 卡轮廓的举例............................................................................................................................F 使用的安全报文交换 ...................................................................................................................1范围本规范规定了:——由接口设备至卡以及相反方向所发送的报文、命令和响应的内容;——在复位应答期间卡所发送的历史字节的结构及内容;——当处理交换用的行业间命令时，在接口处所看到的文件和数据的结构;——访问卡内文件和数据的方法;——定义访问卡内文件和数据的权利的安全体系结构;——安全报文交换的方法;——访问卡所处理算法的方法。

ISO7816协议ISO7816是一种智能卡接口标准，定义了与智能卡进行通信的物理和电气特性，以及指令集和应答规则。

该协议被广泛应用于银行卡、身份证、门禁卡等智能卡领域，为智能卡的应用开发和系统集成提供了标准化的技术基础。

1. 背景智能卡作为一种集成电路卡片，具有存储和运算能力，以及与外部设备进行通信的能力。

为了实现智能卡与读卡设备之间的互操作性，ISO7816协议应运而生。

该协议的制定旨在确保不同厂商生产的智能卡和读卡设备可以互相兼容，从而保证智能卡应用的可移植性和可扩展性。

2. 协议结构ISO7816协议包括物理特性、电气特性、传输特性以及指令集等方面的规定，下面将分别介绍：2.1 物理特性ISO7816规定了智能卡的尺寸、接触式和非接触式两种类型的接口等物理特性。

其中，接触式接口通过卡片与读卡设备之间的接触实现数据传输，非接触式接口则利用无线射频技术进行通信。

2.2 电气特性ISO7816针对接触式和非接触式两种接口，定义了电气特性。

接触式接口使用金属接触点进行信号传递，而非接触式接口则通过无线射频进行通信。

电气特性规定了智能卡和读卡设备之间的电压、时序等参数，以确保可靠的数据传输。

2.3 传输特性ISO7816规定了智能卡和读卡设备之间的传输特性，包括传输速率、传输模式等。

根据传输速率的不同，可以将ISO7816协议分为T=0和T=1两种传输模式。

T=0模式是基于字符传输的协议，适用于低速传输环境；T=1模式是基于块传输的协议，适用于高速传输环境。

2.4 指令集ISO7816定义了与智能卡进行通信的指令集。

指令集包括了与智能卡进行数据交互的各种指令，例如读取卡片信息、写入数据、进行身份验证等。

通过遵循ISO7816定义的指令集，读卡设备可以与智能卡进行有效的通信。

3. 应用领域ISO7816协议作为智能卡领域的标准化协议，在各个应用领域都有广泛的应用。

以下是几个典型的应用领域：3.1 银行卡银行卡是ISO7816协议的主要应用之一。

目录第一章IC卡通信过程整体归纳 (1)第二章IC卡的电气特性 (3)1．IC卡的触点分配 (3)2．IC卡的电气特性 (3)2.1 VCC (3)2.2 I/O (3)2.3 CLK (3)2.4 RST (3)2.2 VPP (3)第三章IC卡的操作过程 (4)1、IC卡操作的一般过程 (4)2、卡激活 (4)3、冷复位 (4)4、热复位 (5)5、时钟停止 (6)6、去激活 (6)第四章复位应答 (8)1、异步字符 (8)1.1 字符结构 (8)1.2 错误信号和字符副本 (8)2、复位应答 (9)2.1 复位应答的序列配置 (9)2.2 复位应答的结构和内容 (11)第五章协议和参数选择 (14)1.PPS协议 (14)2.PPS请求的结构和内容 (14)3．成功的PPS交换 (14)第六章异步半双工字符传输协议 (16)1、命令的结构和处理 (16)2、过程字节 (16)3、NULL字节 (16)4、确认字节 (16)5、状态字节 (17)第七章异步半双工块传输 (18)1.数据块块帧结构 (18)2.起始域 (18)3.信息域 (18)4.终止域 (19)5.信息域尺寸 (19)6.等待时间 (19)7.数据链路层字符成分 (20)8.数据链路层块成分 (20)9.链接 (20)第一章IC卡通信过程整体归纳根据协议，IC卡的操作信息交互流程大概为（见图1）：（1）接口设备能够控制IC卡各IO引脚使其激活。

（2）接口设备给卡发送复位信号使卡复位启动。

（3）卡要向接口设备发送复位应答信号，将通信中必要的相关信息告知接口设备。

（4）接口设备对卡进行一次热复位，卡进行复位应答。

（5）接口设备发起一个PPS交互指令，选择要与卡通信的协议和相关参数。

（6）根据选择的协议（T=0或T=1）进行数据的通信。

以后各章节将根据此流程，对IC卡协议的各部分主要内容进行归纳总结。

第二章IC卡的电气特性1．IC卡的触点分配根据ISO7816-2的规定，IC卡至少应该分配下面的几个引脚：I/O—串行输入输出CLK—时钟信号RST—复位信号VCC—供电电压，5VGND—接地引脚，电压参考点VPP—编程电压输入，可选2．IC卡的电气特性2.1 VCC在A类工作条件下，VCC的取值范围为4.5V—5.5V，最大允许电流为60mA。