智能卡复习题.docx
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智能卡复习题
二、单项选择题
6．非接触式IC卡与接触式IC卡相比，具有【】
A．可靠性高、寿命长B．抗辐射性能好C．成本低D．操作复杂
7．在智能卡的微处理器技术方面处于世界领先地位的是【】
A．德国B．美国C．法国D．日本
8．下列不属于接触式IC卡实际构成的是【】
A．半导体芯片B．电极膜片C．塑料基片D．线圈
9.sLE4442保护存储器采用的存储介质是【】
A．ROMB.PROMC．RAMD.EEPROM
10.AT24C16存储容量的大小是【】
A.256个字节B.512个字节C.1024个字节D.2048个字节
11.通信传输管理功能中CPU卡操怍系统的作用主要是指【】
A．从读写没备接收命令、执行命令，并将结果返回读写设备
B.对CPU卡中的的静态、动态数据进行控制及管理（安全控制管理功能）
C.统一组织、协调、指挥硬件的运行（硬件资源管理功能）
D.提供对某一应用或不同应用顺序状态下的命令执行权限（应用控制管理功能）
12.下列CPU卡中用到的加密认证方法是【】
A．信息验证码B.数字签名C．冗余码D.数字证书
13.非接触式IC卡中的近耦合卡凑写距离通常是指【】
A.0—1cmB.7—10cmC．1m
14.下列表述错误的是【】
A．RFID系统根据工作频率不同分为低频、中频及高频系统B．非接触式IC卡嵌有耦合元件和微电子芯片，其没有自己的供电电源C.接触式IC卡接口电路在带电时可以允许插拔卡，故性能比磁卡优越D．CPU卡中用到的认证方法主要有信息验证码、数字签名和数字证书
15.密码体制一般由两个基本要素构成，一个是密码算法，另一个是【】
A．公钥B．密钥C．PIN码D．HDB3码
三、填空题
16.基本的Tl—RFID系统主要由三部分构成．即感应器、天线和射频信号处理控制系统部分。
17.非接触式IC卡按卡内集成电路不同可分为存储卡、逻辑加密卡和CPU卡。
18.法国布尔Bull公司研制出世界上第一张IC卡的年份是在1976年。
19.chipoperatingsystemCOS中文是指片内操作系统。
20.智能卡按照与外界数据传输形式不同可将其分为串行通信卡和并行通信卡，其中串行通信卡是目前国际标准障所规定的接口方式。
21.芯片安全技术除采用硬件安全技术外还可借助片内操作系统COS获取安全保护。
22.典型逻辑加密卡SLFA442卡包括主存储器、保护存储器和加密存储器等三个存储器。
23．非接触式IC卡读写器通常包含有高频模块、控制单元以及与卡连接的耦合单元。
24.典型的射频识别系统由应答器和寻呼器组成。
25.非接触式IC卡工作所需的电压和功率是通过线圈发送和接收的。
四、简答题
26．试简述非接触式IC卡需要解决的主要三方面问题。
1、非接触式IC卡如何取得工作电压
2.读写器与IC卡如何交换信息
3、防冲突问题
27．试简述智能卡应具备哪些安全技术以保证信息的安全性。
智能卡芯片安全技术
智能卡卡基安全技术
智能卡软件安全技术
28．试画出使用智能卡金融卡完成一次购物的过程示意图。
29．试简述控制软设计所包含的内容。
底层支持软件设计，通信软件设计，键盘显示程序设计，PC机支持软件设计
30.试简述CPU卡的定义，并回答CPU卡芯片的组成。
二、单项选择题
6．接触式IC卡使用的国际标准是【】
A．IS0／IEC7816
B．IS0／IEC10536
C．IS0／IEC14443
D．IS0／IEC15693
7．法国布尔Bull公司研制出世界上第一张IC卡的年份是【】
A．1970年B．1972年C．1974年D．1976年
8．IC卡读写器的核心主要是指【】
A．存储器B．微处理器C．密码运算处理单元D．外围接口
9．下列不属于IC卡优点的是【】
A．可靠性高B．抗辐射性能好C．数据保存期限长D．网络要求程度高
10．AT24C08存储容量的大小是【】
A．256个字节B．512个字节C．1024个字节D．2048个字节11．CPU卡安全控制管理功能主要是指【】
A．从读写设备接收命令、执行命令，并将结果返回读写设备
B．对CPU卡中的静态、动态数据进行控制及管理
C．统一组织、协调、指挥硬件的运行
D．提供对某一应用或不同应用顺序状态下的命令执行权限
12．DES加密算法属于【】
A．对称密码体制B．非对称密码体制C．EIGamal公钥密码体制D．椭圆曲线公钥密码体制
13．影响无线射频感应电子标签数据传输距离远近的首要因素是【】A．天线的方向B．天线的设计C．噪声干扰D．载波信号与数据信号的强度
14．下列表述错误的是【】
A．面向位操作的逻辑加密卡是一种一次性使用的带加密逻辑的IC卡B．非接触式IC卡嵌有耦合元件和微电子芯片，其没有自己的供电电源
C．存储卡功能简单，但有安全保护逻辑，所以使用较广
D．CPU卡中用到的认证方法主要有信息验证码、数字签名和数字证书
15．测试IC卡所使用的国际标准是【】
A．IS0／IEC7816
B．IS0／IEC10373
C．IS0／IEC14443
D．IS0／IEC15693
三、填空题
16．智能卡按镶嵌芯片不同可将其分为存储卡、_______和_______卡。
17．智能卡的生存周期主要包括制造、发行、使用和回收四个阶段。
18．我国1993年开始启动了以电子货币应用为重点的_______工程。
19．智能卡按照与外界数据传输形式不同可将其分为_______通信卡和_______通信卡。
20．电子标签的读写器主要由射频处理模块、控制模块和控制电路等组成。
21．COS的中文全称是_______。
22．IC卡读写器的使用寿命主要由卡座决定。
23．非接触式IC卡按与读写器发射表面距离的不同可分为密耦合卡、_______卡和_______卡。
24．所有COS都必须能够解决至少三个问题，即文件操作、鉴别与核实和安全机制。
四、简答题
28．非接触式IC卡与接触式IC卡相比有何特点
29．试简述智能卡的定义并回答其相对于磁卡的特点。
定义：
智能卡即集成电路卡，指在一块塑料卡片内封装了一个集成电路的器件。
卡的外形尺寸85.6x53.98x0.76
特点：
存储容量大，安全性高，对网络要求不高。
30.什么是智能卡？
31.卡的生存周期?
32.金融卡存储区一般分为那几个区？
每个区的功能？
33.如何保证智能卡的安全使用
物理安全：
本身物理特性、制卡过程
逻辑安全：
个人身份鉴别（3种，弊端）、存储区域保护
通信安全：
通信安全（4个方面）如何实现
完整性：
报文内容完整
有效性：
信息唯一
真实性：
双方认证，如卡与读写器之间
保密性：
加密报文
34.密码技术有关术语：
明文、密文、密码算法、密钥、保密强度、密码体制分类
35.密钥的管理
36.DES、RSA
37.按密码体制的不同分类方法，DES算法属于以下哪些类？
（序列密码体制、分组密码体制、对称密码体制、非对称密码体制）
38.各类卡（3类）的硬件构成，引脚、SCL、SDA的功能作用
39.什么是COS，有什么功能？
40.与条形码相比，RFID标签有哪些优点和缺点？
总结精化
1.智能卡的分类，特点
分类按卡内镶嵌芯片的不同可将智能卡分为存储器卡、逻辑加密卡和CPU卡三类；按使用方式分为接触式IC卡和非接触式IC卡；按用途分为金融卡和非金融卡；按通信协议分为串行通信卡和并行通信卡。
特点1）存储器卡：
存储器卡卡内嵌入的芯片为存储器芯片，这些芯片多为通用EEPROM（或FlashMemory）；无安全逻辑，可对片内信息不受限制地任意存取；卡片制造中也很少采取安全保护措施；不完全符合或支持ISO/IEC7816国际标准，而多采用2线串行通信协议（I2C协议）或3线串行通信协议（SPI协议）。
存储器卡功能简单，价格低廉，开发使用简便，存储容量增长迅猛，因此多用于某些内部信息无需保密或不允许加密（如急救卡）的场合。
2）逻辑加密卡：
逻辑加密卡由非易失性存储器和硬件加密逻辑构成，一般均为专门为IC卡设计的芯片，具有安全控制逻辑，安全性能较好；同时采用ROM、PROM、EEPROM等存储技术；从芯片制造到交货，均采取较好的安全保护措施，如运输密码的取用；支持ISO/IEC7816国际标准。
逻辑加密卡有一定的安全保证，多用于有一定安全要求的场合，如保险卡、加油卡、驾驶卡、借书卡、IC卡电话、小额电子钱包等。
3）CPU卡：
CPU卡也称智能卡、保密微控制器卡、加密微控制器卡（片内带加密协处理器）。
CPU卡的硬件构成包括CPU、存储器（含RAM、ROM、EEPROM等）、卡与读写终端通信的I/O接口及加密运算协处理器CAU，ROM中则存放有COS（片内操作系统）。
由于CPU卡具有很高的数据处理和计算能力以及较大的存储容量，因此应用的灵活性、适应性较强。
同时，CPU卡在硬件结构、操作系统、制作工艺上采取了多层次的安全措施，这保证了其极强的安全防伪能力。
它不仅可验证卡和持卡人的合法性，而且可鉴别读写终端，已成为一卡多用及对数据安全保密性特别敏感场合的最佳选择，如金融信用卡、手机SIM卡等。
但严格地讲，只有CPU卡才真正具有智能特征，也即只有CPU卡才是真正意义上的“智能卡”。
2.智能卡系统的组成要素
组成要素卡、读写器、PC机、主计算机
1）智能卡（ICC，ICCard）智能卡即由持卡人掌管，记录有持卡人的特征代码、文件资料的便携式信息载体。
2）接口设备（IFD，InterfaceDevice）：
即IC卡读写器，是卡与PC机进行信息交换的桥梁，而且常常是IC卡的能量来源。
其核心通常为工作可靠的工业控制单片机，如Intel的51系列等。
IFD与IC卡间遵循ISO/IEC国际标准的通信协议，通过自身的机械卡座或射频（RF）、红外等无线信道，以接触或非接触方式对卡读写，并通过RS232串行接口等以实时或非实时方式与PC机通信，实现卡与PC机间信息传送。
3）PC机：
PC机是系统的核心，完成信息汇总、统计、计算、处理、报表的生成、输出和指令的发放、系统的监控管理以及卡的发行与挂失、黑名单的建立等。
4）网络与计算机：
网络是使前端PC机与中央电脑（主计算机）连接的必备条件。
其借助通信线路、设备和完善的网络通信软件，将地理位置不同的各个子系统，有机相接为一功能完备的大系统；主计算机则是对此大系统实施监控管理的核心，是重大决策管理要素的源头。
3.智能卡的信息安全威胁，措施
威胁一方面是人为的威胁，具有主动性及蓄意性，是对信息安全的主要威胁，关系到信息的机密性、完整性、可获取性及真实性等，主要途径有：
（1）截取智能卡与读写器间的信息流，分析、复制或插入假信号
（2）使用伪造卡（3）开始插入合法卡，在读写器认可后更换另一张卡（或假卡）（4）对智能卡提供错误信息，例如更改信用余额和使用日期，以获取最高授权金额等（5）私自拆卸、改装读写器，篡改数据（6）对网络数据进行窃取和篡改（7）发卡过程中，对发卡机构人员安全管理的漏洞（8）持卡人的非法使用；另一方面是非人为的、客观存在的对信息安全的威胁，主要表现为对信息载体的干扰、破坏等，如强磁场对存于磁性介质上的数据的威胁，包含电气、静电、辐射、腐蚀、尘污、温度、湿度、磁场等因素，主要威胁信息的持久性、准确性等。
措施三个方面逐步全面实施：
（1）智能卡用芯片的安全技术（如金属化结构，熔丝，随机数产生（主要用于真实性验证），存储器逻辑保护（主要用于持卡人身份识别），设置加密运算协处理器，设置运输密码、防止非法盗用）；
（2）智能卡卡片的安全制造技术（荧光安全图像印刷技术，微线条技术，激光雕刻签名，激光雕刻可触摸向量字符，激光雕刻图像，安全背景结构）；（3）智能卡软件的安全技术（IC卡与读写器的相互认证，软、硬件测试功能，应用顺序控制和管理，安全传输管理，个人身份识别管理，密钥管理，随机数产生和传输，加密、解密）。
4.IC卡系统组成部件，卡座分类，特点
组成卡座、输入接口电路、存储器、微处理器、密码运算处理单元、外围接口
卡座1）按触点接触方式分类：
滑触式（Sliding）：
插拔过程中，簧片触点与卡触点均承受较大滑动摩擦，寿命短，最大插拔次数仅5～10万次，优点是结构简单、价格低。
着落式（Landing）：
卡的插入过程中卡与簧片触点无相对位移，磨损小、寿命长，插拔次数可达30～100万次，价格高。
2）按卡的插入/退出形式分类：
（1）推入－拉出式：
插卡时用力将卡推入，卡座尾部弹性部件固定卡于工作位置。
退卡时用力外拔即可。
（2）推入－推入弹出式：
插卡时用力将卡推入，卡座尾部锁紧机构锁定卡于固定位置。
退卡时再次向里推卡，锁紧机构释放，并将卡弹出。
（3）推入－自动弹出式：
插卡时用力将卡推入，锁紧机构锁定卡于工作位置。
操作完毕后，系统自动向电磁阀发脉冲，在电磁阀作用下锁定机构释放，卡在弹簧作用下弹出。
该方式一般用于金融、公用电话等较高级的场合。
（4）推入－提/压式：
插卡时用力将卡推入，锁紧机构锁定卡于工作位置。
退卡时轻提或轻压锁紧装置杠杆，卡在弹簧作用下弹出。
（5）只推式：
插卡时用力将卡推入，并保持一段时间（手不松开），操作完毕后松手，卡在弹簧作用下弹出。
适用于操作时间短、插卡频繁，且速度要求快的地铁、电影院等场合。
（6）电动出入卡式：
插卡时将卡轻轻插入插口，在内部电动机构驱动下，卡自动进入轨道。
操作完成后，卡自动送出。
其走卡平稳可靠，但结构复杂、价格昂贵。
5.接触式IC卡定义，应用场合
定义：
所谓接触式IC卡，就是在使用时，通过有形的金属电极触点将卡的集成电路与外部接口设备直接接触连接，提供集成电路工作的电源并进行数据交换的IC卡。
应用场合：
接触式IC卡门锁、电话卡、网吧上网卡、停车卡、金融信用卡、手机SIM卡
6.接触式IC卡的国际标准
ISO/IEC7816规定了接触式IC卡的物理特性、电气特性和操作过程等内容，另外ISO7810，ISO7811-1/2/3/4，ISO7812，ISO7813也对IC卡的几何尺寸，抗X射线，触点与卡机表面的误差，触电电阻，抗电磁干扰，抗磁场干扰，抗静电能力，热耗，抗弯曲特性等作出了规定
7.接触式存储器卡、逻辑加密卡代表芯片；其物理结构，存储器结构
存储器卡的代表产品为美国Atmel公司的EEPROM卡AT24系列2线串行芯片和AT93系列3线串行系列，FlashMemory卡AT45D系列（2～8Mb，SPI协议）。
逻辑加密卡代表芯片如Atmel的AT88SC200、Philips的PC2032/2042、Siemens的SLE4418/4428/4432/4442等。
物理结构：
存储器结构：
8.存储器卡，逻辑加密卡的数据读写
存储器卡
（1）写操作：
①写字节：
读写器发开始命令→读写器写器件地址→读写器收确认应答→读写器发出8位字节地址码（32位芯片是两个8位地址码）→读写器收确认应答→读写器写数据（写入EEPROM，每个时钟节拍1位）→读写器发停止命令→EEPROM进入写周期（写入非易失存储器）②写页面：
AT24C01/02可进行8B页面写入，AT24C04/08/16可进行16B页面写入。
启动写页面与启动写字节操作一样，但数据传送设备无需在第一个字节发完后发停止状态，EEPROM收到第一个字节数据后返回应答信号，读写器接受并发送剩余的7B或15B数据，每字节发送完成后IC卡返回应答信号，最后数据传送设备通过停止命令终止写页面操作，如果写入的数据超过8B或16B，之前写入的数据将被滚动覆盖。
（2）读操作：
①现行地址读：
读写器输入器件地址→读写器收EEPROM应答信号→读写器接收数据→SDA总线高电平（完成）→读写器发送停止命令②随机地址读：
先输入一个空字节，在进行现行地址读③顺序读：
在现行地址读或随机地址读后，读写器反送一个确认应答，EEPROM收到后，顺序读出后面的内容，如果地址到达极限，将进行滚动，要终止时，SDA总线出于高电平，随后产生一个停止状态。
出现滚动覆盖情况时，读操作的地址是从最后一页的最后一个字节滚动到第一页的第一个字节，而写操作的地址是从当前页的最后一个字节滚动到同一页的第一个字节。
逻辑加密卡利用芯片操作命令读写存储器命令共三个字节，由高位到低位分别为控制字，地址字，数据字。
SLE4442逻辑加密卡的数据读写命令
控制字
地址字
数据字
操作
模式
B7～B0
A7～A0
D7～D0
00110000
地址
无效
读主存储器
输出数据模式
00111000
地址
输入数据
修改主存储器
处理数据模式
00110100
地址
无效
读保护存储器
输出数据模式
00111100
地址
输入数据
写保护存储器
处理数据模式
00110001
地址
无效
读加密存储器
输出数据模式
00111001
地址
输入数据
修改加密存储器
处理数据模式
00110011
地址
输入数据
比较校验数据
处理数据模式
8.非接触式IC卡系统的组成部件，各部件特点，作用
组成部件非接触式IC卡、非接触式IC卡读写器、耦合元件
特点及作用非接触式IC卡是在四层PVC薄膜（两层嵌入薄膜和两层覆盖薄膜）之间粘合一个非接触式IC卡模块及耦合元件而构成的，其中，耦合元件一般为电磁感应天线线圈，起电感耦合作用。
典型的非接触式IC卡读写器（也称为“阅读器”）包含有高频模块（发送器和接收器）、控制单元以及与卡连接的耦合元件，由高频模块和耦合元件发送电磁场，以提供非接触式IC卡所需要的工作能量以及发送数据给卡，同时接收来自卡的数据。
此外，大多数非接触式IC卡读写器都配有上传接口，以便将所获取的数据上传给另外的系统
9.非接触式IC卡分类，特点，应用场合
特点
（1）可靠性高、寿命长
（2）操作快捷便利（3）动态处理（4）成本较高
分类
（1）按卡内集成电路的不同可分为存储器卡，逻辑加密卡，CPU卡
（2）按读写距离分为紧密卡（CICC，采用CCD读写器，读写距离为紧耦合），接近卡（PICC，采用PCD读写器，读写距离为近耦合），邻近卡（VICC，采用VCD读写器，读写距离为疏耦合）（3）按工作频率的高低分为125kHz的低频卡（30～300kHz），13.56MHz的高频（或射频）卡（3～30MHz），915MHz、2.45GHz的超高频卡（300MHz～3GHz）以及5.8GHz的微波卡（大于3GHz）。
（4）按卡内芯片供电方式可分为卡内带电池的有源卡和卡内无电池、由读写器以无线感应方式供电的无源卡。
（5）按使用过程中的读写方式分为只读卡和读写卡，只读卡只读不写，仅供（或主要供）对象识别用，多被封装为电子标签、钥匙扣（圈）甚至手表等形式，因此有的文献将这种卡通称为应答器。
应用场合1）航空2）生产线自动化3）票证4）物品跟踪管理5）汽车防盗6）商品防伪7）门禁保安8）高速公路自动收费
10.非接触式IC卡国际标准
非接触式IC卡的国际标准包括ISO/IEC10536、ISO/IEC14443和ISO/IEC15693，其中ISO/IEC10536-1/2/3已讨论通过，定为正式标准，而ISO/IEC14443和ISO/IEC15693尚为草案。
11.非接触式IC卡的代表产品——MIFARE1系列芯片的特点，工作频率，存储器结构，防冲突过程
特点
（1）为无源卡，其工作距离最高可达100mm（由天线的结构决定），数据传送速率快
（2）真正的防冲突（3）保密性高，相互认证和响应确认数据保密，报文确认检查防止系统受到任何干扰；序列号不可修改确认每张卡都是惟一的（4）数据高度可靠（CRC校验、奇偶校验等）
工作频率13.56MHz。
存储区结构MIFARE1卡片的存储容量为1024×8b字长（即1KB），采用EEPROM作为存储介质，整个结构划分为16个扇区，编为扇区0～15。
每个扇区有4个块，分别为块0、块1、块2和块3。
每个块有16个字节。
一个扇区共有64B。
防冲突过程如果有多张MIFARE1卡处在读写器的天线工作范围之内，则AntiCollision模块的防冲突功能将被启动工作。
读写器将会首先与每一张卡进行通信，读取每一张卡的序列号（SerialNumber）。
由于每一张MIFARE1卡都具有惟一的序列号，决不会相同，因此程序员将启动读写器中的AntiCollision防重叠功能配合卡上的防重叠功能模块，根据卡序列号来选定其中一张卡。
被选中的卡将被激活，可以与读写器进行数据交换；而未被选中的卡处于等待状态，随时准备与读写器进行通信。
12.CPU卡概念，特点
概念在具体的应用系统中，要求智能卡内部不仅能存储信息数据，还能对数据进行复杂的运算。
由于卡中嵌入了带有CPU的微芯片，因此这种IC卡被称为智能卡或微处理器卡（CPU卡）
特点CPU卡在智能卡家族中出现的时间最晚，但最具生命力。
与前述的存储器卡和逻辑加密卡相比，CPU卡具有以下显著的优势：
（1）提高数据安全性
（2）应用灵活性可以对卡中的部分软件进行修改（3）应用与交易的合法性证实（4）价格通过有效性予以补偿（5）多应用能力（6）脱机能力
应用CPU卡非常适合于对数据安全性及可靠性要求十分敏感的应用。
目前，金融领域的信用卡、电信领域的SIM卡（移动电话身份识别卡）等已成为CPU卡应用的几个最大领域。
13.CPU卡操作系统（COS）实现基本功能
硬件资源管理功能；通信传输管理功能；应用控制管理功能；安全控制管理功能。
14.COS的文件类型
（1）主文件：
主文件中含有系统文件控制信息及可分配的存储空间，其下可以建立各种文件，CPU卡一旦插入读写设备，主文件就立即被激活直到卡被拔出。
在卡的生存期内，主文件不能被删除。
（2）专有文件：
专有文件含有文件控制信息及可分配的存储空间。
专有文件下还可以再建立专有文件。
此时，较高层的专有文件称为父专有文件，较低层的称为子专有文件。
（3）元文件：
含有实际应用数据或文件控制信息，又分为工作元文件、系统管理元文件、公共元文件。
15.数字签名
数字签名要求：
收方能确认发方的签名；发方签名后，不能否认自己的签名；发生矛盾时，公证人（第三方）能仲裁收发方的问题。
为实现数字签名，一般要求用公共密钥解决。
数字签名中很常用的就是散列（HASH）函数（也称消息摘要（MessageDigest）、哈希函数或杂凑函数等），其输入为一可变长输入，返回一固定长度串，该串被称为输入的散列值（消息摘要）。
日常生活中，通常通过对某一文档进行签名来保证文档的真实有效性，这可以对签字方进行约束，防止其抵赖行为，并把文档与签名同时发送以作为日后查证的依据。
数字签名相对于手写签名在安全性方面具有如下好处：
数字签名不仅与签名者的私有密钥有关，而且与报文的内容有关，因此不能将签名者对一份报文的签名复制到另一份报文上，同时也能防止篡改报文的内容。
兰亭序
永和九年，岁在癸丑，暮春之初，会于会稽山阴之兰亭，修禊事也。
群贤毕至，少长咸集。
此
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