第4部分PSAM卡应用指南0126Word文档下载推荐.docx

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5.1.5READBINARY命令18

5.1.6UPDATEBINARY命令20

5.1.7GETCHALLENGE命令21

5.1.8GETRESPONSE命令22

5.2扩展命令24

5.2.1APPLICATIONUNBLOCK命令24

5.2.2CIPHERDATA命令25

5.2.3CREDITSAMFORPURCHASE命令（校验MAC2）26

5.2.4DELIVERYKEY命令28

5.2.5INITSAMFORPURCHASE命令（计算MAC1）29

5.2.6WRITEKEY命令31

1文件结构

11联网电子收费PSAM卡结构

注：

本文以《收费公路联网收费技术要求》第四章，“编码和数据交换格式”中的PSAM卡的数据格式为依据，考虑到在测试过程中的便利性及各地区未来应用需求的差异性，对原有PSAM卡片结构稍加扩充。

PSAM卡详细文件结构说明：

文件名称

文件类型

文件标识符

读权

写权

备注

MF

主文件

3F00

建立权：

MK_MF

厂商交货时已经建立

密钥文件

--

禁止

增加密钥权：

通过卡片主控密钥MK_MF采用密文+MAC方式写入密钥

DIR目录数据文件

变长记录

0001

自由

AMK_MF

自由读，写时使用卡片维护密钥进行线路保护（明文+MAC）

卡片公共信息文件

二进制文件

0015

终端信息文件

0016

DF01CPU卡应用和OBU认证目录

目录文件

DF01

擦除权：

卡片主控密钥MK_MF认证通过后可以建立和擦除文件

MK_DF01

PSAM卡应用1主控密钥MK_DF01采用密文+MAC方式写入密钥

应用公共信息文件

0017

AMK_DF01

自由读，写时使用PSAM卡应用1维护密钥AMK_DF01进行线路保护（明文+MAC）

终端应用交易号数据元

0018

不可写，COS维护

用于存储终端交易序号，由COS维护

DF02CPU卡应用和OBU认证目录

DF02

DF03CPU卡应用和OBU认证目录

DF03

MF下的卡片公共信息文件结构

文件标识

文件大小

14字节

文件存取控制

读=自由

改写=AMK_MF线路保护写（明文+MAC）

字节

数据元

长度（字节）

1-10

PSAM序列号

10

11

PSAM版本号

1

12

密钥卡类型

13-14

发卡方自定义FCI数据

2

MF下的终端信息文件结构

6字节

1-6

终端机编号

DF01下的应用公共信息文件结构

25字节

改写=AMK_DF01线路保护写（明文+MAC）

密钥索引号

2-9

发行方标识

8

10-17

应用区域标识

18-21

应用启用日期

4

22-25

应用有效日期

2密钥说明

联网电子收费PSAM卡中，除主控密钥MK存储在MF或ADF缺省的位置上外，其余所有密钥都以记录的形式存储在密钥文件中。

每一条密钥包括用途、标识/版本、算法和密钥数据等参数信息。

测试PSAM卡中包括以下几种密钥类型：

●02h：

消费密钥，能进行消费交易；

●06h：

MAC密钥，能进行MAC计算；

●08h：

MAC、加密密钥，能进行MAC和数据加密运算；

●09h：

圈存密钥，能进行圈存交易；

●19h：

MAC、解密密钥，能进行MAC和数据解密运算；

DF01下的密钥文件结构

密钥名称

密钥

用途

标识

大小

算法标识

错误

计数器

PSAM卡应用1主控密钥MK_DF01

00

10H

15

PSAM卡应用1维护密钥AMK_DF01

01

CPU卡外部认证密钥UK_DF01

48

CPU卡消费密钥1PK1

42

CPU卡消费密钥2PK2

02

CPU卡圈存密钥LK

49

OBU认证主密钥RK1

OBU加密主密钥RK2

59

03

OBU应用维护密钥AMK_OBU

46

CPU卡圈存密钥（LK）、OBU应用维护密钥（AMK_OBU）仅为方便测试而设立，只存于测试阶段的PSAM卡中。

3安全管理

3.1安全计算方法

安全计算涉及用户卡中的所有计算类型。

包括数据加密计算、普通MAC计算、消费MAC1计算和MAC2认证等。

MAC总是命令或命令响应数据域中最后一个数据元素。

3.1.1密钥分散计算方法

密钥分散通过分散因子产生子密钥。

分散因子为8字节，将一个双长度的主密钥MK，对分散数据进行处理，推导出一个双长度的子密钥DK，如图3-1和图3-2。

推导DK左半部分的方法是：

第一步：

将分散因子作为输入数据；

第二步：

将MK作为加密密钥；

第三步：

用MK对输入数据进行3DEA运算。

31推导DK左半部分

推导DK右半部分的方法是：

将分散因子求反，作为输入数据；

32推导DK右半部分

3.1.2数据加密的计算方法

按照如下方式对数据进行加密：

LD（1字节）表示明文数据的长度，在明文数据前加上LD产生新的数据块。

将该数据块分成8字节为单位的数据块，表示为BLOCK1、BLOCK2、BLOCK3、BLOCK4等。

最后的数据块有可能是1~8个字节。

如果最后（或唯一）的数据块的长度是8字节的话，转到第四步；

如果不足8字节，则在其后加入16进制数‘80’，如果达到8字节长度，则转到第四步；

否则在其后加入16进制数‘00’直到长度达到8字节。

第四步：

按照图3-2和图3-3所述的算法使用指定密钥对每一个数据块进行加密。

第五步：

计算结束后，所有加密后的数据块依照原顺序连接在一起。

33单倍长密钥DEA数据加密算法

34双倍长密钥DEA数据加密算法

3.1.3安全报文的计算方法

3.1.3.1命令安全报文中的MAC

命令安全报文中的MAC是使用命令的所有元素（包括命令头和命令数据域中的数据）来产生的。

以保证命令连同数据能够正确完整地传送，并对发送方进行认证。

此方法适用于WRITEKEY命令。

按照如下方式使用DEA加密方式产生MAC：

终端通过向IC卡发GETCHALLENGE命令获得一个4字节随机数，后补“00000000”作为初始值。

将5字节命令头（CLA，INS，P1，P2，Lc）和命令数据域中的明文或密文数据连接在一起形成数据块。

注意，这里的Lc应是数据长度加上将计算出的MAC的长度（4字节）后得到的实际长度。

将该数据块分成8字节为单位的数据块，表示为BLOCK1、BLOCK2、BLOCK3、BLOCK4等。

如果最后的数据块的长度是8字节的话，则在该数据块之后再加一个完整的8字节数据块‘8000000000000000’，转到第五步。

如果最后的数据块的长度不足8字节，则在其后加入16进制数‘80’，如果达到8字节长度，则转到第五步；

否则接着在其后加入16进制数‘00’直到长度达到8字节。

按照图3-5和图3-6所述的算法对这些数据块使用指定密钥进行加密来产生MAC。

第六步：

最终取计算结果（高4字节）作为MAC。

35安全报文中单倍长密钥MAC计算

36安全报文中双倍长密钥MAC算法

3.1.3.2交易中的MAC

此方法适用于所有命令，除WRITEKEY命令外。

此方法分二步完成。

先用指定密钥产生过程密钥；

再用过程密钥计算MAC。

将一个8字节长的初始值设定为16进制数‘0000000000000000’

将所有输入数据按指定顺序连接成一个数据块。

如果最后的数据块的长度是8字节的话，则在该数据块之后再加一个完整的8字节数据块‘8000000000000000’，转到第五步。

按照图3-7所述的算法对这些数据块使用过程密钥（单倍长度）进行加密来产生MAC。

37交易中的MAC算法

3.1.3.3双向认证中的鉴别码

此方法为交通部联网电子收费专用，鉴别码的计算方法：

a）将文件数据进行CRC计算（多项式X16+X12+X5+1，起始FFFFh），产生两字节CRC0和CRC1。

b）将送入的随机数（8bytes）最低两字节（即最左边两个字