最新PCSC标准综述.doc
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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-datePCSC标准综述文档模版目 录1前言11.1编写目的11.2文档范围11.3参考文献11.4资料下载地址21.5术语与缩写解释22PC/SC标准概述22.1PC/SC标准介绍22.1.1PC/SC标准的定义22.1.2PC/SC标准的优点32.1.3PC/SC标准的目标32.1.4PC/SC标准跟现有标准的关系32.2PC/SC的结构体系32.3PC/SC标准各部分的
2、主要内容42.4PC/SC的软硬件结构框架42.5PC/SC Workgroup52.5.1PC/SC Workgroup的组成成员52.5.2PC/SC Workgroup的目标63PC/SC标准的发展过程63.1PC/SC标准V1.0的发布63.2PC/SC标准V2.0的发布64PC/SC标准V1.074.1PC/SC标准V1.0的内容74.2PC/SC标准V1.0的适用范围74.3PC/SC标准V1.0的局限性85PC/SC标准V2.085.1PC/SC标准V2.0推出的背景85.2PC/SC标准V2.0的改进内容85.3PC/SC标准V2.0的最新版本PC/SC V2.01.395.4
3、PC/SC标准V2.0结构体系105.4.1PCSC V2.0的总体结构105.4.2PCSC V2.0的职责分配115.4.2.1PC/SC Interfaces115.4.2.2ICC/IFD Compatibility Requirements125.4.2.3IFD Handler(IFD销售商提供)125.4.2.4ICC Service Provider(由ICC销售商提供)125.4.2.5ICC Resource Manager(操作系统销售商提供)125.4.2.6Crypto Service Provider(由ICC销售商提供)135.4.3PCSC V2.0标准分部分内
4、容135.4.3.1Part 1135.4.3.2Part 2135.4.3.3Part 3135.4.3.4Part 4155.4.3.5Part 5175.4.3.6Part 6175.4.3.7Part 7185.4.3.8Part 8195.4.3.9Part 9195.4.3.10Part 10195.4.4PCSC V2.0增加和改进的内容205.4.4.1ICC Service Providers 的动态分配和增强卡的识别性205.4.4.2扩展性能的IFDs225.4.4.3对同步卡协议的支持255.4.4.4对非接触式卡的支持256总结256.1PC/SC结构体系的目标256
5、.2研究PC/SC标准对我们的工作的意义26前言1.1 编写目的编写本文的目的是为移动存储项目组对智能卡在PC上的应用需求分析时提供PC/SC规范相关信息参考。1.2 文档范围本报告的主要内容包括PC/SC标准的现状与各版本的主要内容。1.3 参考文献1 PC/SC标准pcsc1-10 v2.01.3.pdf2 PC/SC2-0WhitePaper.doc3 PC/SC Technical Overview.doc4 PC/SC Applications and New Developments.ppt5 PC/SC Overview.ppt6 PC/SC Workgroup Specific
6、ation for PC-ICC Interoperability.ppt1.4 资料下载地址标准下载地址:1.5 术语与缩写解释PC/SC:计算机(Personal Computer)/智能卡(Smart Card)标准。API:Application Programming Interface 应用编程接口。ICC:Integrated Circuit Card 集成电路卡。ISO7816:IC卡(识别卡接触式集成电路卡)国际标准。EMV:Europay、Mastercard、Visa三大国际组织制定的用于付款业务的IC卡通用规范。IFD:InterFace Device 接口设备、读写设
7、备。RID:Registered application provider IDentifier注册应用提供者标识符。 ATR:Answer To Reset 复位应答。APDU:Application Protocol Data Unit 应用协议数据单元。IFDSP:IFD Service Provider 接口设备服务提供者。ICCSP:ICC Service Provider 集成电路卡服务提供者。ICCOS-SP:ICC Operating System Service Provider 集成电路卡操作系统提供者。ADSP:Application Domain Service Pro
8、vider 应用领域服务提供者。ADSPL:ADSP Locator ADSP定位。RM :Resource Manager资源管理器。SPE:Secure PIN Entry安全个人识别码入口。2 PC/SC标准概述2.1 PC/SC标准介绍2.1.1 PC/SC标准的定义 PC/SC即个人计算机(Personal Computer)/智能卡(Smart Card),由微软公司与世界其他著名的智能卡厂商组成的PC/SC工作组(PC/SC Workgroup)提出,它是为智能卡访问Windows平台(包括Windows2000)而定义的一种标准结构。PC/SC标准是一个基于WINDOWS平台的
9、一个标准用户接口(API),提供了一个从个人电脑(Personal Computer)到智能卡(Smart Cart)的整合环境,虽然到目前为止,WINDOWS是唯一支持PC/SC标准的操作系统平台,但由于WINDOWS的影响力,PC/SC标准也为智能卡业界所接收。2.1.2 PC/SC标准的优点这个为集成电路卡(ICC)与个人计算机系统设计的交互规范,已经让智能卡进入PC机世界的问题变得容易。PC/SC的主要优点就是让应用程序不必为了与智能卡通信而去了解智能卡读卡器的细节。而且,该应用程序还能适用于任何遵从PC/SC标准的读卡器。2.1.3 PC/SC标准的目标PC/SC标准对底层的设备接口
10、和独立于设备的应用API接口(例如用来允许多个应用系统共享同一张智能卡的资源管理器)做了更详尽的补充。它的提出主要是为了达到以下目标:u 遵从现在ICC和PC的标准并在适当的地方予以扩充;u 跨平台的可操作性,使该标准可在多种硬件和软件平台上实现;u 应用程序可以采用不同厂商提供的产品(独立于厂商);u 无需要写应用代码就可以享受技术进步的好处(独立于应用);u 建立应用级的智能卡服务接口,推广ICC在PC上的应用,并促成PC采用ICC做主标准设备。2.1.4 PC/SC标准跟现有标准的关系PC/SC标准建立在工业标准-ISO7816和EMV标准的基础上。在此之前,基于ISO7816标准,IC
11、C在工业和应用上有了坚实的基础,为了利用ISO7816标准应用广泛的特点,PC/SC Workgroup致力于PC/SC标准与ISO7816标准兼容。此外, PC/SC标准支持并认可某些特定领域的标准,并对其进行优化,这些标准同样基于ISO7816,比如EMV和GSM等。2.2 PC/SC的结构体系PC/SC标准定义的结构体系如图1所示:这个由PC/SC定义的结构体系图很清楚地把由操作系统供应商、IFD供应商和ICC供应商提供的可以独立升级的部分分隔开来,这些部分包括: 由IFD供应商提供的可以安装的IFD处理器组件; 由ICC供应商提供的可以安装的服务提供者,由于输入服务和输出服务,需要把密
12、码功能分隔开,这个部分实际上被定义成两个组件; 由操作系统供应商提供的ICC资源管理器。图12.3 PC/SC标准各部分的主要内容PC/SC标准基本都包括以下几个方面的内容:PC-SC接口标准、ICC-IFD接口标准、IFD管理标准、ICC资源管理器、ICC服务提供者、密码服务提供者等。详细的内容将在下面的内容介绍。2.4 PC/SC的软硬件结构框架PC/SC的软硬件结构框架可以从图2看到,在读卡器跟PC的接口部分,就是PC/SC结构的软硬件分界处。图22.5 PC/SC WorkgroupPC/SC工作组(PC/SC Workgroup)是一个主要由智能卡和计算机厂商组成的委员会,Gempl
13、us公司是其中活跃的一员,微软公司在制定这些详细的标准中扮演了重要的角色,因为事实上Windows平台是唯一一个提供智能卡资源管理器的平台。 PC/SC工作组在1996年5月,由其成员达成一致共识而成立,它致力于研究与ICCs在PC上的应用相关的事项。2.5.1 PC/SC Workgroup的组成成员PC/SC工作组的成员广泛包括PC、ICC技术领域如PC软件、PC硬件和ICC系统的公司,其中有: Bull CP8: Gemplus: Hewlett-Packard: IBM: Intel: Microsoft: Schlumberger: Siemens: http:/www.sni.de
14、/ Sun Microsystems: Toshiba: 2.5.2 PC/SC Workgroup的目标PC/SC Workgroup工作内容:u 致力于PC-ICC的协作工作,包括与IFDs的接口、一般编程接口与控制机制、跟现有的设备兼容;u 为各种工业需要提供解决方案,如设备兼容性的需要、标准IFD接口、卡的服务的高标准接口、存储器服务的协议等。PC/SC Workgroup的目标:推动智能卡整合入PC的环境;不同级别的智能卡读卡器和智能卡可以互相协作;中立于卡应用开发商、卡制造商和卡发行商。3 PC/SC标准的发展过程3.1 PC/SC标准V1.0的发布1997年12月发布PC/SC标
15、准V1.0。3.2 PC/SC标准V2.0的发布2004年8月发布PC/SC标准V2.0,从那开始,PC/SC Workgroup陆续进行了一些改进。2005年8月发布PC/SC标准V2.01.2。改进的部分有:修正第2部分,3.1.1节操作电压条件;3.2节ISO/IEC781610兼容的卡和IFD;第3部分加入非接触卡的标准,现在包括了RID数字的信息;第10部分加入了IFD的安全个人身份码入口等。2006年1月发布PC/SC 标准V2.01.3。改进的部分有:第3部分改动了几个语法错误和修正了命令的字节;第3.2.2.1.1节加入文本内容;卡加到第3部分;第10部分修正了命令GET_KE
16、Y_RRESSED等。4 PC/SC标准V1.0 4.1 PC/SC标准V1.0的内容图3如图3所示的内容为PC/SC标准V1.0的分部分内容,共有8个部分的内容,包括总体概述、集成电路卡及其读卡器的接口标准、跟PC接口设备的标准、读卡器接口设备的设计参考信息、集成电路卡的资源管理器的定义、集成电路卡服务提供者接口定义、应用领域及开发设计须知和集成电路卡的安全及保密设备建议。4.2 PC/SC标准V1.0的适用范围PC/SC标准V1.0支持以下功能: ISO7816标准的异步卡; 简单的智能卡读卡器; 可在Win9x、WinNT4.0执行或者嵌入Windouws2000; Linux环境:还在
17、研究中。4.3 PC/SC标准V1.0的局限性PC/SC标准V1.0版的局限性体现在: 不支持多应用的智能卡(例如Windows上对智能卡、Java卡的支持),因为不能动态地对卡外的部分进行操作,这些部分用来与卡内应用进行连接; 智能卡读卡器的技术不是最新的读卡器技术; 不支持同步卡和非接触式卡。5 PC/SC标准V2.05.1 PC/SC标准V2.0推出的背景由于新的技术的发展,带来了PC/SC标准升级的需要,特别是以下几个领域的发展,使得PC/SC标准V1.0的局限性显现出来。多用途卡 现在卡的服务提供者计划在卡的资源管理器数据库里提供特殊的卡的类型(使用ATR获得),在这种多用途卡里,卡
18、的类型不反映卡的功能性或者应用范围,而是需要一个灵活和动态的机制,随着卡的应用的变化来更新在PC平台上的服务提供者的信息。PC/SC的资源管理器只能通过卡制造商规定的ATR信息来识别智能卡是不够的,为了能够动态地分配服务提供者,描述卡的信息必须停留在卡上。为了动态地反映卡上的内容,需要卡的识别机制更灵活。增强型读卡器 PC/SC版本V1.0仅能够支持基本的APDU通信机制,有扩展功能的读卡器技术应用越来越广泛(比如显示、多个插槽、安全管脚、生物鉴定等),需要卡和使用这些新的读卡技术的PC之间协作。其它的卡技术 非接触式卡在市场上越来越广泛地发展,同步卡已经在很多方面得到了应用;这就需要在PC应
19、用上,提供一些跟同步卡相同的接口来支持这些类型的卡。5.2 PC/SC标准V2.0的改进内容2004年8月发布PC/SC标准V2.0突破了V1.0的局限,具体表现在: 一个新的卡的识别机制; 一个动态的服务提供者分配机制; 一个对增强智能卡读卡器支持的机制; 支持非接触式卡和同步卡。5.3 PC/SC标准V2.0的最新版本PC/SC V2.01.3PC/SC标准V2.01.3隶属于V2.0标准体系,于2006年1月发布,修改增加了其中的部分内容(详见3.2节)。相对于之前发布的版本,V2.01.3是完全独立平台的,可以在任何操作系统上进行操作。V2.01.3扩展了标准的覆盖范围,包括广泛的智能
20、卡基本产品,它集中在以下两项技术:u 扩展性能的IFDs 通过一个IFD Service Provider(IFDSP),用来给新的功能(比如显示功能或者多个插槽)提供接口;这种应用的背景是为了列出一份有关IFD的安全特性列表,这个安全特性是由ICC Aware Applications和ICC Service Provider(ICCSP)要求的。u 支持非接触式集成电路卡 同样也内嵌在实际的PC/SC方案中,这是由于新的卡标识符已经被定义,IFD子系统也必须在功能上得到保证。PC/SC标准V2.01.3分成10个部分,如图4所示。图4跟标准V1.0相比,前8个部分的内容基本一致,内容上多了
21、Part9:扩展性能的IFDs和Part10:带安全个人识别码入口性能的IFDs两个部分的内容。更详细的内容可以从图5看到,图4显示的是PC/SC体系结构和标准各部分内容的对应关系。图55.4 PC/SC标准V2.0结构体系由于最新发布的V2.0版本包括最新的技术领域成果,下面详细介绍PC/SC标准V2.0的结构体系。5.4.1 PCSC V2.0的总体结构如图6所示为V2.0的结构体系,IFD SP为增强型的读卡器接口服务提供者,ICCOS-SP和ADSP为原V1.0版本中的ICCSP部分,Slot1、Slot2、Pin Pad和Display是读卡器接口扩展功能的插槽,ADSP Locat
22、or是动态地使用卡内功能的新组件。和是增强型读卡器的相关的组件,和是应用非接触式卡和同步卡相关的组件。图65.4.2 PCSC V2.0的职责分配如表1所示为V2.0版本中各项职责的分配。Card and ReaderSoftware ComponentsTypical Responsibility操作系统(Card Operating System)ICCOS Service Provider (ICCCOS-SP)卡销售商(Card Vendor)应用(Card Applications)Application Domain Service Provider (ADSP)应用开发者(App
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