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随着国家金卡工程的不断推进,国内各大商业银行大量推出金融IC卡。巨大的智能卡市场更加速了与之相配套的读写器的发展。金融IC卡应用场景的多样化和支付方式的改变,对读卡终端提出了更高的安全性、稳定性、便捷性的要求。
为满足智能卡在银行、保险、医疗等管理系统的应用需求,本文设计一款基于ARM、符合PBOC2.0标准即《中国金融集成电路(IC)卡规范》的智能卡读写设备,不再是传统功能单一的读卡器,它可支持非接触式TypeA和TypeB类卡及接触式智能卡,并按照银联规范开发网银支付功能,实现电子钱包的本地圈存、消费、余额查询等金融交易,同时在金融应用的基础上也可开发扩展应用,扩大智能卡的使用范围。
论文首先根据项目需求进行芯片选型,设计系统框架,并按所用元件数据手册及通信原理对硬件层各模块电路进行分析与设计,主要描述了主控模块电路和读写模块天线的设计方案。其次,在硬件设计基础上根据ISO14443协议、ISO7816协议对读写系统进行软件设计与实现,包括底层驱动程序开发和接触式界面通讯、非接触式TypeA型卡通讯、非接触式TypeB型卡通讯原理的分析与研究。再者,根据PBOC2.0规范进行金融交易流程操作和软件实现,主要是电子钱包的圈存交易、消费交易、查询余额等应用功能的实现;对安全算法进行研究,重点研究了安全报文传输中的MAC算法;同时读卡器集成Crypto(1)加密算法,包括三重认证和加密解密信息流的操作。最后,进行系统的软硬件测试和数据分析,通过串口记录读卡器和卡片进行数据交互的命令信息,根据各数据的含义分析实验结果,并用python语言编写脚本测试程序来验证系统通信的有效性和稳定性。