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1、四川师范大学成都学院本科毕业设计IC卡读写控制设计内容提要：随着全球信息化的发展, IC卡在全球的应用越来越广泛。IC卡是一个正蓬勃发展的边缘产业，一个与我们的生活正越来越密切的产业。在普及因特网和计算机的大潮涌来时，IC卡扮演着越来越重要的角色。本论文围绕“IC卡读写控制设计”这一热点课题，阐述了相应的IC卡读写控制的设计方案、开发方法和开发过程，在设计中利用Siemens公司的SLE4442芯片。2008年乃至今后5年，是我国IC卡应用向纵深发展的时期。我国IC卡市场格局必将由无序走向有序，市场竞争必将由有限走向无限，IC卡市场将逐步走向成熟，进入微利时代。在这种形势下，单纯的发卡量和新产
2、品的数量并不能衡量IC卡产业与市场的发展水平，市场发展的程度最终取决于IC卡的应用水平及其带来的社会效益。从可持续发展的角度讲，加强行业规范，推动IC卡企业由产品和技术型转向应用和服务型，将成为我国IC卡市场发展的重要趋势。关键词：读卡器 SLE4442卡 单片机 PSC I2C总线IC card reader control designAbstract ：With the development of global information, IC card application in the world more and more widely. IC card is a positiv
3、e edge of booming industries, a U.S. life industry is increasingly close. Popularization of the Internet and at the computer when the flood tide, IC card to play an increasingly important role. In this paper, around the IC card reader control design, the hot topic on the corresponding IC card reader
4、-controlled design, development methodology and development process, the use of Siemens in the design of the companys SLE4442 chip. In 2008 and even the next 5 years, Chinas IC card applications are to develop in depth period. Chinas IC card market will move from disorder and orderly market competit
5、ion from limited to unlimited will, IC card market will gradually mature, time to enter the low-profit. Under such circumstances, a simple card-issuing volume and quantity of new products and should not measure the IC card industry and the market level of development, market development ultimately d
6、epend on the extent of the level of application of IC cards and the associated social benefits. From the perspective of sustainable development, the strengthening of industry norms, and promote enterprise by the IC card products and technology-based applications and services shift type, will become
7、Chinas IC card market in the development of important trends.Keywords：SLE4442 card 51Singlechip PSC I2C bus目 录一、 引言5（一） IC卡技术及其发展5（二） IC卡的概念6（三） IC卡的主要特点6（四） IC卡的分类7二、 IC卡的安全问题9（一） 概述9（二） 数据加密9IP置换11F函数11E扩展置换12S替代选择12P置换12DES算法的解密131.密码安全及存储数据安全132.数据的完整性141IC卡卡座192.单片机和存储器203.接口电路和外围设备20六、结论22致 谢2
8、3参考文献55一、 引言（一） IC卡技术及其发展IC卡的最初设想是由日本人提出来的。1969年12月，日本的有村国孝（Kunitaka Arimura）提出一种制造安全可靠的信用卡方法，并于1970年获得专利，那时叫ID卡（Identification Card）。1974年一名法国新闻记者罗兰莫雷诺（Roland Moreno）发明发明了带集成电路芯片的塑料卡片，并取得了专利权，这就是早期的IC卡(Integrated Circuit Card)。1976年法国布尔（Bull）公司研制出世界第一枚IC卡。1984年，法国的PTT（Posts, Telegraphs and Telephon
9、es）将IC卡用于电话卡，由于IC卡良好的安全性和可靠性，获得了意想不到的成功。随后国际标准化组织（ISO，International Standardization Organization）与国际电工委员会（IEC，International Electrotechnical Commission）的联合技术委员会为之制订了一系列的国际标准、规范，极大地推动了IC卡的研究和发展。由于IC卡小巧玲珑，便于携带，存储量大，保密性好，使用寿命长，制造成本低，它日益受到人们的青睐。如今它已广泛用于金融流通、购物预付、身份认证、资料记录等方面，是继磁卡之后出现的又一种新型信息工具。目前在我国，随着金
10、卡工程建设的不断深入发展，IC卡已在众多领域获得广泛应用，并取得了初步的社会效益和经济效益。2000年，全国IC卡发行量约为2.3亿张，其中电信占据了大部分市场份额。公用电话IC卡1.2亿多张，移动电话SIM卡超过4200万张，其它各类IC卡约6000万张。2001年IC卡总出货量约3.8亿张，较上年增长26%；发行量约3.2亿张，较上年增长40%。从应用领域来看，公用电话IC卡发行超过1.7亿张，SIM卡发行5500万张，公交IC卡为320万张，社保领域发卡为1400万张，其它发卡为8000万张。尽管IC卡的发行量保持了较高的增长率，但市场销售额在IT市场中的比重还很小。据信息产业部计算机与
11、微电子发展研究中心（简称CCID）统计，2001年我国计算机市场销售额约2502亿元，而IC卡市场销售额不到21亿元。IC卡市场还构不成我国IT业的亮点，对IT市场的拉动作用并不明显。这一方面制约IT企业对IC卡技术的投入，另一方面，也预示着我国IC卡市场的巨大发展空间。随着政府管理和支持力度的加大、技术研发水平的提升，IC卡市场竞争格局将发生深刻的变化。由于高端芯片、核心模块、金融POS机、生产设备等被国外企业所掌握，造成国外品牌对一些细分市场的相对垄断。随着政府智能卡项目的启动，移动通信市场的逐步开放，国内企业技术实力和工艺流程的优化，使得国外品牌市场份额受到很大程度的限制，而国内品牌将会
12、有快速的发展。一些从电信市场成长起来的国内IC卡企业，依托雄厚的资金和技术实力，将在身份证、金融、社保、交通等领域继续拓展业务，直接参与国际化竞争。2008年乃至今后5年，是我国IC卡应用向纵深发展的时期。我国IC卡市场格局必将由无序走向有序，市场竞争必将由有限走向无限，IC卡市场将逐步走向成熟，进入微利时代。在这种形势下，单纯的发卡量和新产品的数量并不能衡量IC卡产业与市场的发展水平，市场发展的程度最终取决于IC卡的应用水平及其带来的社会效益。从可持续发展的角度讲，加强行业规范，推动IC卡企业由产品和技术型转向应用和服务型，将成为我国IC卡市场发展的重要趋势。1970年，法国人罗兰德莫瑞诺（
13、Roland Moreno）第一次将可进行编程设置的IC（Integrated Circuit）芯片放于卡片中，使卡片具有更多的功能。当时，他对这项技术的描述是：镶嵌有可进行自我保护存储器的卡片。这样就诞生了世界上第一张IC卡。在此后的三十多年里，随着超大规模集成电路技术、计算机技术以及信息安全技术等的发展，IC卡种类更加丰富，技术也更趋成熟，已在国内外得到了广泛的应用。下面将从不同的角度对IC卡进行详细分类和简单分析。（二） IC卡的概念IC卡(Integrated Circuit Card，集成电路卡)在有些国家和地区也称智能卡(smart card)、智慧卡(intelligent ca
14、rd)、微电路卡(microcircuit card)或微芯片卡等。它是将一个微电子芯片嵌入符合ISO 7816标准的PVC（或ABS等）塑料基片中，封装成外形与磁卡类似的卡片形式，即制成一张IC卡。其极高的安全性现已越来越受到人们的普遍重视，已越来越多的领域取代磁卡及其它数据卡片，得到了越来越广泛的应用。IC卡作为一种新的高科技产品正在引起人们的广泛关注，其关键在于IC卡的应用，它标志着一种信息处理手段的问世。未来多功能的IC卡普及与应用将改变整个社会的生活方式，是人类全面迈向电子化时代的钥匙。从全球范围看，现在IC卡的应用范围已不再局限于早期的通信领域，而广泛地应用于金融财务、社会保险、交
15、通旅游、医疗卫生、政府行政、商品零售、休闲娱乐、学校管理及其它领域。（三） IC卡的主要特点IC卡的主要特点可以概括为以下几类:高可靠性：防磁、防静电、防破坏性和耐用性强。高安全性：防伪性好,存储数据安全性高（可加密）。方便使用：应用设备及系统网络环境成本低,数据存储量大。多应用类型：品种型号齐全、技术规范成熟。（四） IC卡的分类社会发展到今天，IC卡的种类也有很多。在接触式IC卡领域中，该类卡是通过IC卡读写设备的触点与IC卡的触点接触后进行数据的读写。国际标准ISO7816对此类卡的机械特性、电器特性等进行了严格的规定。这种类型的产品是通过直接电路接触方式来完成信息的读写，速度较慢，但安全保密性相对较好，多应用于金融、电话与保险业等场合。其大致又可分为以下几类：1根据IC卡镶嵌的芯片的不同划分（1）存储卡：卡内芯片为电可擦除可编程只读存储器EEPROM（Electrically Erasable Programmable Read-only Memory），以及地址译码电路和指令译码电路。为了能把它封装在0.76mm的塑料卡基中，特制成0.3mm的薄型结构。存储卡属于被动型卡，通常采用同步通信方式。它能提供数据存储功能，卡内含有电子可擦除只读存储器（E2ROM）及其控制电路，但无加密逻辑功能，缺乏安全保护，主要应用于对数据保密要求不高的领域。这种卡片存储方便
