智能卡从基础开始学习smartcard basic knowledge

智能卡（英语：Smart card 或 IC Card），又称智慧卡、聪明卡、集成电路卡^[1]及IC卡，是指粘贴或嵌有集成电路芯片的一种便携式卡片塑料。卡片包含了微处理器、I/O接口及存储器，提供了数据的运算、访问控制及存储功能，卡片的大小、接点定义目前是由ISO规范统一，主要规范在ISO7810中。常见的有电话IC卡、身份IC卡，以及一些交通票证和存储卡。

• 基片：现在多为聚氯乙烯材质，也有塑料或是纸制
• 接触面：金属材质，一般为铜制薄片，集成电路的输入输出端连结到大的接触面上，这样便于读写器的操作，大的接触面也有助于延长卡片使用寿命；触点一般有8个（C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8, C4和C8设计为将来保留用），但由于历史原因有的智能卡设计成6个触点（C1 C2 C3 C5 C6 C7）。另外，C6原来设计为对EEPROM供电，但因后来EEPROM所需的程序电压（Programming Voltage）由芯片内直接控制，所以C6通常也就不再使用了。
• 集成芯片：通常非常薄，在0.5mm以内，直径大约1/4厘米，一般成圆形，方形的也有，内部芯片一般有CPU、RAM、ROM、 EPROM。

  智能卡与IRD电压分别有3V, 5V ±10%，即2.7V至5.5V。GSM智能卡也是5V，但手机内部其他部件都是3V，所以和智能卡有个额外的电压转换部件。

  依电源分类

  • 主动卡 (Active card)-内含供电设备（电池），甚至有屏幕、键盘。
  • 被动卡 (Passive card)-由外部提供电源。

   依数据传输方式分类

  • 接触式 (Contact card) 读写需要IO线路接触。
  • 非接触式 (Contact less card) 使用RF、红外线、感应电动势、非IO线路接触，（非接触技术类似RFID技术）。
  • 混合式（Hybrid-card 或 Combi-card）同时拥有接触与非接触接口。

  运作

  卡片内部运作除了硬件之外还有其软件，通常会需要一个核心COS（Card Operating System）提供服务，其内部软件系统架构如下： 硬件 (Hardware) → COS → AP (Application)

  有些COS可以提供Java语言的服务，产生一个分支称为Java Card。Visa国际组织因此利用Java语言，发展出Visa OpenPlatform之卡片，后来则改称为Global Platform。MasterCard国际组织则支持另一个MULTOS (MULTti Operating System)平台。不管是Global Platform或是MULTOS，应用服务提供者可以随时在此两者平台上开发新的应用程序单元（Applet）去运行特定的功能，不必再经过Mask开发之过程，大大减少了开发的费用与时间。

  相关标准

  • ISO 7816（接触式智能卡，规定了规格／电气特性／通讯协议／部件等各方面）
  • ISO 14443（非接触式智能卡）

  通信相关用途的智能卡（IC卡）

  • GSM SIM 卡，或 3G 移动电话的 USIM 卡：由各移动电话公司发行。
  • IC电话卡：适用于该电信公司设置的 IC卡式公用电话。

  金融用途的智能卡（IC卡）

  • IC金融卡。由各银行发行。
  • IC信用卡。例如：VISA Wave, MasterCard® Paypass™ ，EMV芯片信用卡等。

  用户身份模块（Subscriber Identity Module，SIM ），通常称为“SIM卡”，是保存移动电话服务的用户身份识别数据的智能卡。SIM还能够存储短信数据和电话号码。SIM卡主要用于GSM系统，但是兼容的模块也用于UMTS的UE（USIM）和IDEN电话。有人把CDMA2000和cdmaOne的RUIM卡和UIM卡，也称作SIM卡，虽然两者作用类似，并遵守了一样的所有机械、电气标准和部分软件标准，但是上层应用并不一定兼容。

  SIM由CPU、ROM、RAM、EEPROM和I/O电路组成。用户使用SIM时，实际上是手机向SIM卡发出命令，SIM卡应该根据标准规范来执行或者拒绝；SIM卡并不是单纯的信息存储器。

  SIM物理规格遵守UICC的规定，有四种型号：

  1. 最早的版本的尺寸是与标准信用卡相同（85×54×0.78毫米），触点则符合ISO 7816对ID-1型IC卡的规定。
  2. 由于手机小型化，目前的SIM卡，又称“Mini SIM”，一般裁剪为25×15毫米的插入式（如图所示，即UICC plug in）。发售时一般嵌在一个ID-1型卡中，使用前沿着预制切口取下。
  3. 2010年，欧洲电信标准协会（European Telecommunications Standards Institute）再从Mini SIM发展出缩小为15×12毫米的“Micro SIM”卡，Micro SIM卡首次使用在苹果公司所推出的iPad及iPhone 4。
  4. 2011年，苹果公司提出“Nano SIM”卡（8.8×12.3毫米）标准，经过2012年的一番竞争，该标准被欧盟采纳为4FF标准。现在盛传欧洲各电讯商正屯积数以百万计的“Nano SIM”卡以应付预计同年秋天开始发售的iPhone 5。

  

  APDU= Application Protocol data unit, 是智能卡与智能卡读卡器之间传送的信息单元

  协议数据单元PDU（ProtocolDataUnit）是指对等层次之间传递的数据单位

  协议数据单元(ProtocolDataUnit)物理层的PDU是数据位（bit），数据链路层的PDU是数据帧（frame），网络层的PDU是数据包（packet），传输层的PDU是数据段（segment），其他更高层次的PDU是数据（data）。

  应用协议数据单元（APDU）传输协议数据单元（TPDU）IC卡的应用越来越广泛，从存储卡到逻辑加密卡，目前CPU卡已经逐渐在应用中占据主导地位。CPU卡根据通讯协议可分为两种：接触式和非接触式。接触式CPU卡主要采用两种通讯协议：T=0和T=1通讯协议。T=0是异步半双工字符传输协议，T=1是异步半双工块传输协议。目前T=0通讯协议的应用较为广泛，国内外大多数CPU卡都支持该协议，在金融交易中也采用这种通讯协议。