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智能卡表项目解决方案 1、 项目背景IC卡水、电、气表预付费系统是以IC卡安全技术为核心，实现售水、电、气和供水、电、气的智能化管理，达到一户一表、先买后用的目的，杜绝费用拖欠和流失现象。同时保证销售和供应过程的可靠性和安全性，防止恶意攻击和欺诈行为，使得整个系统应用置于自来水公司、供电局和煤气公司的安全控管之下。北京握奇智能科技有限公司是立足于智能卡技术和应用的专业化公司。公司以自主开发的TimeCOS智能卡产品和技术为依托，面向重点客户和应用，依靠产品、技术、价格、服务方面的优势，率先成功地把TimeCOS卡及ESAM安全模块推广应用到北京市9950工程预付费智能卡电表上，得到普遍认可和好评。本方案以电表为例，简单介绍CPU卡和ESAM安全模块在电表预付费系统中的应用。水表和气表的应用模式类似，可以参考本方案。 2、 IC卡应用功能?2.1 IC卡简介IC卡又称集成电路卡（Integrated Circuit Card），它是把 一块集成电路芯片镶嵌在一张信用卡尺寸大小的塑料卡片上，芯片上可储存重要应用信息。IC卡遵循的国际标准为ISO-7816。 根据IC卡的存储方式和安全特性可分为：存储器卡、逻辑加密卡和CPU卡（智能卡）。存储器卡的读写操作不设任何保护，逻辑加密卡读写只设一个口令密钥保护，CPU卡的读写操作是通过卡内芯片操作系统COS（Chip Operating System）进行，并受发卡单位在卡内设定的密钥系统及安全认证机制控制。本系统使用的IC卡采用带CPU的智能卡，卡内芯片操作系统COS为北京握奇公司自行开发研制的TimeCOS 操作系统。TimeCOS 操作系统是国内较早通过中国人民银行认证并颁发认证证书的IC卡操作系统。2.2 电表IC卡应用分类??? IC卡贯穿于整个系统的应用中，并根据具体应用功能不同分为不同应用类型的IC卡：???? ● 用户卡???? ●不记名卡???? ●检查卡???? ●生产测试卡???? ●修改主密钥卡???? ●电表ESAM模块???? ●售电ESAM卡（PSAM）???? ●发行ESAM卡???? ●系统总控卡上述各种应用类型的卡在各种不同场合使用，并发挥各自不同的作用和功能。ESAM卡也是一种IC卡，其中芯片操作系统增加了一些功能命令。ESAM模块是把芯片封装成普通集成电路模块形状。?2.3 用户卡文件结构 2.4 电表ESAM模块文件结构 电表ESAM模块是ESAM芯片以集成电路模块方式封装(ESAM卡是以IC卡方式封装)。ESAM模块和IC卡相比，除了多增加几条操作系统命令和封装方式不同外，其他都完全一样。因此，可以认为ESAM模块也是一种特殊IC卡。 ３、系统支撑环境、组成和功能描述 ??? 如上图所示，整个系统由供电局发行管理子系统、银行发卡售电子系统和用户IC卡电表三大子系统组成。3.1 供电局发行管理子系统供电局发行管理子系统包括用户信息管理子系统、IC卡初始化系统、统计分析子系统和通讯管理子系统。3.2 银行发卡售电子系统银行发卡售电子系统通过银行储蓄网点发行用户卡和向用户卡售电充值。在完成售电充值同时，把用户卡内上次插卡抄写的电表运行数据存入银行主机用电数据库。在进行发用户卡或向用户卡售电充值时，必须通过银行PSAM卡对用户卡进行相互认证，只有认证通过才有可能进行发卡或充值，否则根本无法进行。3.3 IC卡电表子系统3.3.1 IC卡电表硬件组成 ??? 如上图所示，电表内部是由基表、主控单片机芯片、数码显示、继电器开关、ESAM模块和IC卡接口组成。??? ●基表：????? 产生电消耗脉冲，提供主控单片机计费??? ●主控单片机芯片:????? 存储并运行电表应用功能底层软件，输出控制信号并完成ESAM模块和用户卡的命令传输。??? ●数码显示：?????? 显示用电量、剩余电量、报警信号和故障状态。??? ●开关继电器：????? 执行主控单片机发出的供电断开或闭合信号。??? ●ESAM模块:????? 储存电表运行参数，密藏权限认证密钥，完成对用户卡认证。??? ●IC卡接口:????? 提供IC卡命令传输硬件接口电路和驱动软件。3.3.2 IC卡电表工作原理及功能（略） ４、应用业务流程介绍  5.3 IC卡电表系统密钥生成管理供电局在系统初始化时生成、配置各种密钥，并密藏在各种IC卡和ESAM模块（或卡），通过各种密钥认证过程实现对整个售电、供电过程的安全控管，使得整个系统的运行置于供电局控制之下。密钥系统一旦生成便密藏在IC卡和ESAM模块（或卡）内，而且不可读。任何人无法用物理手段或逻辑手段来获取密钥，芯片操作系统COS在系统运行时自动对