(转)智能卡与COS技术简析
智能卡的操作系统COS详细介绍
智能卡操作系统COS详解随着Ic卡从简单的同步卡发展到异步卡，从简单的EPROM卡发展到内带微处理器的智能卡(又称CPU卡)，对IC卡的各种要求越来越高。
而卡本身所需要的各种管理工作也越来越复杂，因此就迫切地需要有一种工具来解决这一矛盾，而内部带有微处理器的智能卡的出现，使得这种工具的实现变成了现实。
人们利用它内部的微处理器芯片，开发了应用于智能卡内部的各种各样的操作系统，也就是在本节将要论述的COS。
COS的出现不仅大大地改善了智能卡的交互界面，使智能卡的管理变得容易；而且，更为重要的是使智能卡本身向着个人计算机化的方向迈出了一大步，为智能卡的发展开拓了极为广阔的前景。
1 、COS概述COS的全称是Chip Operating System(片内操作系统)，它一般是紧紧围绕着它所服务的智能卡的特点而开发的。
由于不可避免地受到了智能卡内微处理器芯片的性能及内存容量的影响，因此，COS在很大程度上不同于我们通常所能见到的微机上的操作系统(例如DOS、UNIX 等)。
首先，COS是一个专用系统而不是通用系统。
即：一种COS一般都只能应用于特定的某种(或者是某些)智能卡，不同卡内的COS一般是不相同的。
因为COS一般都是根据某种智能卡的特点及其应用范围而特定设计开发的，尽管它们在所实际完成的功能上可能大部分都遵循着同一个国际标准。
其次，与那些常见的微机上的操作系统相比较而言，COS在本质上更加接近于监控程序、而不是一个通常所谓的真正意义上的操作系统，这一点至少在目前看来仍是如此。
因为在当前阶段，COS所需要解决的主要还是对外部的命令如何进行处理、响应的问题，这其中一般并不涉及到共享、并发的管理及处理，而且就智能卡在目前的应用情况而言，并发和共享的工作也确实是不需要。
COS在设计时一般都是紧密结合智能卡内存储器分区的情况，按照国际标准(ISO／IEC7816系列标准)中所规定的一些功能进行设计、开发。
但是由于目前智能卡的发展速度很快，而国际标准的制定周期相对比较长一些，因而造成了当前的智能卡国际标准还不太完善的情况，据此，许多厂家又各自都对自己开发的COS作了一些扩充。
智能卡操作系统(COS)仿真器系统设计与实现
万方数据 万方数据（ｅ）ＲＡＭ芯片实现断点存储器，支持任意个数的断点设置∞为了方便ＩＣ｝ＣＯＳ，在系统中集成了ＣＰＵＩｃ卡读写器电路２、集成开发调试软件系统（ＩＤＥ）设计开发实际卜．，运行在ＰＣ机端的ＣＯＳ集成开发调试软件系统是整个仿真器系统的另一个核心组成部分。
由于ＣＯＳ程序的开发者是通过使用该ＩＤＥ人机界面实现、完成ＣＯＳ程序开发、调试的各个过程，包括ＣＯＳ程序源代码编写、编辑；源程序编译；程序代码下载；运行、跟踪、调试等等，因此，ＩＤＥ软件也是整个仿真器系统的灵魂。
人机界面是否友好、各种功能是否强大、灵活、模块化设计程度是否完善等直接影响到系统的实用性、可操作性和可维护性。
可见，整体设计方案的前詹性、合理性至为关键。
ＩＤＥ程序人机界面有以下几个部分组成：（１）命令菜单区（２）ＣＯＳ程序源代码编写、编辑窗ｎ（３）ＣＯＳ程序源代码编译窗口（４）ＣＯＳ程序调试窗口：包括源程序代码行显示区，寄存器显示区，ＲＡＭ单元显示医，程序计数器（ＰＣ）显示区以及运行状态昆示区。
ＩＤＥ人机界面程序编程语言选用ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＶｉ～ｓｕａｌｃ＋＋５．０以上版本。
以下是实际系统的几个主要显示画面。
图２ＩＤＥ系统主界面ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗｃｉｃｍａｇｃｏｍ图３ＩＤＥ系统主界面（升级版）图４ＣＯＳ程序源代码编辑窗口图５组织源代码文件并准备编译窗口３、ＩＤＥ与仿真器板之间通信协议的设计ＩＤＥ与仿真器板之间的通信采取请求、应答的 万方数据Ｌ一企业与产品烹曼惹熙山Ｕ图６编译器编译输出信息窗口一２图６：ＪＤＥ调试器窗口模式，即每一个操作命令都是由ＩＤＥ发送一个请求或命令，仿真器板收到相应的请求或命令后即执行相应的操作，然后将执行结果回送给ＩＤＥ。
双方之间的通信协议定义如下：（１）ＩＤＥ请求或命令包ＳｏｈＣｍｄＤａｔａ＿ＨＤａｔａ＿ＬＤａｔａＣｈｋＳｕｍ（２）仿真器板应答包ＡｃｋＣｍｄＲｅｓｐｏｎｓｅ＿ＨＲｅｓｐｏｎｓｅ＿ＬＲｅｓｐｏｎｓｅ（３）校验和ＣｈｋＳｕｍ的计算ＣｈｋＳｕｍ为单字节，其数值为其前面的、本数据包内所有字节的累加和（不考虑进位情况）。
条件接收系统智能卡COS研究与设计
图 ４命令处理流程图
图 ２存储空 间分配
３流 程 设 计 ．
Ｃ Ｓ的整个执行 机制 可以分为以下几个 主要 的流程 ： １系统主 流 Ｏ （） 程 ；２ 命令处理流程 ；３ 数据 １ （） （） ０流程 。 ３１ ． 系统主流程 主要用于控制整个系统 的运行 ， 主要 的流程如 图 ３ 。 从图３ 可知 ， 系统主流程是 一个 循环等待接收命令 ， 入命令处理 转 程序 ， 根据命令处理 的结果将返 回值发送给终端 的过程 。 以调用底层驱 动程序实现物理 的数据传输 为基 础 ，主流程最终实现 与终 端进行数据
３ 命令处理流程 ． ２ 命令是 卡片与终端交互 的基础 ， 命令 处理是 Ｃ Ｓ的主要 职能 ， Ｏ 是 系统代码 和应用代码之 间的重要接 口。通用的命令 处理流程的框架如
图 ４所示 ：
数发生 器， Ｅ 算法的函数等。 ＤＳ
２３系统服务层 － 系统服务 层处 于驱动层的上层及应用层 的下层 ，是整个 系统 功能 实现 的核心单元 。 这一层主要实现 的功能是智能 卡通用命令解析 ， 文件
芯片和外界 的 Ｉ ／ 口是 规范的 ，数据 Ｉ Ｏ接 ／ Ｏ流程是 Ｃ Ｓ Ｏ 底层 的数 据通信流程 。Ｉ ／ Ｏ通信实现 了卡片和外界的物理层连接。 ４模块划分 ． ４１ ．底层模块 底层 模块是 用于控 制智 能卡硬 件部分 的软件 程序模 块 。底 层的 Ｈ ｒ Ｐ 程序是智能卡操作 系统赖 以存 在和工作的前提 ，也是整个智 ａ ＡＩ ｄ 能卡开发过程 中重要的组成部分 。底层模块 为系统服务层模块提供对 硬件各部件进行操作的基本 函数接 口。基 于卡芯片的架构以及智能卡 的应用需要 ， 底层模块主要包含 以下几个方 面： 对存储 区的操 作 ， Ｉ 对 ／ Ｏ 的操作 以及定时器 ， 随机数发生器 ， Ｅ 算法 的函数 等。其中对存储区 ＤＳ
《CPU卡COS技术》课件
智能卡成为现代社会中的重要组成部分，其中CPU卡COS技术为实现智能卡的 核心技术。本次演讲将为大家介绍CPU卡COS技术的重要性、优势和发展前景。
什么是CPU卡？
CPU卡的定义
CPU卡是一种内置微处理器 的智能卡，能够通过与终端 设备间的接口交互，进行多 种安全的存储和传输操作。
COS的架构
COS结构由操作系统内核、文件 系统及应用程序等组成。操作系 统内核主要包括命令解释器、进 程管理器、文件系统、执行引擎 以及安全机制。
COS的特点
COS具有安全性高、功能强、容 量大、模块化设计、用户独立等 特点。
COS的操作系统结构
1
COS的文件系统
COS支持多种文件系统结构，如基于层级结构的文件系统，基于索引结构的文件 系统，基于对象结构的文件系统等。
COS的安全性趋势
智能卡芯片本身硬件的安全性得 到了显著提高，COS操作系统的 安全性也会不断升级。
COS的性能趋势
COS的性能不断提升，如处理器 核数增加，内存扩容等，将支持 更加复杂的智能卡应用场景。
总结ห้องสมุดไป่ตู้
1 CPU卡COS技术的重要性
CPU卡COS技术是智能卡的核心技术，为智能卡应用提供了安全可靠的保障。
2
COS的冻结技术
COS冻结技术可用于固化锁定操作系统，防止被破坏和病毒感染，提高系统的可 靠性和安全性。
3
COS的多操作系统结构
COS支持多个应用程序同时运行，支持多操作系统结构，实现不同应用程序之间 的独立运行。
COS技术在智能卡中的应用
智能交通卡
智能交通卡应用中最为广泛，如北京一卡通、 深圳通等。
CPU卡的历史
IC卡COS介绍
IC卡COS介绍一、基础知识IC卡从简单的存储器卡发展到带有微处理器的CPU卡，是人们对安全要求越来越高的必然结果。
COS是英文全称Chip Operating System(片内操作系统)的缩写。
从本质上说它是智能卡芯片内的一个监控软件，一般存放于ROM、部分E2PROM或Flash中。
COS的实现由四部分组成：文件系统（基础）、安全体系（重要）、通讯处理（辅助）、命令管理（接口）。
对任何一台计算机，操作系统是一个关键的支持平台（如Pentium机上的WIN’95操作系统，工作站上的UNIX操作系统）。
对智能卡来说，COS同样起着核心作用。
没有COS，卡片将不知道该做什么事情。
目前，对于卡内操作系统COS(Card Operating System)，全世界没有统一的标准，是根据不同的应用对象定制的。
但COS的基本结构一般都要遵循ISO-7816/3/4/5的规定。
COS的完善与否决定着CPU卡的应用的广度和深度。
一般一种COS只针对于某种特定的应用，不同种类的智能卡，其COS的功能是有区别的。
例如法国Gemplus公司1989年生产的PCOS(Payment Chip Operating System)，采用3千字节ROM，8千字节EEPROM，主要应用于电子基金传输交易；德国G&D公司1994年生产的STARCOS，采用10千字节ROM，8千字节EEPROM，是支持多应用和多功能的大型COS；日本日立公司1995年生产出的HitachCOS，采用16千字节ROM，8千字节EEPROM，是一卡多用的大型COS；法国PHILIP公司1995年生产的DSCOS，采用3千字节ROM，1千字节EEPROM，是一个通用的小型COS；北京中钞同方智能卡有限公司1998年生产的中同卡ZTCOS，采用10千字节ROM，2千字节EEPROM，符合中国金融IC卡规范，主要用于国内金融系统。
不同种类的COS 之间可能会有很大的差异，但它们的基本结构和必须具备的功能是一样的。
智能卡操作系统COS详解
智能卡操作系统COS详解随着Ic卡从简单的同步卡发展到异步卡，从简单的EPROM卡发展到内带微处理器的智能卡(又称CPU卡)，对IC卡的各种要求越来越高。
而卡本身所需要的各种管理工作也越来越复杂，因此就迫切地需要有一种工具来解决这一矛盾，而内部带有微处理器的智能卡的出现，使得这种工具的实现变成了现实。
人们利用它内部的微处理器芯片，开发了应用于智能卡内部的各种各样的操作系统，也就是在本节将要论述的COS。
COS的出现不仅大大地改善了智能卡的交互界面，使智能卡的管理变得容易；而且，更为重要的是使智能卡本身向着个人计算机化的方向迈出了一大步，为智能卡的发展开拓了极为广阔的前景。
1 、COS概述COS的全称是Chip Operating System(片内操作系统)，它一般是紧紧围绕着它所服务的智能卡的特点而开发的。
由于不可避免地受到了智能卡内微处理器芯片的性能及内存容量的影响，因此，COS在很大程度上不同于我们通常所能见到的微机上的操作系统(例如DOS、UNIX 等)。
首先，COS是一个专用系统而不是通用系统。
即：一种COS一般都只能应用于特定的某种(或者是某些)智能卡，不同卡内的COS一般是不相同的。
因为COS一般都是根据某种智能卡的特点及其应用范围而特定设计开发的，尽管它们在所实际完成的功能上可能大部分都遵循着同一个国际标准。
其次，与那些常见的微机上的操作系统相比较而言，COS在本质上更加接近于监控程序、而不是一个通常所谓的真正意义上的操作系统，这一点至少在目前看来仍是如此。
因为在当前阶段，COS所需要解决的主要还是对外部的命令如何进行处理、响应的问题，这其中一般并不涉及到共享、并发的管理及处理，而且就智能卡在目前的应用情况而言，并发和共享的工作也确实是不需要。
COS在设计时一般都是紧密结合智能卡内存储器分区的情况，按照国际标准(ISO／IEC7816系列标准)中所规定的一些功能进行设计、开发。
但是由于目前智能卡的发展速度很快，而国际标准的制定周期相对比较长一些，因而造成了当前的智能卡国际标准还不太完善的情况，据此，许多厂家又各自都对自己开发的COS作了一些扩充。
智能卡详细资料
什么是智能卡?智能卡（Smart Card ）:内嵌有微芯片的塑料卡（通常是一张信用卡的大小）的通称。
一些智能卡包含一个RFID芯片，所以它们不需要与读写器的任何物理接触就能够识别持卡人。
（RFID芯片即射频识别，俗称电子标签）智能卡配备有CPU和RAM，可自行处理数量较多的数据而不会干扰到主机CPU的工作。
智能卡还可过滤错误的数据，以减轻主机CPU的负担。
适应于端口数目较多且通信速度需求较快的场合。
智能卡是IC卡（集成电路卡）的一种，按所嵌的芯片类型的不同，IC卡可分为三类:1 .存储器卡：卡内的集成电路是可用电擦除的可编程只读存储器EEPROM ,它仅具数据存储功能，没有数据处理力量;存储卡本身无硬件加密功能，只在文件上加密，很简洁被破解。
2 .规律加密卡：卡内的集成电路包括加密规律电路和可编程只读存储器EEPROM ,加密规律电路可在肯定程度上爱护卡和卡中数据的平安,但只是低层次防护，无法防止恶意攻击。
3 .智能卡（CPU卡）：卡内的集成电路包括中心处理器CPU、可编程只读存储器EEPROM、随机存储器RAM和固化在只读存储器ROM中的卡内操作系统COS（Chip Operating System）0卡ikk ,,中数据分为外部读取和内部处理部分，确保卡中数据平安牢靠。
智能卡的操作系统是什么?智能卡操作系统通常称为芯片操作系统cos。
cos一般都有自己的平安体系，其平安性能通常是衡量COS的重要技术指标。
（COS的全称是Chip Operating System （片内操作系统），它一般是紧紧围围着它所服务的智能卡的特点而开发的。
由于不行避开地受到了智能卡内微处理器芯片的性能及内存容量的影响，因此，COS在很大程度上不同于我们通常所能见到的微机上的操作系统（例如DOS、UNIX等1 ）COS功能包括：传输管理、文件管理、平安体系、命令解释。
（cos的主要功能是掌握智能卡同外界的信息交换，管理智能卡内的存储器并在卡内部完成各种命令的处理。
智能卡的操作系统——COS
智能卡的操作系统——COS2003-4-12 随着 Ic卡从简单的同步卡发展到异步卡，从简单的 EPROM卡发展到内带微处理器的智能卡(又称CPU卡)，对IC卡的各种要求越来越高。
而卡本身所需要的各种管理工作也越来越复杂，因此就迫切地需要有一种工具来解决这一矛盾，而内部带有微处理器的智能卡的出现，使得这种工具的实现变成了现实。
人们利用它内部的微处理器芯片，开发了应用于智能卡内部的各种各样的操作系统，也就是在本节将要论述的COS。
COs的出现不仅大大地改善了智能卡的交互界面，使智能卡的管理变得容易；而且，更为重要的是使智能卡本身向着个人计算机化的方向迈出了一大步，为智能卡的发展开拓了极为广阔的前景。
1 COS概述COS的全称是Chip Operating System(片内操作系统)，它一般是紧紧围绕着它所服务的智能卡的特点而开发的。
由于不可避免地受到了智能卡内微处理器芯片的性能及内存容量的影响，因此，COS在很大程度上不同于我们通常所能见到的微机上的操作系统(例如DOS、UNIX等)。
首先，COS是一个专用系统而不是通用系统。
即：一种COS一般都只能应用于特定的某种(或者是某些)智能卡，不同卡内的COS一般是不相同的。
因为coS一般都是根据某种智能卡的特点及其应用范围而特定设计开发的，尽管它们在所实际完成的功能上可能大部分都遵循着同一个国际标准。
其次，与那些常见的微机上的操作系统相比较而言，COS在本质上更加接近于监控程序、而不是一个通常所谓的真正意义上的操作系统，这一点至少在目前看来仍是如此。
因为在当前阶段，COS所需要解决的主要还是对外部的命令如何进行处理、响应的问题，这其中一般并不涉及到共享、并发的管理及处理，而且就智能卡在目前的应用情况而盲，并发和共享的工作也确实是不需要曲。
COS在设计时一般都是紧密结合智能卡内存储器分区的情况，按照国际标准(ISO／IEC7816系列标准)中所规定的一些功能进行设计、开发。
双接口智能卡COS软件的设计与实现
４ 具有双接口功能， ） 接触式符合 Ｉ １ 标准， Ｓ７６ Ｏ８ 非接触式符合 Ｉ ／ Ｃ１ ４ ＭＢ际准（ Ｓ Ｉ ４４ ＯＥ ； 载波频率 １． Ｍ ｚ． ３５ ｈ） ６
５ ）另外还有 ： １ 双 ６位定 时器 、 中断控制器 、 电模式 、 Ｏ口等 ． 省 Ｉ ／ 总之 。Ｌ ６Ｃ １０Ｓ ＳＥ６ Ｌ ６ 是一个 完整的计算 机体系 ， 各单 元的主要功 能如下： Ｃ Ｕ及加密逻辑 ： Ｐ 数据运算及保 证 Ｅ Ｐ Ｏ Ｅ Ｒ Ｍ中数据 安全 ． Ｒ Ｍ： Ａ 存放命令 参数 、 回结果等 ． 返 另外 ，Ｏ 将 用户 的过程密 钥生 成后放 在 Ｒ Ｍ空 间中 ， 电后 自动丢失 ， ＣＳ Ａ 掉 保证其 安全
针对第三种形式 ．
智能卡 的使用需要其 内部的软件支持 ，Ｏ （ｈ ｐｒｉ ｙｅ ） Ｃ ＳＣ￣Ｏ ｅ ｔｎ ｓｍ 就是智卡芯片操作 系统 ， 智能卡资源 的管理 者和安 ｐ ａｏ Ｓ ｔ 它是
全保密的基础， 其主要功能是控制智能卡与外界的信息交换， 管理智能卡内的存储器并在卡内部完成各种命令的处理． 本文
Ｊｎ ２ ０ ｕ ．０ ６ Ｖｄ．１Ｎ ． ２ ｏ ２
双 接 口智 能 卡 Ｃ Ｓ软 件 的设 计 与 实现 ＊ Ｏ
尉永清 刘培德
（） １山东 警察学院基础部 ， ０１， ２ ０４济南 ； ２山东经济学院信 息管理学院， ０１， ５ ． ） ２ ０４济南， ５ ， 第一作 者 ４ 岁。 教授 ） ３ 女，
功能 ．
目 前双接 口智能卡有三种形式 ： 一是接触式智能卡 系统 与非接触 式智能卡 系统 仅仅 是物理 的组合到一 张卡片 中， 双方完 全独立 ； 二是接触式智能卡系统与非接触式智能卡 系统 彼此操作 独立 ， 但共享 卡内部 分存 储空 间； 三是接触式智 能卡 系统 与 非接触式智能卡系统完全融合 ， 由一个 ＣＵ运行同一个操作 系统 进行管理 ， Ｐ 内部状态 完全 相 同． 本文 所称 的双接 口智能 卡只
IC卡及COS简介
三宇数码科技（上海）有限公司于2003年成立，是一家专业生产各种卡片（会员卡、电信卡、刮刮卡、磁条卡、智能IC卡、可视卡），RFID技术开发及软件系统应用、推广和智能卡相关服务的日资企业，是日本理光授权的可以提供可视卡解决方案的少数几家国内公司之一，也是日本CSK软件公司的中国唯一代理商。
公司占地面积达3500平方米，员工100多人。
公司引进具有国际先进水平的制卡生产流水线，已获得了《集成电路卡注册证书》，并且通过了ISO9001:2008质量体系认证，从而提高了企业的产品质量和管理水平。
优秀的设计人才，科学先进的管理模式、完美的产品售后服务为公司的不断发展打下了坚实的基础。
公司的产品广泛应用于金融、电信、移动、社保、医疗、交通、驾驶员管理、旅游、商场、工商税务、安全控制等领域，受到各界的好评。
IC卡及COS简介IC卡（Integrated Circuit Card）也就是集成电路卡，是由法国人在70年代发明的。
国际标准组织（ISO）对IC卡的简单定义如下：一张镶嵌集成电路芯片的信用卡大小的塑胶卡片，并对于IC卡的物理和电器指标以及应用标准做出较详尽的规定～ISO7816。
IC卡的应用随着集成电路技术的飞速发展以及人们对于卡片的作用的认识逐渐成为关注的焦点。
自八十年代末，IC卡首先在欧洲大量使用，作为解决电信以及银行支付中存在的诸多问题的有效解决方案。
随后IC卡的作用被大多数人充分认识，在世界各地IC卡的应用成为了一种产业。
IC卡的应用领域也被大大扩展，目前IC卡主要应用在：（1）电信：作为GSM网络的用户识别卡～SIM卡，还作为公用电话收费卡～公用电话IC卡。
（2）银行：IC卡在银行支付行业的应用成为一种时尚，解决了磁条信用卡（银行卡）应用过程中存在的诸多问题。
有信用卡、扣帐卡、储值卡、电子钱包等多种应用。
（3）保险：IC卡作为管理社会保险以及商业保险的有效手段。
（4）付费电视：IC卡在付费电视方面的应用成为一种新的趋势。
智能卡操作系统COS详解
智能卡操作系统COS详解2篇智能卡操作系统COS详解（一）智能卡操作系统（Card Operating System，简称COS）是一种针对智能卡的操作系统，通常运行在智能卡芯片中。
智能卡操作系统的功能包括数据存储、应用程序管理、安全认证等方面，为智能卡提供了丰富的功能。
一、智能卡操作系统的结构智能卡操作系统通常由两个主要的层次组成：底层硬件抽象层（Hardware Abstraction Layer，简称HAL）和应用逻辑层（Application Logic Layer，简称ALL）。
底层硬件抽象层是COS与智能卡芯片硬件之间的接口。
它负责与芯片之间的通讯和数据传输，并提供一些基本的硬件功能，如内存管理、电源管理、时钟管理等。
HAL的主要目的是屏蔽底层硬件的细节，为ALL提供统一的接口。
应用逻辑层是COS的核心部分，它包含了各种应用逻辑和算法，并提供了访问智能卡资源的接口。
ALL负责管理智能卡上的应用程序，处理与应用程序之间的交互，并提供安全认证功能。
ALL可以根据不同的需求进行扩展，使智能卡能够支持不同的应用场景。
二、智能卡操作系统的功能1. 数据存储：智能卡操作系统可以在智能卡芯片中存储和管理各种数据，如身份证信息、银行卡信息等。
通过COS，智能卡可以实现高效的数据存储和访问，确保数据的安全性和可靠性。
2. 应用程序管理：智能卡操作系统可以管理并执行多个应用程序。
通过ALL，COS可以根据需要加载和卸载应用程序，确保智能卡上的应用程序能够高效运行。
3. 安全认证：智能卡操作系统提供了安全认证功能，可以保护智能卡中存储的敏感数据。
通过ALL，COS可以进行用户身份认证、数字签名等操作，确保智能卡的安全性。
4. 外部接口支持：智能卡操作系统可以通过各种外部接口与其他设备进行通信，如接触式/非接触式接口、USB接口等。
通过外部接口，COS可以与读卡器、电脑等设备进行数据交换，实现智能卡与外部系统的互联互通。
IC卡COS介绍
IC卡COS介绍一、基础知识IC卡从简单的存储器卡发展到带有微处理器的CPU卡，是人们对安全要求越来越高的必然结果。
COS是英文全称Chip Operating System(片内操作系统)的缩写。
从本质上说它是智能卡芯片内的一个监控软件，一般存放于ROM、部分E2PROM或Flash中。
COS的实现由四部分组成：文件系统（基础）、安全体系（重要）、通讯处理（辅助）、命令管理（接口）。
对任何一台计算机，操作系统是一个关键的支持平台（如Pentium机上的WIN’95操作系统，工作站上的UNIX操作系统）。
对智能卡来说，COS同样起着核心作用。
没有COS，卡片将不知道该做什么事情。
目前，对于卡内操作系统COS(Card O perating S ystem)，全世界没有统一的标准，是根据不同的应用对象定制的。
但COS的基本结构一般都要遵循ISO-7816/3/4/5的规定。
COS的完善与否决定着CPU卡的应用的广度和深度。
一般一种COS只针对于某种特定的应用，不同种类的智能卡，其COS的功能是有区别的。
例如法国Gemplus公司1989年生产的PCOS(Payment Chip Operating System)，采用3千字节ROM，8千字节EEPROM，主要应用于电子基金传输交易；德国G&D公司1994年生产的STARCOS，采用10千字节ROM，8千字节EEPROM，是支持多应用和多功能的大型COS；日本日立公司1995年生产出的HitachCOS，采用16千字节ROM，8千字节EEPROM，是一卡多用的大型COS；法国PHILIP公司1995年生产的DSCOS，采用3千字节ROM，1千字节EEPROM，是一个通用的小型COS；北京中钞同方智能卡有限公司1998年生产的中同卡ZTCOS，采用10千字节ROM，2千字节EEPROM，符合中国金融IC 卡规范，主要用于国内金融系统。
不同种类的COS 之间可能会有很大的差异，但它们的基本结构和必须具备的功能是一样的。
智能卡操作系统(COS)安全管理研究
个 重 要 原因 ，就 在于 它 能够 通过 它 的安 全 体系给 用 户提 供 一个 较 高的 安全 保 证 。安 全体 系 从概 念 上讲 主要 包 括三 个 部分 ：安 全状 态 、安 全属 性 和安
通 信 管 理 模 块 的功 能 是 依 据智 能 卡 所 使 用 的信 息 通 信传 输 协 议 完 成 的 。通信 管 理模 块对 由终端 读 写设 备 发 出的命 令进 行 接收 ， 同 时，把 对 该
本文 件Ｅ 来说 ，文 件体 则包 含 了用户 数据 或一 些智 能卡 的专用 数据 。 Ｆ
符合 智 能卡 规 范和 国际标 准 的智 能 卡 操作 系 统 ，主 要包 括 ４ 功 能 模 个
ＣＳ Ｏ 的文 件 系统 采用 的是 树形 层 次 结构 ，类 似 于Ｄ Ｓ 如 图２ Ｏ， 所示 。 在
ＣＳ Ｏ 中定义 了三 种文 件类 型 ：主文件 Ｍ Ｍ ￣ ｅ ｉｅ Ｆ（ ａ ｔ ｒ Ｆ ｌ ）、专 用文 件Ｄ Ｄ ｉ Ｆ（ ｅ
￡ 关键词】 智能卡
Ｃ Ｓ 安全管理 Ｏ 中图分类号：Ｔ ２ 文献标识 码：Ａ 文章编 号：１ ７ －７ ９ （０ ０ １ ０ ５ － ０ Ｐ ６ １ ５ ７ ２ １ ）０ ２ ０ ０ ２
０引膏
２文 件管 理
电子技术 的 快速 发展 推动 了智能 卡 的发展 ，而 智 能卡 的片 内操 作 系统
Ｃ Ｓ（ｈ ｐ Ｏｅ ａ ｉｇｇ ｓｅ ） 自然 成 为各 受 关注 的 焦点 ， 它是 根据 它 所 Ｏ Ｃ ｉ ｐ ｒｔ ｎ ｙ ｔｍ 服 务的智 能 卡的特 点而研 发 的 。Ｃ Ｓ Ｏ 的主 要 功能是 控 制智 能卡和 外部 的信 息 交 换 ， 管理 智 能 卡 内 部 的存 储 器 ， 并 在 智 能卡 的 内部 进 行 各种 命 令 的处 理 。其 中，与 智能 卡外 部 的信息 交换 是最 基本 的要 求 。 １Ｃ Ｓ 麓层 结构 ０ 功
COS详细解释
COS概述随着Ic卡从简单的同步卡发展到异步卡，从简单的EPROM卡发展到内带微处理器的智能卡(又称CPU卡)，对IC卡的各种要求越来越高。
而卡本身所需要的各种管理工作也越来越复杂，因此就迫切地需要有一种工具来解决这一矛盾，而内部带有微处理器的智能卡的出现，使得这种工具的实现变成了现实。
人们利用它内部的微处理器芯片，开发了应用于智能卡内部的各种各样的操作系统，也就是在本节将要论述的COS。
COs的出现不仅大大地改善了智能卡的交互界面，使智能卡的管理变得容易；而且，更为重要的是使智能卡本身向着个人计算机化的方向迈出了一大步，为智能卡的发展开拓了极为广阔的前景。
COS的全称是Chip Operating System(片内操作系统)，它一般是紧紧围绕着它所服务的智能卡的特点而开发的。
由于不可避免地受到了智能卡内微处理器芯片的性能及内存容量的影响，因此，COS在很大程度上不同于我们通常所能见到的微机上的操作系统(例如DOS、UNIX等)。
首先，COS是一个专用系统而不是通用系统。
即：一种COS一般都只能应用于特定的某种(或者是某些)智能卡，不同卡内的COS一般是不相同的。
因为coS一般都是根据某种智能卡的特点及其应用范围而特定设计开发的，尽管它们在所实际完成的功能上可能大部分都遵循着同一个国际标准。
其次，与那些常见的微机上的操作系统相比较而言，COS在本质上更加接近于监控程序、而不是一个通常所谓的真正意义上的操作系统，这一点至少在目前看来仍是如此。
因为在当前阶段，COS所需要解决的主要还是对外部的命令如何进行处理、响应的问题，这其中一般并不涉及到共享、并发的管理及处理，而且就智能卡在目前的应用情况而盲，并发和共享的工作也确实是不需要曲。
COS在设计时一般都是紧密结合智能卡内存储器分区的情况，按照国际标准(ISO ／IEC 7816系列标准)中所规定的一些功能进行设计、开发。
但是由于目前智能卡的发展速度很快，而国际标准的制定周期相对比较长一些，因而造成了当前的智能卡国际标准还不太完善的情况，据此，许多厂家又各自都对自己开发的COS作了一些扩充。
IC卡及COS简介
SmartCOS ®IC卡及COS简介IC卡（Integrated Circuit Card）也就是集成电路卡，是由法国人在70年代发明的。
国际标准组织（ISO）对IC卡的简单定义如下：一张镶嵌集成电路芯片的信用卡大小的塑胶卡片，并对于IC卡的物理和电器指标以及应用标准做出较详尽的规定～ISO7816。
IC卡的应用随着集成电路技术的飞速发展以及人们对于卡片的作用的认识逐渐成为关注的焦点。
自八十年代末，IC卡首先在欧洲大量使用，作为解决电信以及银行支付中存在的诸多问题的有效解决方案。
随后IC卡的作用被大多数人充分认识，在世界各地IC卡的应用成为了一种产业。
IC卡的应用领域也被大大扩展，目前IC卡主要应用在：（1）电信：作为GSM网络的用户识别卡～SIM卡，还作为公用电话收费卡～公用电话IC卡。
（2）银行：IC卡在银行支付行业的应用成为一种时尚，解决了磁条信用卡（银行卡）应用过程中存在的诸多问题。
有信用卡、扣帐卡、储值卡、电子钱包等多种应用。
（3）保险：IC卡作为管理社会保险以及商业保险的有效手段。
（4）付费电视：IC卡在付费电视方面的应用成为一种新的趋势。
（5）身份识别：有些国家已经开展了IC卡在出入境管理等方面的应用。
（6）门径控制：IC卡作为关键部门进出入管理方面的有效媒介。
（7）管理服务：利用IC卡的诸多特点，应用IC卡于政府部门的管理工作。
国内类似的应用有税务申报IC卡、工商企业管理卡等。
IC卡根据集成电路芯片的特性分为智能卡和存储卡。
智能卡的集成电路芯片是一个MCU（微控制单元）。
在单元里有ROM（用于存储指令代码）、RAM、EEPROM（作为用户数据存储）和CPU。
很多人又【1】深圳市明华奥汉磁卡系列有限公司北京市明华奥汉科技有限公司SmartCOS ®把智能卡称为CPU卡。
有关智能卡与外界交换信息的电气指标以及指令格式在ISO7816-3&4中有详细的规定。
CPU卡 COS技术-1
销毁
3.5.3 CPU卡操作系统COS
COS的全称是Chip Operating System（片内操作系统）
COS是一个专用系统而不是通用系统。不同卡内的COS
一般是不相同的。
1、COS的主要功能
– 控制智能卡和外界的信息交换 – 管理智能卡内的存储器，并在卡内部完成各种命令 的处理 – 要解决的关键问题是：文件操作和安全机制
几点说明
– 至此制作出来的卡片被称为“白卡”，卡片状态称为 “系统状态”，在这个状态下ROM中的COS将不起作用。 – 白卡通过销售交付到卡片发行商手中，发行商需对IC卡 进行传输密钥解禁和初始化工作才能投入实际应用。
传输密钥解禁 系统状态 用户状态
– 卡片进入“用户状态”后，将完全受COS的控制
6、卡的二次利用 – 如果回收的卡片还允许被二次利用的话，将旧卡就行 洗卡以后将进行二次发行。
– 洗卡以后的白卡可以再次进行卡片的初始化、应用的 建立和个人化操作，重新投入应用之中
CPU卡的生命周期状态图
卡片初始化
COS载入 新卡
传输密钥解禁
卡片个人化
白卡
发卡 应用
终止应用
卡片完好 二次利用
应用终止
读写设备 命令 应答
智能卡
传送 管理器
应用 管理器
安全 管理器
文件 管理器
2）应用管理器对接收到的每条命令中的参数进行 正确性的分析和检查
– 如果参数错误，将返回错误代码给传送管理器
– 如果参数正确，进入安全管理模块和文件管理模块。命令执行完 后，负责将应答数据返回给传送管理器
读写设备 命令 应答
和完整性保护）
支持多种安全访问方式和权限（认证功能和口令保护）
智能卡安全机制比较系列（六）TimeCOS
智能卡安全机制比较系列（六）TimeCOS 智能卡安全机制比较系列（六） TimeCOSTimeCOS是握奇公司推出的智能卡操作系统，也可以说是国内早期自己开发的为数不多的几款COS之一。
当然随着后来国内公司对于CPU卡开发的投入，其他公司的COS产品也纷纷推出。
其实从握奇的TimeCOS来看，早期的1.0版本和目前流行的TimeCOS版本之间在安全机制方面存在很大的差别。
TimeCOS1.0采用的是按位比较的状态机机制，也就是说TimeCOS1.0在内存中维护一个安全状态字节，这个字节的每个位分别对应一种安全状态，在初始情况下这个状态字节为00，只有通过外部认证或者是通过PIN的验证之后这个字节的某个位才能从0转变为1。
而某个文件或者应用的安全状态一般都需要这个安全状态字节的某些位必须被置1之后才能被访问或者操作。
这种模式简单易行，基本可以满足各种基本的应用需求。
但是在随后的TimeCOS版本中，握奇借鉴了StarCOS的安全机制模式，也采用前后顺序状态，以及状态数值之间的大小比较来确定安全状态是否被满足。
在握奇各种细分的COS版本中，基本上都采用了这种类StarCOS 的安全机制，其中包括：PBOC产品、PKI产品、PSAM产品等。
具体的实施方法是：卡片的内存中同样会有一个安全状态字节，不过这个字节的变化不是按位改变，而是由认证密钥（或者PIN）中预设的“后续状态”来直接指定，对于卡片中存储的任何一个密钥（含PIN）都有一个所谓的“后续状态”。
这个字节被划分为前后两个半字节，分别用来指出MF和当前DF 的状态。
卡片各种操作的权限的获得就是通过这个状态的转变来实现，该状态的取值范围是0到15，操作的权限用一个字节表示，分为左右两个半字节，其中左半字节和右半字节的取值均为0-15（0x0-0xF），可以表示为0xXY，如果当前DF的安全状态值V满足Y<=V<=X的条件，那么就获得了操作权限。
非接触智能卡金融应用操作系统SCOS的研究与实现的开题报告
非接触智能卡金融应用操作系统SCOS的研究与实现的开题报告题目：非接触智能卡金融应用操作系统SCOS的研究与实现一、选题背景及意义随着金融行业的快速发展，非接触智能卡技术已经被广泛应用于金融领域，如银行卡、电子钱包等。
因为非接触智能卡技术具有快速、安全、易操作等特点，被广泛接受和使用。
然而，非接触智能卡金融应用操作系统(SCOS)的研究和实现面临着一些困难和挑战，如资源有限、安全性要求高等问题。
因此，本课题旨在对非接触智能卡金融应用操作系统进行研究和实现，探索如何提高其资源利用率和安全方面的问题。
并通过模拟银行卡、电子钱包等金融应用来验证研究结果。
二、主要研究内容1. 非接触智能卡金融应用操作系统SCOS的概述2. 非接触智能卡金融应用操作系统SCOS的系统结构分析3. 非接触智能卡金融应用操作系统SCOS的关键技术分析4. 非接触智能卡金融应用操作系统SCOS的设计与实现5. 非接触智能卡金融应用操作系统SCOS的应用研究三、预期成果1. 提出一种有效的非接触智能卡金融应用操作系统SCOS的系统架构和关键技术方案，提高其资源利用率和安全性。
2. 实现一个可用的非接触智能卡金融应用操作系统SCOS原型，并进行应用验证。
3. 为相关领域的研究提供一定的理论支持和实践经验。
四、研究方法1. 调研现有的非接触智能卡金融应用操作系统SCOS的相关技术和应用。
2. 设计和实现系统架构，并分析其关键技术。
3. 进行实验验证和数据分析，比较不同设计方法的优缺点。
五、进度安排1. 第1-2个月：调研现有的非接触智能卡金融应用操作系统SCOS的相关技术和应用，撰写文献综述。
2. 第3-4个月：设计和实现系统架构，并分析其关键技术。
3. 第5-6个月：实验验证和数据分析，比较不同设计方法的优缺点。
4. 第7-8个月：完善系统原型，进行应用验证。
5. 第9-10个月：撰写论文并进行口头答辩。
六、可能遇到的困难及解决方法1. 资源有限。
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IC卡也叫集成电路卡（Integrated Circuit Card），是将一个专用的集成电路芯片镶嵌于塑料基片中，封装成卡。
根据嵌入芯片类型的不同，IC卡可分为不同类型，包括存储卡、逻辑加密卡、智能卡等。
不同的卡片造价不同，其功能也不同。
存储器卡，卡内的集成电路是电擦除可编程只读存储器EEPROM，它仅有数据存储功能，没有数据处理能力；存储卡本身不提供硬件加密功能，只能存储通过系统加密过的数据，很容易被破解。
逻辑加密卡，卡内的集成电路包括加密逻辑电路和电擦除可编程只读存储器EEPROM，加密逻辑电路在一定程度上保护着卡和卡中数据的安全，但只是低层次的防护，无法防止恶意的攻击。
CPU卡，只有带微处理器的IC卡才是严格意义上的智能卡。
卡内的集成电路包括中央处理器CPU、电擦除可编程只读存储器EEPROM、随机存储器RAM以及固化卡操作系统COS （Chip Operating System）的只读存储器ROM。
智能卡相当于一台没有显示器和键盘的微型计算机。
智能卡最基本的用途可归纳为：身份认证、数据载体、支付工具。
随着技术的发展和应用的普及，智能卡的用途会更加广阔，比如可作为一些设备的嵌入模块，可作为一些场合的专用模块等。
智能卡属于信息安全产品，其特点是体积小，便于携带；安全性好，存储的信息难以非法读取。
相对而言，软磁盘同样是信息载体，在便携性方面体积大、易损坏且不说，在安全性方面就明显不同了，别人拿到手很容易读出其中的信息，甚至不拿到手的情况下也可通过网络采取黑客等手段取得磁盘中的信息。
而智能卡内存放的信息，只有通过COS的安全控制，才能够读出，有的信息甚至在任何时候都不允许读出。
智能卡是由硬件和软件两部分构成，智能卡的硬件部分是集成电路，集成电路的外在形式是芯片，内部组成是各种功能的集成部件，包括CPU、RAM、EEPROM、ROM、等，不同的芯片，其硬件配置不同，功能也不同。
智能卡的软件部分是COS，COS是用户的应用程序与卡的交互界面，是卡内各硬件部件的总调度师，是卡的安全卫士，是实现各相关国际标准的基础。
COS通常都有自己的安全体系，它的安全性能通常是衡量COS的重要技术指标。
COS的功能包括：传输管理、文件管理、安全体系、命令解释，这是内部机理。
在外部使用来看就只是有触点的智能卡。
COS的开发，首先的解决传输管理问题，即I/O问题，智能卡通过触点（非接触卡是通过场与读写设备交换数据的，遵循的国际标准是14443）和读写设备交换数据的，就是对国际标准ISO7816-3的实现。
然后是文件管理，对各种类型的文件都要有一种访问机制，以存储用户数据，既要高效，又要安全。
COS的安全体系，是COS中的重要部分，是以密码算法为基础的，通过密码算法，
控制用户的权限，什么情况下允许外部对智能卡进行什么操作。
命令解释是对行业规范中的命令和智能卡专用命令的实现，一条命令有时是多种功能的综合体，命令解释部分要对命令作出解释，根据权限满足情况，控制各种功能的实现。
COS的评判，一方面是看功能实现情况，有没有按照应用行业的标准或规范，实现规定的指令，在功能方面是否存在隐患。
另一方面是看安全性，安全性是智能卡的重要方面，如果留有明显的安全漏洞，则COS是失败的。
一个好的COS还要有较高的运行效率。
安全性是COS的关键环节，COS创建一种安全体系，把这种体系的控制权以安全的方式移交给客户，不留任何后门，客户将利用这种安全体系保护用户数据。
一旦移交安全控制权，COS 的开发商也和别人一样，对智能卡上的数据智能靠合法权限进行操作，别无其他办法。
那么COS开发的难点就是这种提供客户使用的安全体系。
如果有人能够找到突破口，对智能卡内的数据进行非授权访问，则COS是失败的。
密码技术应用，是智能卡领域必然提及的问题。
密码算法不是信息安全的全部，但绝对是信息安全的重要基础之一，没有安全的密码算法，就绝不会有信息安全。
运用密码技术，可保护数据的机密性、完整性、可认证性、不可否认性。
所谓密码，就是利用一种算法，用特定的密钥对叫做明文的用户数据进行变形处理，这个变换的过程叫做加密，经加密的数据是不可识别的，称为密文，只有在合法情况下，用特定的密钥，以规定的算法对密文进行逆向变换，才可恢复出明文，逆变换的过程叫做解密。
现代密码学中，算法是公开的，需要保密的是密钥。
机密性的意思是，信息以密码的方式存储和传输，未被授权者看不懂其中的任何内容。
而得到合法授权者，必然拥有相应的密钥，可以用密钥经密码运算得到信息明文。
完整性的意思是，密码信息的各部分是相互关联的，具有不可篡改的特点，这是通过密码应用中的协议或校验实现的。
如果密码信息被篡改，则解密验证的过程中必然就会发现问题，就知道密文已经不可靠了。
可认证性是说，用户接收的信息后，能够确认信息来源。
不可否认性的意义在于，当发送者用某种密码发送出一份信息后，就已经无法否认他曾经发出该信息。
密码算法是多种多样的，主要有两大类密码算法，一类是对称密钥密码算法，如DES，IDEA，AES等，另一类是非对称密码算法，如RSA，DSA等。
智能卡的安全性，在于COS中对密码算法的使用，比如持卡人在卡终端上使用卡片，为了保护业主和持卡人双方的利益，应用系统中可设置双向认证过程，终端方面要检查卡片是否合法，卡片方面也要检查终端是否合法，这种检查过程叫做认证，在认证过程中就可以使用密码算法。
智能卡对终端的认证步骤可以是这样的，智能卡把一组随机数传送给终端，同时保存这组随机数，终端对随机数进行加密，把密文传送给智能卡，智能卡对密文进行解密，把得到的结果和保存的随机数进行比较，若一致，就可认定终端是合法的，若不一致，就可认
定终端是非法的。
这里面的道理是，合法的终端是知道认证所用的密钥的，这是应用系统约定好的，于是才可验证一致，而非法的终端没有得到授权，不知道认证密钥，认证不会通过。
这里有一个原理，即密码算法的单向性，已知算法、密钥、明文，计算密文很容易。
但是反过来计算就很难了，已知算法、明文、密文，是计算不出密钥的。
智能卡的资源很有限，远比不上PC机的处理能力，要在智能卡内部实现各种密码算法和相关协议，需要细致的优化，否则运算效率太低或根本没有可用性。
智能卡是如何生产的，由谁生产的？这可以从智能卡的生产过程中知道。
智能卡生产中的过程之一就是芯片制造，芯片制造是半导体厂家在集成电路生产线上通过特定的制造工艺进行大批量的芯片生产，生产出的是未定型的芯片。
芯片的制造，意味着巨额资金的投入、尖端技术的应用、风险的承担。
COS开发商从半导体厂家订制智能卡芯片的过程，是把半导体厂商生产的芯片和COS开发商生产的COS结合起来的过程，这个过程叫做掩膜，是在半导体厂家完成的，就是把COS代码批量烧进芯片中集成的ROM中。
生产出来的是定型了的产品。
所以在智能卡领域，半导体厂商是芯片的供应商，半导体厂商的直接用户是COS开发商。
半导体厂商提供的芯片是智能卡的硬件部分。
而COS开发商是智能卡产品的供应商，提供给用户的是智能卡产品。
智能卡供应商还要把定型了的芯片封装成模块，这个过程叫做模块封装，是在模块封装厂完成的。
有的COS开发商有自己的模块封装厂，有的COS开发商要委托选定的模块封装厂进行模块封装。
根据ISO7816标准，用于卡片产品的模块有8个触点。
制卡是智能卡生产的又一个步骤，是按客户的要求印制塑料基片，即卡基，然后把模块镶嵌到卡基上，制成智能卡，制卡是在卡厂完成的。
之后还要进行卡片初始化，卡片初始化是设置卡片的基本参数及安装卡片传输密钥，这是根据客户的需要进行的。
智能卡供应商的直接客户是发卡机构、运营商或业主、系统集成商，他们集成自己的应用系统，形成一定规模的智能卡应用环境，向智能卡供应商定购智能卡，把智能卡做个人化处理，然后发放到持卡人手里，投入使用，智能卡的最终用户是持卡人。
那么，谁来开发COS呢？
COS的研发是复杂的工程，非专业厂家无需自行开发COS，即使是大的智能卡用户、系统集成商、芯片供应商，也是一样。
原因在于：
1COS属于系统软件，从开发到投放市场，需要长期的测试、修改完善过程，还得通过权威机构的认证；在我国，推出智能卡产品首先需要应用行业的测试认可，比如中石化的加油卡、银行的金融卡等都有专门的行业标准，而且还需要国家密码管理委员会办公室的安全认证，被认可为定点生产或定点销售的单位，才可进行智能卡的生产或销售。
2COS的体系结构和智能卡的安全性直接相关，在具有稳定的开发团队和多年的经验积累条件下，才能够开发出合格的COS，其中包括各种攻击和反攻击的经验积累以及抵抗
攻击的措施。
3正式的智能卡产品必须是硬掩膜的，每种容量、每个版本都需要做掩膜，费用不菲。
智能卡芯片技术的不断发展要求COS也要不断升级，不是专业开发商则难以跟踪潮流。
4智能卡行业是典型的规模型高科技产业，每年没有数千万张以上的销量，开发COS 得不偿失。
世界著名的半导体厂商一般都不推广自己的COS，而是依靠COS开发商将其智能卡芯片推向市场。
因此目前，国内只有介入智能卡行业较早的专业开发商因为经验积累丰富，产品成熟稳定，市场份额较大，才能在技术上达到国际先进水平，与国外的COS相抗衡。