ISO 7816规定了Smart Card的传输协议分为
T=0 异步半双工字符传输协议
T=1 异步半双工块传输协议
T=0命令介绍
命令总是由接口设备启动,他以一个5字节的报头通知卡要做什么,然后等待卡发回的控制字节 ,并且允许在卡发出的过程字节的控制下传输数据字节。
命令报头:
接口设备通过5个连续字节传送报头,这5个字节分别指定为CLS, INS, P1, P2, P3
CLS:指令类别
INS:指令代码(最高有效的半字节不能为‘6’或‘9’)
P1,P2:INS的参数
P3:要传输的数据字节的数目,在输入数据的传输命令(执行时数据进入卡),P3=0表示没有数据字节;在输出数据的传输命令(执行时卡传出数据),P3=0表示传出256字节的数据。
在传出5个字节的报头之后,接口设备会等待卡返回一个过程字节或者状态字节。
过程字节指明了终端需要采取的下一步操作。
过程字节编码
字节 | 值 | 动作 |
ACK | 与 INS 相同 | 终端传输所有剩余的字节到UICC或者终端准备接收从UICC发送的所有剩余字节 |
与 INS 补码相同 | 终端传输下一个字节到UICC或者终端准备接收从UICC发送的下一个字节 | |
SW1 | ‘61’ | 终端需要等待第二个过程字节然后发送GET RESPONSE指令给UICC。 |
‘6C’ | 终端需要等待第二个过程字节然后迅速重发前一个命令头到UICC。 | |
NULL | ‘60’ | 没有数据需要传输,终端只需等待过程字节。这个行为提供了额外的工作时间。 |
经过以上动作后,终端需要再次等待进一步的过程字节或者状态字节。
状态字节:
状态字SW1, SW2用来表示命令结束时UICC的状态,正常结束时的状态为SW1,SW2="90 00"
字节 | 值 | 动作 |
SW1 | "6X"或者"9X"(除了"61","6C"和"60") | 终端需要等待第二个状态字SW2。 终端需将状态字和相关的数据发动到应用层,并等待下一个C-APDU |
当SW1的最高有效半字节等于6时,SW1的含义是与应用无关的
“6E”卡不支持指令类型
“6F”没有给出准确的诊断
“6D”指令代码没有被编程或者无效
“6B”参考错误
“67”长度错误
其他值保留将来使用。6E和6D表示卡不支持指令,其余的表示卡支持该指令,但是出现别的错误
T=1命令介绍
块传输协议在复位应答(冷复位/热复位)或者一个成功的PPS交换后发起。
交互是在终端向UICC发送数据块时开始。然后终端与UICC交替发送数据块。
一个数据块是用于发送的最小的数据单元,可以包含应用数据或者传输控制数据。在处理接收到的数据前,有必要对接收的数据进行check。
数据块的结构成为块帧,块由下列域构成
起始域:(强制性)包括节点地址字节,协议控制字节,长度字节
信息域:(非强制性)由0-254个字节组成
终止域:(强制性)包括1或2个字节
块帧的结构
起始域 | 信息域 | 终止域 | ||
NAD | PCB | LENGTH | INF | EDC |
1字节 | 1字节 | 1字节 | 0-254字节 | 1或2字节 |
起始域
1、节点地址字节(NAD):
节点地址字节是用来标示块的源和期望的目的的字节,可用于区分同时存在的多个逻辑链接
b8 | b7 | b6 | b5 | b4 | b3 | b2 | b1 |
unused | DAD | unused | SAD |
b1-b3指明源节点地址,b5-b7指明目标节点地址,b4和b8用于标示VPP控制状态,未使用时设为0。
由终端发送第一个块时,就基于NAD中的DAD和SAD地址建立了一个逻辑关系。后续的块中包含的相同DAD&SAD对,并且具有相同的逻辑关系。
2、协议控制字节(PCB):
所有控制传输的数据信息都由协议控制字节来进行传输。PCB的编码指定了数据块的类型,T=1协议支持3中类型的数据块
Information-block(I-block 信息块):用于传输C-APDU和R-APDU
Receive ready-block(R-block 接受准备块) : 用于传输确认信息(ACK)
Supervisory-block(S-block 管理块):用于传输控制信息
编码细节:
Information-block
b8 | b7 | b6 | b5 | b4 | b3 | b2 | b1 |
0 | Sequence number, N (S) | Chaining more data bit , (M) | RFU |
Receive ready-block
b8 | b7 | b6 | b5 | b4 | b3 | b2 | b1 |
1 | 0 | 0 | Sequence number N | …… |
b4 -b1
0000:无差错
0001:EDC或奇偶校验错误
0010:其他错误
XXXX;RFU
Supervisory-block
b8 | b7 | b6 | b5 | b4 | b3 | b2 | b1 |
1 | 1 | X | …… |
b5-b1
00000:二次同步
00001:信息域
00010:中断
00011:额外的BWT(WTX)
00100:VPP状态错误
XXXXX:RFU
b6:用于表明是请求(b6=0)还是响应(b6=1)
例如:
b6-b1
100000:二次同步响应
000000:二次同步请求
100001:IFS响应
000001:IFS请求
100010:中断响应
000010:中断请求
3、长度
长度用于指示该块的信息域中传输的字节数,长度取值范围由0-254, “00”表示不存在信息域,“01”-“FE”表示要
传输的信息域的字节数,“FF”RFU。
信息域
信息域(INF)是可选的,并且其取值依赖于块的类型。
块类型 | INF域 |
I-block | 用于传输R-APDU和C-APDU |
R-block | 不存在INF |
S-block | 传输应用无关的信息 •通过WTX调整IFS时需要INF •在一个指示VPP状态出错或者管理联终止或者再同步的S块中,不需要INF |
终止域
终止域包含了错误检测码(EDC),协议定义该域可以为LRC校验(纵向冗余校验)或者CRC校验(循环冗余校验)
LRC长度为一个字节,CRC长度为两个字节
LRC值与块中所有数据进行异或运算时结果都为0。
附:
Chaining(链接)
链接允许UICC或者终端接收长度超过IFSC和IFSD的数据块。当信息的长度超过IFSC或者IFSD时,在传输时,该信息会被分割为多个部分,每个部分的长度都<= IFSC或者IFSD,并在I-block中通过Chaining模式发送。
PCB字节中I-block类型中的M位控制了Chaining模式
M=0:该block不与下一个block进行链接
M=1:该块需要与下一个block进行链接,他们同属于一个I-block。