目录
[1. 引言](#1. 引言)
[1.1 FM1208 CPU卡芯片](#1.1 FM1208 CPU卡芯片)
[2. FM1208 CPU卡芯片概述](#2. FM1208 CPU卡芯片概述)
[2.1 FM1208及其在智能卡中的作用](#2.1 FM1208及其在智能卡中的作用)
[2.2 FM1208功能框图](#2.2 FM1208功能框图)
[7.1 DES/Triple DES加密算法](#7.1 DES/Triple DES加密算法)
[7.2 相互认证](#7.2 相互认证)
1. 引言
1.1 FM1208 CPU卡芯片
FM1208是一款由中国上海复旦微电子股份有限公司（Fudan Microelectronics Group, FMG）开发的CPU卡芯片。它是一款集成电路（IC）芯片，主要用于智能卡中，提供了较高的安全性和功能性，广泛应用于多种智能卡应用领域，如金融支付、身份验证、门禁控制、电子政务和健康医疗等。
2. FM1208 CPU卡芯片概述
2.1 FM1208及其在智能卡中的作用
FM1208具备多个创新点及产品优势，并获得了国家多项专利技术。以下是FM1208及其在智能卡中的作用的详细介绍：
技术先进性：
FM1208采用的工艺技术和设计使其在智能卡领域具有技术先进性。它拥有64K Byte EEPROM的大容量存储，支持多种应用如公交结算、小额支付等金融行业，实现一卡多种应用。
高安全性：
芯片内置硬件DES协处理器，提供比普通卡片更高的安全性。芯片和COS（卡片操作系统）的协同安全技术为CPU卡提供了双重的安全保证，有效防止金融交易中的数据错误和保护消费者交易的私密性、安全性及个人利益。
可兼容性：
FM1208符合ISO14443 Type A标准和ISO/IEC 7816-5，具备广泛的兼容性。它可以兼容现有的非接触逻辑加密卡，如市场上广泛应用的S50等，适合非接触逻辑加密卡应用平滑向非接触CPU卡应用的过渡。
广泛应用性：
FM1208设计用于国内公交、高速、校园、城市一卡通及小额消费、电子钱包等领域。具有大容量、高安全性，适合多应用及小额电子钱包应用，已在多个城市大面积推广。
操作系统：
FM1208搭载的FMCOS操作系统符合ISO 7816系列标准及《中国金融集成电路（IC）卡规范》，适用于多种应用领域，特别是在金融领域。FMCOS支持多种加密算法，具备线路加密和线路保护功能，支持在一张卡上实现多个不同的应用。
功能模块：
FMCOS由传输管理、文件管理、安全体系、命令解释四个功能模块组成，提供数据传输的安全性和文件的快速访问。
典型应用领域：
FM1208的典型应用领域包括城市公交、一卡通、高速公路卡、小额消费卡、校园卡、金融支付电子钱包、身份认证等。
技术指标：
FM1208是单界面非接触CPU卡，支持ISO14443 TypeA协议，工作频率为13.56MHz，CPU指令兼容通用8051指令，内置8位CPU和硬件DES协处理器，具有较高的数据传输速率和安全性。
FM1208的这些特性使其成为智能卡市场中的一个强大竞争者，尤其适合于对安全性要求高的金融支付和身份认证等应用。
2.2 FM1208功能框图
FM1208包括模拟电路、数字电路和存储器。整体功能框图如下：
图2-1 FM1208功能框图
3.FM1208的技术规格
- CPU：
内置8位CPU，指令兼容通用8051指令。
- 存储器：
程序存储器：32K x 8bit ROM。
数据存储器：8K x 8bit EEPROM。
内置RAM：256 x 8bit iRAM和384 x 8bit xRAM
- 输入/输出接口：
支持ISO 14443-A通信协议，工作频率为13.56MHz。
数据传输速率支持高达106Kbps。
- 安全性能：
内置硬件DES协处理器，支持Triple-DES加密。
具备反电源分析模块和高低频检测复位模块。
- 工作距离：
工作距离不小于10CM。
- 电源与复位：
具备低压检测复位和高低频检测复位功能。
- 耐用性：
EEPROM满足10万次擦写指标。
EEPROM满足10年数据保存指标。
- 处理时间：
识别一张卡的时间约为3ms（包括复位应答和防冲突）。
EEPROM擦写时间约为2.4ms。
典型交易过程小于350ms。
- 封装类型：
成卡产品外型尺寸符合ISO7810 5.1.1标准，封装包括XOA2模块和成卡。
- 极限参数：
详细极限参数可在附录中查看，包括模块极限参数和成卡极限参数。
- 管脚功能：
详细参数请查看附录。
4.FM1208工作流程
FM1208 CPU卡芯片的工作流程涉及到卡片的初始化、认证、数据读写和交易处理等环节。以下是FM1208 CPU卡芯片的一般工作流程：
图4-1 FM1208工作流程
整个流程展示了从卡片被激活到完成交易处理的各个阶段，每个状态和步骤都是卡片与读卡器之间通信和数据交换的基础。这个流程确保了卡片的安全性和数据的完整性，是智能卡技术中的一个关键组成部分。
5.ＦＭ1208文件结构
FM1208智能卡芯片的文件结构遵循智能卡行业标准ISO/IEC 7816-4，该标准定义了智能卡中文件和数据元素的组织方式。FM1208的文件系统通常包括以下几种类型的文件：
- 主文件（Master File, MF）：
这是智能卡的根文件，包含了其他所有文件和目录。
- 目录文件（Directory File, DF）：
DF用于组织和包含其他DF或数据文件（EF）。它们可以构建一个树状结构，用于逻辑上分组相关数据。
- 数据文件（Elementary File, EF）：
EF用于存储实际的数据记录，如交易数据、用户信息等。它们可以是二进制数据、循环数据或记录数据格式（定长或者变长）。
图5-1 ＦＭ1208文件结构
智能卡的文件系统允许复杂的数据组织，同时保持数据的安全性和访问控制 。每个文件都有其唯一的文件标识符（FID） ，并且可以根据需要设置不同的安全属性和访问权限 。这种结构使得智能卡可以支持多应用环境，每个应用都有自己的数据空间和操作逻辑。
6.FM1208与其他智能卡技术的比较
图6-1 技术对比图
7.FM1208安全特性
FM1208的安全特性是其主要卖点之一，特别是在需要高安全级别的应用场景中。以下是FM1208的一些关键安全特性，包括其加密算法和安全认证过程：
图7-1 FM1208安全特性
7.1 DES/Triple DES加密算法
DES实现过程如下：
明文 (Plaintext) + 密钥 (Key) -> DES加密 -> 密文 (Ciphertext)
3DES实现过程如下：
明文 (Plaintext) + K1 -> DES加密 -> 密文1 (C1)
密文1 (C1) + K2 -> DES解密(反向加密) -> 密文2 (C2)
密文2 (C2) + K3 -> DES加密 -> 最终密文 (Final Ciphertext)
需要值得注意的是，3DES第一次加密，然后第二次解密，倘若密钥一样，则会和DES实现效果一样，可见3DES拥有向后兼容性。
图7-2 简单加密算法介绍
7.2 相互认证
图7-3 读卡器与ｃｐｕ卡片的相互认证
8.未来发展和创新
图8-1 发展与创新
8.附录
相关开发资料：
链接：https://pan.baidu.com/s/1xZR3P-FD8UUN_zodSqEHLw?pwd=0520
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