CPU卡与SAM卡原理
常见卡片与国密CPU卡应用于门禁系统比对
采用国密非接触IC卡门禁系统的技术方案门禁系统现状及存在问题非接触IC卡的种类及相关标准国密非接触IC卡密钥系统国密非接触IC卡发行机制国密非接触IC卡门禁系统方案门禁系统现状及存在问题门禁系统采用的门禁卡分为两类：125KHZ的低频只读卡、的高频读写卡。
125KHZ的低频只读卡，与普通磁卡类似，明码格式，无需要破解，用通用编程器可仿制卡号。
早期技术，安全性差。
属于淘汰技术，通常用于安全性要求不高的小区，不适用于涉密单位。
而部机关采用的门禁卡正是此卡。
的高频读写卡，属于卡，可以理解为带口令的U盘，由口令来保护卡类数据，安全级别中等，通常用来做为小额电子钱包、身份识别卡。
此次被破解的Mifare 1卡属于此类的一种，在也有采用。
因此门禁系统存在安全隐患！非接触IC卡的种类及相关标准在讨论如何消除目前的隐患前，我们先总结一下非接触IC卡的技术总体现状。
非接触IC 卡已彻底取代磁卡，成为自动识别卡片的主流。
非接触IC卡按照频率，可以划分为四类。
如表所示。
125KHZ的低频只读卡，出现在1979年，这些低频卡的ID号存储介质是EEPROM，具有电擦写功能，可反复多次写入，因此ID号极易伪造，且无相关的国际标准。
超高频、微波卡是近几年的新产品，读卡最大距离达10m。
相关ISO/IEC 18000国际标准没有最终完成。
高频读写卡，是应用最广泛的，诞生于1993年，此后不断发展，产品线不断丰富。
根据读卡距离不同，分为两个标准，ISO/IEC 14443标准、ISO/IEC 15693。
ISO/IEC 14443最大距离为10cm，ISO/IEC 15693标准非接触IC卡最大距离为100cm。
非接触IC卡工作频率为，比通常125KHZ的低频卡传输速率快100倍。
ISO/IEC 14443根据信号调制方式不同，分别有TYPE A、TYPE B两个分支，分为3DES卡、国密卡两大类。
Mifare卡是符合ISO/IEC 14443 TYPE A的卡，存储空间为1K字节。
IC卡、M1卡、CPU卡、SAM卡、PSAM卡的联系与区别
IC卡、M1卡、CPU卡、SAM卡、PSAM卡的联系与区别一、技术方面（非接触式IC卡）1、逻辑加密卡又叫存储卡，卡内的集成电路具有加密逻辑和EEPROM（电可擦除可编程只读存储器）。
2、CPU卡又叫智能卡，卡内的集成电路包括中央处理器（CPU）、EEPROM、随机存储器(ROM)、以及固化在只读存储器（ROM）中的片内操作系统(COS)，有的卡内芯片还集成了加密运算协处理器以提高安全性和工作速度，使其技术指标远远高于逻辑加密卡。
3、CPU卡由于具有微处理功能，使得在交易速度以及数据干扰方面远远高于逻辑加密卡，且允许多张卡片同时操作，具有防冲突机制。
4、两者在技术方面的最大区别在于：CPU卡是一种具有微处理芯片的IC卡，可执行加密运算和其它操作，存储容量较大，能应用于不同的系统；逻辑加密卡是一种单一的存储卡，主要特点是内部有只读存储器，但存储容量较CPU卡小，使其在用途方面没有扩展性。
二、保密方面（非接触式IC卡）1、逻辑加密卡具有防止对卡中信息随意改写功能的存储IC 卡，当对加密卡进行操作时必须首先核对卡中密码，只有核对正确，卡中送出一串正确的应答信号时，才能对卡进行正确的操作，但由于只进行一次认证，且无其它的安全保护措施，容易导致密码的泄露和伪卡的产生，其安全性能很低。
2、由于CPU卡中有微处理机和IC卡操作系统（COS），当CPU卡进行操作时，可进行加密和解密算法（算法和密码都不易破解），用户和IC卡系统之间需要进行多次的相互密码认证（且速度极快），提高了系统的安全性能，对于防止伪卡的产生有很好的效果。
综上所述，对于逻辑加密卡和CPU卡来说，CPU卡不仅具有逻辑加密卡的所有功能，更具有逻辑加密卡所不具备的高安全性、灵活性以及支持与应用扩展等优良性能，也是今后IC 卡发展的主要趋势和方向。
三、CPU卡安全系统与逻辑加密系统的比较众所周知，密钥管理系统（Key Management System），也简称KMS，是IC项目安全的核心。
SAM卡概述
第一个问题：为什么要用SAM？究竟谁最开始使用SAM这个词，已经无从考证，能够确认的是：这个世界上先有了PSAM，然后才有了SAM。
由于网络状况的原因，或者是应用环境的要求，使用IC卡作为支付介质的系统里面，消费环境不能在每次交易的时候，都做到实时与后台相连接认证IC卡的合法性以及交易完全性。
因此，一种我们目前已经认可的交易模式——“电子钱包脱机消费”产生了。
即便目前通讯技术发展到已经不存在技术障碍，在权衡风险、代价、方便性等等，我们还是要继续使用并发扬光大脱机消费这样一个模式。
由此，就需要对发生交易的终端有所要求，一是能够鉴别IC卡的真伪，再者需要能够保证交易的合法性与安全性，本着不把终端制造商拉下水的目的，于是，坚持一个原则：终端设备与系统安全机制别离，即所有有关安全性的因素，都放置到一个叫PSAM卡里面，由系统发行方来发行管理。
没有PSAM卡的消费终端，相当于没有SIM卡的，安装PSAM 卡以后，该消费终端就获得了系统运营商的许可，有权鉴别卡片的真伪，有权从卡上的钱包扣款。
因此，PSAM的解释为：销售点终端安全存取模块〔Purchase Secure Access Module〕。
上述最初起源自金融领域IC卡电子钱包支付系统中的消费应用。
在迅猛发展，并极具想象力的IC卡行业，PSAM的应用模式很快得到了延伸，去掉了P 〔Purchase〕的限制之后的SAM〔Secure Access Module〕，被用于很多模式中，变成了“各种终端内嵌入的、认证及存储所有安全数据与敏感信息的设备”。
SAM 是一个统称，SAM可以是一张标准尺寸的IC卡大小，更多的时候还是符合ISO/IEC 7810里面ID-000标准的小卡形状，也可以是一个DIP8或者SOP8/16封装的IC集成电路形状。
如同印章一样，放一个SAM到一个通用的设备里面，说明运营商获得这个设备的控制权和所有权，才能完成该终端赋予的各种功能。
非接触式IC卡种类详解
非接触式IC卡详解一、非接触式IC卡种类IC卡（按接口方式：接触式，非接触式，双界面卡）；（根据内嵌IC：存储器卡，逻辑加密卡，CPU卡）1、逻辑加密卡非加密存储器卡：卡内的集成电路芯片主要是EEPROM，具有数据存储功能，不具有数据处理功能和硬件加密功能。
逻辑加密存储卡：在非加密存储卡的基础上增加了加密逻辑电路，加密逻辑电路通过效验密码方式来保护卡内的数据对于外部访问是否开放，但是是低层次的安全保护，无法防范恶意性的攻击。
2、CPU卡也称智能卡，卡内的集成电路中带有微处理器CPU、存储单元（包括随机存储器RAM、程序存储器ROM(FLASH)、用户数据存储器EEPROM）以及芯片操作系统COS。
装有COS 的CPU卡相当于一台微型计算机，不仅具有数据存储功能，同时具有命令处理和数据安全保护等功能。
3、双界面卡◆双界面卡定义双界面CPU卡(TimeCOS/DI)是基于单芯片的、集接触式与非接触式接口为一体的智能卡，这两种接口共享同一个微处理器、操作系统和EEPROM。
卡片包括一个微处理器芯片和一个与微处理器相连的天线线圈，由读写器产生的电磁场提供能量，通过射频方式实现能量供应和数据传输。
◆产品型号目前，TimeCOS/DI卡有两种：一种是基于飞利浦公司的Mifare PRO—MF2ICD80双接口芯片开发的，其接触部分符合ISO7816和《中国金融集成电路IC卡规范》的要求，非接触部分符合ISO14443规范中的TYPE A类标准。
另一种是即将推出的基于西门子公司的SLE66CLXX系列双接口芯片开发的，接触部分符合ISO7816和《中国金融集成电路IC卡规范》，非接触部分支持ISO14443—TYPE A或TYPE B的双界面卡。
卡片容量有8K BYTE 、16K BYTE可选。
◆产品参数芯片技术性能参数双界面卡的优势i) 一卡多用、一卡通用：卡片支持多应用：一张卡片可以集成多个不同应用多行业、多应用同时发卡。
智能卡知识培训材料
3. CPU 卡： 卡中的集成电路包括中央处理器 CPU、EEPROM、随机存储器 RAM 以及固化在只读存储器
ROM 中的片内操作系统 COS(ChiPOperatingSystem)。应该说只有 CPU 卡才是真正意义上的智 能卡。通俗地讲就是指芯片内含有一个微处理器，它的功能相当于一台微型计算机。CPU 卡的使用相对简单点，因为都是按统一标准制作的，命令也都很相似。
卡中的集成电路芯片在 EEPROM 存储器外增加了安全及控制逻辑，一般在访问存储区 之前需要核对密码，只有密码正确，才能进行存取操作，为了防止卡片的非法使用，一般都 有错误计数器来限制核对密码的次数。这类卡的保密性较好，使用与普通存储器卡相类似， 现在的使用非常广泛。典型的比如：4442，4428，102，1604 等
顾名思义这种卡包括了接触式和非接触式两种使用方式。即可以使用接触的芯片触点和 读写设备进行通讯，也可以通过卡片上非接触的电路和非接触式读写设备进行通讯。例如大 连城市一卡通系统，发行大连“明珠卡“，使用的就是双界面卡，用户即可以使用在接触式 的充值机上充值，又可以在公共汽车上方便的刷卡。还可以用于以后的城市公共事业领域的 水电气表收费、金融支付、购物等等。
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一、智能卡的来源和发展 IC 卡的概念是 70 年代提出的,法国 BULL 公司首创 IC 卡产品, 使集成电路芯片嵌入一张 PVC
之类的材料制成的卡内变成了现实，这就是今天人们所说的 IC 卡。并将这项技术应用到金融,交通,医疗, 身份证明等多个方面.IC 卡的核心是集成电路芯片,一般为 3um 以下半导体技术制造.IC 卡具有写入数据 和存储数据的能力.IC 可存储其中的内容根据需要可以有条件的供外部读取,或供内部信息处理和校验 用.智能卡的名称来源于英文名词“Smart card”，又称集成电路卡，即 IC 卡(Integrated Circuitcard)。它将 一个集成电路芯片镶嵌于塑料基片中，封装成卡的形式
CPU卡密钥管理
CPU 卡密钥管理随着CPU 卡价格的下降、各方对加密性要求的不断提高以及智能燃气表用户的增多，部分IC 卡燃气表厂商在探讨将CPU 卡应用于燃气表。
通过选择带CPU 的智能型IC 卡，利用片内CPU 的运算能力和监控程序，将国际通行的各种加密算法（如DES 、RSA 等）应用于卡片的加密处理，使IC 卡的安全性能达到相当高的水平。
CPU 卡以其加密性能好、并且具有很好的兼容性、可扩充性、规范性、方便与金融系统接轨等优点，目前已有取代逻辑加密卡而广泛应用于市场的趋势。
CPU 卡采用密钥管理机制，认证过程通过加密算法动态运行，在实际应用中被破译或攻击的可能性很小。
现在越来越多的表中安装SAM 模块，安全性由CPU 卡与SAM 模块相互认证完成，与生产厂家无关。
安全存取模块（SAM ）实际上也是CPU 卡，是将CPU 卡芯片封装成模块形状。
SAM 由管理部门进密钥初始化后提供给燃气表生产厂商安装，也可由燃气管理部门在智能表使用前对SAM 模块进行初始化。
同时，用户CPU 卡也装入相同的密钥，由用户卡与SAM 模块进行双向的密钥认证。
一、 IC 卡的密码学密码系统的基本工作方式：把一个原本的消息（原文）通过加密算法和加密密钥转换成编码的消息（密文）。
密文可由解密算法和解密密钥还原成原文。
根据现代密码学的观点，人们已习惯于把加密算法制订为标准并公开。
故系统的秘密通常保留在密钥上。
密码系统可分为不同的两类，即对称密钥系统（保密密钥系统）和非对称密钥系统（公开密钥系统）。
1、 对称密钥系统对称算法是用同一个密钥来加密和解密。
这一类中最广泛使用的是DES 分组加密算法以及3-DES 算法，它把传统的代替法和换位法进行多次组合，利用分散和错乱的相互作用得出了密码强度很高的密文。
DES 是目前最流行、最实用的加密算法，保持着最活跃的生命力。
但随着信息技术的突飞猛进，也逐渐暴露出它的一些不足：☐ 密钥的管理和分配问题：对于一个有n 个用户的网络，需实现两两加密互通，需n •(n-1)÷2个密钥。
CPU门禁系统讲解课件
国内外M1卡市场情况
全球销售约20亿张M1卡 全球M1机具超过7百万台 2008年中国M1市场销售总量约1.5亿张
何去何从？
ID技术
国外技术
国产技术
CPU卡安全性优势
CPU卡：真正意义上的智能化非接触式，CPU卡内具有中央处 理器（CPU）、随机存储器（RAM）、程序存储器（ROM）、数据存 储器（EEPROM）以及片内操作系统（COS），CPU卡不仅仅是单一的 非接触卡，而是一个带有卡片操作系统（COS）的应用平台，装有 COS的CPU卡相当于一台微型计算机，不仅具有数据存储功能，同时 具有命令处理、计算和数据加密等功能。
SAM卡是一种具有特殊性能的CPU卡，用于存放密钥和加密算法，可 完成交易中的相互认证、密码验证和加密、解密运算。
发卡时，将主密钥存入SAM卡中，由SAM卡中的主密钥，对用户卡的 特征字节加密生成子密钥，将子密钥注入用户卡中。使每张用户卡内 的子密钥都不同。
安全门禁读卡器
技术参数：
支持卡片：CPU卡（符合ISO14443标准） 应用环境：用于门框、竖框和其它狭窄空间上 读卡距离：40mm 安全芯片：PSAM卡/SAM模块 密 钥：自定义密钥,长度128位 安 全：卡和读卡器之间采用安全算法进行加密 输出格式：支持多种输出格式 防拆探测：支持
加密传输
M1卡
M1卡的三次认证及输入加密传输等安全特性指的是M1卡与 RC500等NXP基站芯片（或兼容芯片）之间的认证和加密.这个
算法和机制被破解.
常用的伪造方式
针对单一卡片的伪造/变造包括以下三种常用情况：
伪造的核心是利用算法弱点!
M1事件的影响
2008 年8月，荷兰内务部命令对M1系统的安全性进行重新评估。 欧洲部分重要工程受影响停工。
由M1卡破解带来的危险以及应对方法word文档
由M1卡破解带来的危险以及应对方法一、CPU卡有效防范M1卡算法破解的比较好的解决方案就是升级改造。
并逐步将M1逻辑加密卡替换为CPU卡。
CPU卡拥有独立的CPU处理器和芯片操作系统，可以更灵活的支持各种不同的应用需求，更安全的设计交易流程。
当CPU卡进行操作时，可进行加密和解密算法，算法和密码都不易破解。
用户卡和系统之间需要进行多次的相互密码认证（且速度极快），提高了系统的安全性能，对于防止伪卡的产生有很好的效果。
CPU卡和逻辑加密卡是完全不同的两种卡片，它们的认证机制完全不同。
CPU卡由于内部具有CPU处理器和操作系统COS，认证的过程完全是在用户卡与SAM卡之间进行的，认证过程中传送的是随机数和密文，读卡器基站芯片只是一个通讯通道；认证过程不能复制；使用的算法是公开算法，其安全性是基于CPU卡对密钥的保护而非对算法的保护。
密钥在用户卡和SAM卡内都不能读出，而且密钥的安装是通过密文进行，系统上线后即使是发卡人员和开发人员也无法得到密钥明文，从根本上保证了系统的安全性。
正是由于意识到了M1卡潜在的安全性问题，建设部才多次开会推广使用CPU卡。
双界面CPU 卡更是由于其应用的灵活性和对金融规范的支持得到了各方的赞赏。
当然，一个系统的安全性不仅仅取决于采用了哪种卡片和哪种安全机制，而且通过系统设计上的安全手段也能够弥补一些卡片安全上的不足。
一个产品的安全性不能依赖于某一个方面的单个安全，更多的应从一个系统的整体的逻辑上去完善安全、把可能出现的不安全特征通过整体的系统完善起来.针对原有不安全的系统进行改造。
例如在建设部的IC卡规范中对于M1卡的一卡一密就规定了在SAM中计算卡片密码前必须校验卡中的MAC认证码，这在很大程度上降低了盗用SAM卡的可能性。
然而遗憾的是大部分M1卡应用系统并没有采用类似的补救手段，而且这种手段也不能完全杜绝克隆卡、伪造卡的使用。
黑名单等防范手段虽然有效，但毕竟属于事后防范，难以从根本上解决问题。
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CPU卡与SAM卡原理第一部分CPU基础知识一、为什么用CPU卡IC卡从接口方式上分，可以分为接触式IC卡、非接触式IC卡及复合卡。
从器件技术上分，可分为非加密存储卡、加密存储卡及CPU卡。
非加密卡没有安全性，可以任意改写卡内的数据，加密存储卡在普通存储卡的基础上加了逻辑加密电路，成了加密存储卡。
逻辑加密存储卡由于采用密码控制逻辑来控制对EEPROM的访问和改写，在使用之前需要校验密码才可以进行写操作，所以对于芯片本身来说是安全的，但在应用上是不安全的。
它有如下不安全性因素：1、密码在线路上是明文传输的，易被截取；2、对于系统商来说，密码及加密算法都是透明的。
3、逻辑加密卡是无法认证应用是否合法的。
例如，假设有人伪造了ATM，你无法知道它的合法性，当您插入信用卡，输入PIN的时候，信用卡的密码就被截获了。
再如INTENET网上购物，如果用逻辑加密卡，购物者同样无法确定网上商店的合法性。
正是由于逻辑加密卡使用上的不安全因素，促进了CPU卡的发展。
CPU卡可以做到对人、对卡、对系统的三方的合法性认证。
二、CPU卡的三种认证CPU卡具有三种认证方法：持卡者合法性认证——PIN校验卡合法性认证——内部认证系统合法性认证——外部认证持卡者合法性认证：通过持卡人输入个人口令来进行验证的过程。
系统合法性认证（外部认证）过程：系统卡，送随机数X[用指定算法、密钥]对随机数加密[用指定算法、密钥]解密Y，得结果Z比较X，Z，如果相同则表示系统是合法的；卡的合法性认证（内部认证）过程：系统卡送随机数X[用指定算法、密钥]对随机数加密[用指定算法、密钥]解密Y，得结果Z比较X，Z，如果相同则表示卡是合法的；在以上认证过程中，密钥是不在线路上以明文出现的，它每次的送出都是经过随机数加密的，而且因为有随机数的参加，确保每次传输的内容不同。
如果截获了没有任何意义。
这不单单是密码对密码的认证，是方法认证方法，就象早期在军队中使用的密码电报，发送方将报文按一定的方法加密成密文发送出去，然后接收方收到后又按一定的方法将密文解密。
通过这种认证方式，线路上就没有了攻击点，同时卡也可以验证应用的合法性；但是因为系统方用于认证的密钥及算法是在应用程序中，还是不能去除系统商的攻击性。
在此，我们引进了SAM卡的概念。
无插件，无病毒SAM卡是一种具有特殊性能的CPU卡，用于存放密钥和加密算法，可完成交易中的相互认证、密码验证和加密、解密运算，一般用作身份标志。
由于SAM卡的出现，我们有了一种更完整的系统解决方案。
在发卡时，我们将主密钥存入SAM卡中，然后由SAM卡中的主密钥，对用户卡的特征字节（如：应用序列号）加密生成子密钥，将子密钥注入用户卡中。
由于应用序列号的唯一性，使每张用户卡内的子密钥都不同。
密钥一旦注入卡中，则不会在卡外出现。
在使用时，由SAM卡的主密钥生成子密钥存放在RAM区中，用于加密、解密数据。
上述的认证过程就成为如下形式：系统合法性认证（外部认证）过程：SAM卡系统卡送随机数XSAM卡生成子密钥对随机数加密解密Y，得结果Z比较X，Z，如果相同则表示系统是合法的；卡的合法性认证（内部认证）过程：SAM卡系统卡送随机数X用指定算法、密钥]对随机数加密SAM卡解密Y，得结果Z比较X，Z，如果相同则表示卡是合法的；这样在应用程序中的密钥，就转移到了SAM卡中，认证成为卡——卡的认证，系统商不再存在责任。
三、线路保护卡与外界进行数据传输时，若以明文方式传输，数据易被载获和分析。
同时，也可以对传输的数据进行窜改，要解决这个问题，CPU卡提供了线路保护功能。
线路保护分为两种，一是将传输的数据进行DES加密，以密文形式传输，以防止截获分析。
二是对传输的数据附加MAC（安全报文鉴别码），接收方收到后首先进行校验，校验正确后才予以接收，以保证数据的真实性与完整性。
四、硬件结构图EEPROM用于存放用户数据；ROM中用于存放COS操作系统，而RAM区中用于存放COS运行时的中间变量。
COS（chip operationsystem）,就是芯片操作系统，类似于DOS和WINDWOS，没有COS的CPU卡就象没有DOS和WINDOWS的PC机一样无法使用。
无需注册COS是在芯片出厂时由芯片供应商固化到ROM区的，这个过程就称之为掩膜。
COS是CPU卡的核心部分，它和硬件一起实现CPU卡的安全性。
、第二部分SmartCOS简介SmartCOS是由明华公司自主开发的芯片操作系统，于1999年6月通过了人行认证。
COS主要分为四部分：一、SMARTCOS的文件系统CPU卡是以文件方式来管理SmartCOS支持如下文件系统。
1、文件可分为MF文件、DF文件、EF文件MF：主控文件，是整个文件系统的根，是唯一的，相当于根目录；DF：专用文件，相当于子目录，可用于存储某个应用的所有文件，DF下不可再建立DF。
一个DF可以是一个应用，也可以多个DF用于同一个应用。
EF：基本文件，用于存储各种应用数据和管理信息。
2、EF从存储内容上分为两种：安全基本文件：用于存放密钥，每个目录下只能建立一个安全基本文件，密钥文件不能通过文件选择来选取，密钥内容不可以读出，但在满足条件时可使用和修改。
工作基本文件：用于存放应用的实际数据，个数及大小只受空间限制。
在满足条件时可读写。
3、基本文件结构基本文件的结构可分为以下四种：二进制文件：数据以字节为单位进行读写，每次读写的长度不能超过110字节；可用于存储无序的数据。
线性定长记录文件:每条记录为固定长度，可以通过记录号访问记录，记录范围不超过254；每条记录的长度不超过110字节，密钥文件就是线性定长记录文件，其每条记录长度固定为25外字节。
可用于存放有规律定长的数据。
无需注册线性变长记录文件：每条记录的长度可以各不相同，但最大长度不能超过110字节，可以通过记录号来访问。
循环定长记录文件结构：相当于一个环形记录队列，按照先进先出的原则存储，最新写入的记录号为1，上一次写入的记录号为2，以此类推，记录写满后自动覆盖最早的记录。
4、文件结构图在MF下可建立EF和DF；在DF下不可再建立DF，只能建立EF；KEY文件：用于控制MF下的文件的创建及读写数据文件密钥文件：用于控制DF下的文件的创建及访问数据文件（如钱包文件等）5、文件空间的计算MF的头文件长度为10个字节+文件名长度（5-16个字节）DF的头文件长度为10个字节+文件名长度EF文件所占空间：定义记录和循环记录文件的空间=文件头空间（10字节）+记录数*记录长度变长记录结构文件的空间=文件头空间（10个字节）+建立时申请的空间密钥文件所占空间=文件头空间（10个字节）+密钥个数*25个字节钱包文件的空间=文件头（10个字节）+文件体（17个字节）存折文件的空间=文件头（10个字节）+文件体（20个字节）建立了文件系统，那么怎样才能保证文件的安全，下面讲述安全系统。
二、SMARTCOS的安全系统1、状态机即安全状态:是指卡在当前所处的一种安全级别,具有(0---F)16种安全状态。
复位后自动设为0，当前应用的安全状态在被成功地选择或复位后自动清0。
安全状态的改变必须通过密钥的认证来实现。
**只有当前目录下的PIN核对和外部认证才能改变安全状态。
2、安全属性即访问权限访问权限是在建立文件的时候指定的。
它是一个区间的概念，例如，描述一个文件的读权限为XY，则表示当前应用的状态机（安全状态）M必须满足X=〈M=〈Y。
如读权限设为2F，就表示当前的状态机（安全状态）达到2及以上就可以读这个文件。
3、密钥与安全状态的关系每个密钥在建立的时候都定义了后续状态，即通过密钥认证后能达到的安全状态，在各种密钥中，只有PIN认证和外部认证才能改变当前目录的安全状态。
4、安全状态与访问权限的关系（安全状态）使用权限--------密钥的使用------------后续状态------------文件读写取限5、安全状态只在当前目录下有效，一旦选择别的应用，状态机自动跳到最低权限0。
各个目录之间的安全都是独立的。
四、复位应答符号字节内容内容解释TS 3B 正向约定T0 6C TB1和TC1存在，历史字符为12个TB1 00 无需额外的编程电压TC1 02 需2个额外的保护时间T1-TC XX 历史字符SMARTCOS 历史字符的特定意义：符号字节内容内容解释T1 XX SMARTCOS 的版本号T2 XX 卡状态字节T3 86 明华公司IC卡制造机构标识号T4 38T5-TC XX 卡唯一序号卡状态字节描述如下：B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 状态011 XXX XXX 001 XXX XXX XXX XXX 该卡已初始化，并成功该卡未被初始化该卡初始化过程被锁0 0 0 0 0 0 X X 该卡未个人化PCB下载站0 0 1 0 X X X X 该卡个人化未结束0 1 1 0 X X X X 该卡个人化成功0 0 0 1 X X X X 该卡个人化没有成功，卡被锁0 1 1 1 X X X X 该卡个人化成功，卡被锁卡片状态字节中有关于初始化、个人化的概念，我们从卡片的生命周期来看这两个概念，卡片的生命周期一般包括如下几部分：芯片芯片生产商掩膜COS 芯片生产商封装成卡片卡片生产商卡片的初始化（COS启用）卡片生产商传输密码保护卡片的个人化卡片发行商卡片的使用卡片的使用者卡片的回收卡片发行商初始化过程就是激活COS，定义COS版本，经过这个过程COS才可以使用。
个人化过程是指建立文件，写入用户数据等操作。
卡片生产商在进行初始化后交付卡片发行商使用时，有传输密码保护。
IC卡必须支持T=0或T=1的协议，但不是同时支持这两种协议，而终端则必须同时支持T=0和T=1的协议。
T=0通讯协议是异步半双工字符传输协议；T=1通讯协议是异步半双工块传输协议；在ISO7816-3标准中，具体规定了这两种协议；IC卡所用的协议在TD1中指定，如果在复位应答信息中没有TD1，则表示用T=0的协议进行通讯。
在复位应答后，IC卡和终端之间即用IC卡指定的协议进行通讯。
五、指令解析在此，我们以一个电子钱包的应用为例，讲解SmartCOS的指令。
1、文件结构：在人行规范中定义了如下文件结构：1）电子存折ED/电子钱包EP应用的公共应用基本数据文件jixie163com文件结构：文件标识（SFI）‘21’（十进制）文件类型透明文件大小30文件存取控制读=自由改写=需要安全信息字节数据元长度1-8 发卡方标识89 应用类型标识110 应用版本111-20 应用序列号1021-24 应用启用日期425-28 应用有效日期429-30 发卡方自定义FCI数据22）电子存折ED/电子钱包EP应用的持卡者基本数据文件文件标识（SFI）‘22’（十进制）文件类型透明文件大小39文件存取控制读=自由改写=需要安全信息字节数据元长度1 卡类型标识12 本行职工标识13-22 持卡人姓名2023-38 持卡人证件号码1639 持卡人证件类型13）电子存折ED交易明细文件文件标识（SFI）‘24’（十进制）文件类型循环文件存取控制读=PIN保护改写=不允许记录大小23字节数据元长度1-2 ED或EP联机或脱机交易序号23-5 透支限额36-9 交易金额410 交易类型标识111-16 终端机编号6 专业软件下载17-20 交易日期（终端）421-23 交易时间（终端）32、安全设计如下：1）核对口令后可以进行外部认证；2）01号外部认证密钥用于控制电子钱包的圈存；3）02号外部认证密钥用于控制基本文件的修改、密钥的修改；4）核对口令后可以进行消费。