基于智能卡cos电子现金系统设计和测试

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1、ADissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterSmartCardElectronicCashSystemDesignandTestingCOSAuthor：ZhengJiaoSpecialty:ElectricalEngineeringAdvisor:Dr.ZhangZhigangSchoolofElectronic,InformationandElectricEngineeringShanghaiJiaoTongUniver

2、sityShanghai,P.R.ChinaJanuary,2013万方数据万方数据万方数据上海交通大学工学硕士学位论文摘要摘要电子支付是电子商务系统的核心部分，而电子现金又是电子支付系统的主要实现手段。现今阻碍电子支付系统快速发展的主要原因如下：交易成本较高；支付机制有限；交易过程中存在各种欺诈行为；缺乏交易隐私保障；交易体系结构不一，受理环境互不兼容。针对以上问题，本课题提出一种基于智能卡COS(CardOperatingSystem，片内操作系统)的新型电子现金系统方案。智能卡可靠性高，安全性好、存储容量大，是电

3、子现金的理想载体。本文主要进行了以下几个方面的工作：1.智能卡操作系统的结构模型设计与优化。选择微内核结构并优化。将微内核细分为I/O(input/output，输入输出端口）模块、硬件控制模块、存储器访问控制模块、数据安全存储模块、随机数发生器模块、加密算法服务模块，6个模块进行封装。2.采用C语言与汇编混合编程，搭建电子现金系统原型，通过连接仿真器调试，分析该方案在实现中所存在的问题。包括：多应用防交叉、密钥体系、联机与脱机模式切换控制、交易风险控制、数据备份与防掉电、磁盘平均磨损技术、接触式与非接触式双界面通讯控

4、制。3.电子现金系统测试与完善。测试该电子现金系统，包括设计测试脚本、构建虚拟金融终端、模拟交易场景等，并制作出样卡，对结果进行验证。通过以上研究工作所实现的基于智能卡COS的电子现金系统具有以下优点：(1)同时支持离线和在线两种支付机制；(2)默认使用离线支付且批量上传交易结果。交易量增长时无需追加中央处理系统的投资，网络不稳定时造成的影响更小，通信花费更低；(3)将USBKEY的功能和金融IC卡合二为一，降低了交易数据从卡片经由网络终端传入USBKEY的过程中被篡改的风险，提高安全性；(4)具有标准借贷记的高级风险

5、管理特性，欺诈和坏债可能性更低；(5)交易过程无需银行参与，具备匿名性；(6)遵循中华人民共和国金融行业标准《中国金融集成电路（IC）卡规范JR/T0025-2010》，兼容借贷记功能。可充分利用现有的借贷记的终端，降低了建立新的受理环境的成本。关键词：电子现金，智能卡，片内操作系统，安全机制，文件系统I万方数据上海交通大学工学硕士学位论文ABSTRACTABSTRACTAsthecorepartofthee-commercesystem,electroniccashisthemainmeansofachievinge

6、lectronicpaymentsystem.Reasoneswhichprohibitfullydevelopmentofpaymentsystemareasfollows:alimitednumberofpaymentmechanisms,transactioncosts,presenceofavarietyoffrau,lackofprivacyprotection,incompatibleoftheclosedarchitecture.Tosolvethoseproblemsmentionedabove,thi

7、sissuehasputforwardanewelectroniccashsystembasedonsmartcardCOS(CardOperatingSystem).Smartcardistheidealcarrierforelectroniccashwhichcontainsadvantagesofhighreliability,securityandstoragecapacity.Thisresearchmainlyworksonthefollowingaspects:1.Designandoptimizethe

8、modelofsmartcardoperatingsystem.Selectmicrokernelstructureandsubdivideitintosixmodulesasregardingofpackage:I/Omodule,hardwarecontrolmodule,memoryaccessmodule,datasecu