复旦微电子CPU卡发卡流程

清疚 2021-12-12 14:03 410阅读 0赞

前言  
指令列表  
发卡  
卡片擦除  
目录文件及用户密钥的创建及写入  
命令报文数据域  
指令集列表  
指令集说明  
数据（二进制数据，记录数据）的写入  
MF下05文件写入  
EF下15文件写入  
前言  
近段时间一直在做CPU卡相关的应用，也知道简单的去操作CPU卡相关数据，但是并没有真正深入去了解CPU卡相关的东西；近期搜集了部分资料，并仔细阅读了pboc3.0规范及复旦FM1208技术手册等相关文档，并在淘宝上淘了几张复旦的白卡，花了整整一周的时间，终于自己发了几张测试卡并成功进行了充值和消费操作，因此，分享一下研究的结果同时也算是做笔记了，便于日后查看及回顾。

指令列表  
FMCOS指令列表见下图：

发卡  
简单粗暴，直接上具体的发卡流程，因为具体的CPU卡相关的理论在理解上还是需要一段时间，不是我这里一两句话就能解释的清楚；根据个人的切身感受，最开始研究（入门）的时候更多的时候是需要知道到底该怎么做，然后回过头去看理论理解起来更快，因此这里直接上干货；想要更多的了解理论可以直接百度《PBOC3.0规范》看文档去。   
发卡大的操作分为以下几个步骤：

传输认证（外部认证）  
卡片擦除  
目录文件及用户密钥的创建及写入  
数据（二进制数据，记录数据）的写入  
对于传输通道的认证，个人觉得最通俗的理解就是获取读写权限，允许对里面的信息进行增删改的操作；默认的传输密钥为8个字节的0xFF，即：FFFFFFFFFFFFFFFF

卡片上电复位   
个人前端是使用的手机NFC进行卡片操作，因此将卡片贴到手机NFC感应区域即已经上电复位，建立卡片连接之后即可进行下一步的操作。  
获取随机数   
发送指令：0084000008（得到8个字节的随机数）   
指令回复：53fd1f262ec4e6e29000（得到随机数：53fd1f262ec4e6e2）   
指令说明：00（CLA）84（INS）00（P1）00（P2）08（Le）  
对随机数进行DES加密   
加密数据：53fd1f262ec4e6e2   
加密密钥：FFFFFFFFFFFFFFFF（外部认证密钥）   
处理结果：A0DBBFC1192FF24A  
传输认证（外部认证）   
发送指令：0082000008A0DBBFC1192FF24A（Data部分为前一步的DES处理的结果）   
指令回复：9000（认证成功）   
指令说明：00（CLA）82（INS）00（P1）00（P2外部认证密钥标识00/01）08（Lc）A0DBBFC1192FF24A（Data 8个字节加密后的随机数）   
可能存在的错误回复：

6188   
认证密钥不存在，可能是已经做了传输认证并已经擦除的卡片，可以直接尝试一下擦除卡片看是否成功，如果成功，即可做后续的动作。  
63Cx   
认证失败，x为允许再次尝试的次数；出现此错误原因可能有2个，一个是密钥错误；另一个是DES加密出现错误；  
外部认证方式不同的厂商的卡认证方式可能会存在区别，比如在淘宝淘卡的时候会明确的说他这种卡的认证方式。

卡片擦除  
擦除卡片里面的所有数据，擦除成功之后，卡片即成为一张空白卡片

发送指令：800E000000   
指令回复：9000（擦除成功）   
指令说明：80（CLA）0E（INS）00（P1）00（P2）00（Lc）

目录文件及用户密钥的创建及写入  
这里主要包含了主文件的创建，密钥文件创建，二进制文件、记录文件的创建以及用户密钥的写入

命令报文数据域  
目录文件DF（包含MF）

文件类型    文件空间    建立权限    擦除权限    应用文件ID    保留字    DF名称  
38    2字节    1字节    1字节    XX    FFFF    5-16字节  
基本文件EF

命令报文数据域  
文件类型    BYTE1    BYTE2-3    BYTE4    BYTE5    BYTE6    BYTE7  
二进制文件    28    文件空间    读权限    写权限    FF    见说明  
定长记录文件    2A    文件空间    读权限    写权限    FF    见说明  
循环文件    2E    文件空间    读权限    写权限    FF    见说明  
PBOC ED/EP    2F    02    08    使用权限    保留（00）    FF    交易明细文件短标识  
变长记录文件    2C    文件空间    读权限    写全选    FF    见说明  
密钥文件    3F    文件空间    DF文件短标识符    中间权限    FF    FF  
如果希望使用明文 MAC 写 BYTE1 最高位需置 1 （“ 28 ”变为“ A8 ”）   
如果希望使用加密写，则BYTE1次的最高位置1（“28”变成“68”）

基本文件 EF （密钥文件、 PBOC ED/EP 文件除外）的保留字的最后一个字节定义如下：（设该字节的为定义为 b8 ～ b1 ）

b8    b7    b6    b5    b4    b3    b2    b1    含义  
1    -    -    -    -    -    -    -    文件不支持带线路保护读  
0    -    -    -    -    -    -    -    文件必须使用线路保护读  
\-    1    1    1    -    -    -    -    保留为1  
\-    -    -    -    1    1    -    -    读操作时使用的密钥标识    标识为00的密钥  
\-    -    -    -    1    0    -    -    标识为01的密钥  
\-    -    -    -    0    1    -    -    标识为02的密钥  
\-    -    -    -    0    0    -    -        标识为03的密钥  
\-    -    -    -    -    -    1    1    写操作时使用的密钥标识    标识为00的密钥  
\-    -    -    -    -    -    1    0    标识为01的密钥  
\-    -    -    -    -    -    0    1    标识为02的密钥  
\-    -    -    -    -    -    0    0    标识为03的密钥  
对于记录文件（包括定长文件、钱包文件、循环文件），文件空间的第一个字节为记录的总个数，第二个字节为记录的长度：物理空间总数（个数\*（记录长度+1）+8）。

对于对于密钥文件所谓的DF短文件标识符，说明如下：当高三位为000时为DDF，当高三位是100时是ADF短文件标识号。

对于 PBOC ED/EP 中所谓的 TAC 密钥标识是指该 ED/EP 在计算 TAC 时使用到的密钥类型为‘ 34 ’密钥的标识；所谓交易明细文件是指 ED/EP 在记录交易明细时用到的短文件标识符。

所有文件建立之后不能自动被选择。  
密钥类型

类型    意义  
34    内部密钥  
36    文件线路保护密钥  
38    重装口令密钥的密钥  
39    外部认证密钥  
3A    口令密钥  
3B    解锁口令密钥  
3C    修改透支限额  
3D    圈提  
3E    消费  
3F    圈存密钥  
指令集列表  
800E000000  
80E03F000D38FFFFF0F001FFFFFFFFFFFFFF  
80E00000073F005001F0FFFF  
80D401000D36F0F0FF33FFFFFFFFFFFFFFFF  
80D401001539F0F0AA33FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF  
80E00001072A0213F000FFFF  
80E0000507A80030F0F0FFFF  
00E200081361114F09A00000000386980701500450424F43  
80E03F011138036FF0F095FFFFA00000000386980701  
00A4040009A00000000386980701  
80E00000073F018F95F0FFFF  
80D401001534F002000134343434343434343434343434343434  
80D401001536F002FF3336363636363636363636363636363636  
80D401001537F002FF3337373737373737373737373737373737  
80D401001538F002FF3338383838383838383838383838383838  
80D401001539F002443339393939393939393939393939393939  
80D40101153EF00200013E013E013E013E013E013E013E013E01  
80D40102153EF00200013E023E023E023E023E023E023E023E02  
80D40101153FF00200013F013F013F013F013F013F013F013F01  
80D40102153FF00200013F023F023F023F023F023F023F023F02  
80D40101153DF00201003D013D013D013D013D013D013D013D01  
80D40102153DF00201003D023D023D023D023D023D023D023D02  
80D40101153CF00201003C013C013C013C013C013C013C013C01  
80D40102153CF00201003C023C023C023C023C023C023C023C02  
80D401000D3AF0EF013312345FFFFFFFFFFF  
80E0001507A8001EF0F0FFFF  
80E0001607A80027F0F0FFFF  
80E00017072805DCF0F0FFFF  
80E00018072E0A17F0EFFFFF  
80E00001072F0208F100FF18  
80E00002072F0208F000FF18  
1  
2  
3  
4  
5  
6  
7  
8  
9  
10  
11  
12  
13  
14  
15  
16  
17  
18  
19  
20  
21  
22  
23  
24  
25  
26  
27  
28  
29  
30  
31  
指令集说明  
MF文件的创建   
发送指令：80E03F000D38FFFFF0F001FFFFFFFFFFFFFF   
指令回复：9000（文件创建成功）   
指令说明：80（CLA）E0（INS）3F00（P1 P2 文件标识）0D（Lc）38（文件类型）FFFF（文件空间）F0（建立权限）F0（擦除权限）01（应用文件ID）FFFF（保留字）FFFFFFFFFF（DF名称）  
建立密钥文件   
发送指令：80E00000073F005001F0FFFF   
指令回复：9000（创建成功）   
指令说明：80（CLA）E0（INS）0000（P1P2文件标识）07（Lc）3F（文件类型）0050（文件空间）01（DF文件短标识符）F0（增加权限）FF（默认）FF（默认）  
添加线路保护密钥   
发送指令：80D401000D36F0F0FF33FFFFFFFFFFFFFFFF   
指令回复：9000（成功）   
指令说明：80（CLA）D4（INS）01（P1）00（P2）0D（Lc）36（密钥标识）F0（使用权）F0（更改权）FF（默认）33（错误计数器）FFFFFFFFFFFFFFFF（密钥）  
添加外部认证密钥   
发送指令：80D401001539F0F0AA33FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF   
指令回复：9000（成功）   
指令说明：80（CLA）D4（INS）01（P1）00（P2）15（Lc）39（密钥标识）F0（使用权）F0（更改权）AA（后续状态）33（错误计数器）FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF（密钥）  
创建定长文件   
发送指令：80E00001072A0213F000FFFF   
指令回复：9000（成功）   
指令说明：80（CLA）E0（INS）0001（P1P2文件标识）07（Lc）2A（定长文件）0213（文件空间）F0（读权限）00（写权限)FF（默认）FF（默认）  
创建05文件   
发送指令：80E0000507A80030F0F0FFFF   
指令回复：9000（成功）   
指令说明：80（CLA）E0（INS）0005（P1P2文件标识）07（Lc）A8（二进制文件28–>A8）0030（文件空间）F0（读权限）F0（写权限）FF（默认）FF（默认）   
注：28–>A8 28=00101000 高位变1即：10101000=A8（明文+MAC校验）  
添加文件记录   
发送指令：00E200081361114F09A00000000386980701500450424F43   
指令回复：9000（添加成功）  
创建EF（基本文件）   
发送指令：80E03F011138036FF0F095FFFFA00000000386980701   
指令回复：9000（创建成功）   
指令说明：80（CLA）E0（INS）3F01（P1 P2文件标识）11（Lc）38（文件类型(目录文件)）036F（文件空间）F0（建立权限）F0（擦除权限）95（应用文件标识）FFFF（保留字段）A00000000386980701（DF名称 AID）  
选择EF   
发送指令：00A4040009A00000000386980701   
指令回复：6f0b8409a000000003869807019000（成功选中）   
指令说明：00（CLA）A4（INS）04（P1）00（P2）09（Lc）A00000000386980701（Data AID）   
回复说明：6f（文件控制信息板块的记录标识）0b（长度）84（DF名称的记录标识）09（DF名称记录数据长度）a00000000386980701（ADF的名称）9000（SW1 SW2）  
建立密钥文件   
发送指令：80E00000073F018F95F0FFFF   
指令回复：9000（创建成功）   
指令说明：80（CLA）E0（INS）0000（P1P2 文件标识）07（Lc）3F（文件类型）018F（文件控件）95（DF文件短标识符）F0（增加权限）FF（默认）FF（默认）  
添加内部密钥   
发送指令：80D401001534F002000134343434343434343434343434343434   
指令回复：9000（创建成功）   
指令说明：80（CLA）D4（INS）01（P1）00（P2）15（Lc）34（密钥标识）F0（使用权）02（更改权）00（密钥版本号）01（算法标识）34343434343434343434343434343434（密钥）  
添加线路保护密钥（这里的线路密钥和前面那个所保护的文件不同）   
发送指令：80D401001536F002FF3336363636363636363636363636363636   
指令回复：9000（添加成功）   
指令说明：80（CLA）D4（INS）01（P1）00（P2）15（Lc）36（密钥标识）F0（使用权）02（更改权）FF（默认FF）33（错误计数器）36363636363636363636363636363636（密钥）  
添加口令解锁密钥   
发送指令：80D401001537F002FF3337373737373737373737373737373737   
指令回复：9000（添加成功）   
指令说明：80（CLA）D4（INS）01（P1）00（P2）15（Lc）37（密钥标识）F0（使用权）02（更改权）FF（默认FF）33（错误计数器）37373737373737373737373737373737（密钥）  
添加口令重装密钥   
发送指令：80D401001538F002FF3338383838383838383838383838383838   
指令回复：9000（添加成功）   
指令说明：80（CLA）D4（INS）01（P1）00（P2）15（Lc）38（密钥标识）F0（使用权）02（更改权）FF（默认FF）33（错误计数器）38383838383838383838383838383838（密钥）  
外部认证密钥   
发送指令：80D401001539F002443339393939393939393939393939393939   
指令回复：9000（添加成功）   
指令说明：80（CLA）D4（INS）01（P1）00（P2）15（Lc）39（密钥标识）F0（使用权）02（更改权）44（后续状态）33（错误计数器）39393939393939393939393939393939（密钥）  
消费密钥01   
发送指令：80D40101153EF00200013E013E013E013E013E013E013E013E01   
指令回复：9000（添加成功）   
指令说明：80（CLA）D4（INS）01（P1）01（P2）15（Lc）3E（密钥标识）F0（使用权）02（更改权）00（密钥版本号）01（算法标识）3E013E013E013E013E013E013E013E01（密钥）  
消费密钥02   
发送指令：80D40102153EF00200013E023E023E023E023E023E023E023E02   
指令回复：9000（添加成功）   
指令说明：80（CLA）D4（INS）01（P1）02（P2）15（Lc）3E（密钥标识）F0（使用权）02（更改权）00（密钥版本号）01（算法标识）3E023E023E023E023E023E023E023E02（密钥）  
圈存密钥01   
发送指令：80D40101153FF00200013F013F013F013F013F013F013F013F01   
指令回复：9000（添加成功）   
指令说明：80（CLA）D4（INS）01（P1）01（P2）15（Lc）3F（密钥标识）F0（使用权）02（更改权）00（密钥版本号）01（算法标识）3F013F013F013F013F013F013F013F01（密钥）  
圈存密钥02   
发送指令：80D40102153FF00200013F023F023F023F023F023F023F023F02   
指令回复：9000（添加成功）   
指令说明：80（CLA）D4（INS）01（P1）01（P2）15（Lc）3F（密钥标识）F0（使用权）02（更改权）00（密钥版本号）01（算法标识）3F023F023F023F023F023F023F023F02（密钥）  
圈提密钥01   
发送指令：80D40101153DF00201003D013D013D013D013D013D013D013D01   
指令回复：9000（添加成功）   
指令说明：80（CLA）D4（INS）01（P1）01（P2）15（Lc）3D（密钥标识）F0（使用权）02（更改权）01（密钥版本号）00（算法标识）3D013D013D013D013D013D013D013D01（密钥）  
圈提密钥02   
发送指令：80D40102153DF00201003D023D023D023D023D023D023D023D02   
指令回复：9000（添加成功）   
指令说明：80（CLA）D4（INS）01（P1）01（P2）15（Lc）3D（密钥标识）F0（使用权）02（更改权）01（密钥版本号）00（算法标识）3D023D023D023D023D023D023D023D02（密钥）  
添加修改透支限额密钥01   
发送指令：80D40101153CF00201003C013C013C013C013C013C013C013C01   
指令回复：9000（添加成功）   
指令说明：80（CLA）D4（INS）01（P1）01（P2）15（Lc）3C（密钥标识）F0（使用权）02（更改权）01（密钥版本号）00（算法标识）3C013C013C013C013C013C013C013C01（密钥）  
添加修改透支限额密钥02   
发送指令：80D40102153CF00201003C023C023C023C023C023C023C023C02   
指令回复：9000（添加成功）   
指令说明：80（CLA）D4（INS）01（P1）01（P2）15（Lc）3C（密钥标识）F0（使用权）02（更改权）01（密钥版本号）00（算法标识）3C023C023C023C023C023C023C023C02（密钥）  
添加口令(PIN)   
发送指令：80D401000D3AF0EF013312345FFFFFFFFFFF   
指令回复：9000（添加成功）   
指令说明：80（CLA）D4（INS）01（P1）00（P2）0D（Lc）3A（口令密钥）F0（使用权）EF（默认EF）01（后续状态）33（错误计数器）12345FFFFFFFFFFF（口令）  
创建15号文件（二进制文件）   
发送指令：80E0001507A8001EF0F0FFFF   
指令回复：9000（创建成功）   
指令说明：80（CLA）E0（INS）0015（P1 P2 文件标识）07（Lc）A8（明文MAC 28(二进制文件高位变1)–>A8）001E（文件空间）F0（读权限）F0（增加权限）FF（默认FF）FF（默认FF）   
注：28–>A8 28=00101000 高位变1即：10101000=A8（明文+MAC校验）  
创建17号文件（二进制文件）   
发送指令：80E00017072805DCF0F0FFFF   
指令回复：9000（创建成功）   
指令说明：80（CLA）E0（INS）0017（P1 P2 文件标识）07（Lc）28（二进制文件）05DC（文件空间）F0（读权限）F0（添加权限）FF（默认FF）FF（默认FF）  
创建18号文件（循环文件）   
发送指令：80E00018072E0A17F0EFFFFF   
指令回复：9000（创建成功）   
指令说明：80（CLA）E0（INS）0018（P1 P2 文件标识）07（Lc）2E（循环文件）0A17（文件空间）F0（读权限）EF（增加权限）FF（默认FF）FF（默认FF）  
创建钱包文件(电子存折)   
发送指令：80E00001072F0208F100FF18   
指令回复：9000（创建成功）   
指令说明：80（CLA）E0（INS）0001（P1 P2 文件标识）07（Lc）2F（PBOC ED/EP）0208（默认0208）F1（使用权）00（保留00）FF（默认FF）18（交易明细文件短标识）  
创建钱包文件(电子钱包)   
发送指令：80E00002072F0208F000FF18   
指令回复：9000（创建成功）   
指令说明：80（CLA）E0（INS）0002（P1 P2 文件标识）07（Lc）2F（PBOC ED/EP）0208（默认0208）F0（使用权）00（保留00）FF（默认FF）18（交易明细文件短标识）  
数据（二进制数据，记录数据）的写入  
MF下05文件写入  
选择MF   
发送指令：00A40000023F00   
指令回复：6f15840e315041592e5359532e4444463031a5038801019000  
取随机数   
发送指令：0084000004   
指令回复：88bbe4e39000  
通过写入数据计算MAC   
计算MAC方式可以通过百度搜索PBOC MAC计算工具   
数据源：04D6850034000122000001FFFF22000000000000060001201610280000000000010001000000000000000000000000000020501231   
初始向量：88bbe4e300000000（随机数+00000000）   
密钥：FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF（各自文件下的线路保护密钥）   
计算结果：AE8D8774   
发送指令：04D6850034000122000001FFFF22000000000000060001201610280000000000010001000000000000000000000000000020501231AE8D8774（指令+MAC）   
指令回复：9000（添加成功）   
指令说明：04（CLA）D6（INS）85（文件标识）00（写入数据偏移量）34（Lc Data+MAC）000122000001FFFF22000000000000060001201610280000000000010001000000000000000000000000000020501231（Data 根据情况写入，可以随意定义）AE8D8774（MAC）   
MAC计算如下图：

EF下15文件写入  
选择MF   
发送指令：00A40000023F00   
指令回复：6f15840e315041592e5359532e4444463031a5038801019000  
选择EF   
发送指令：00A4040009A00000000386980701   
指令回复：6f328409a00000000386980701a5259f0801029f0c1e0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000009000  
取随机数   
发送指令：0084000004   
指令回复：a3bbcfc89000  
通过写入数据计算MAC   
计算MAC方式可以通过百度搜索PBOC MAC计算工具   
数据源：04D6950022000122000001FFFF01010000220000000000000620160101205012310000   
初始向量：a3bbcfc800000000（随机数+00000000）   
密钥：36363636363636363636363636363636（各自文件下的线路保护密钥）   
计算结果：96E32EF1   
发送指令：04D6950022000122000001FFFF0101000022000000000000062016010120501231000096E32EF1（指令+MAC）   
指令回复：9000（添加成功）   
指令说明：04（CLA）D6（INS）95（文件标识）00（写入数据偏移量）22（Lc Date+Mac）000122000001FFFF01010000220000000000000620160101205012310000（Data 根据情况写入，可以随意定义）96E32EF1（MAC）   
MAC计算如下图：

到此，一张能正常充值和消费的CPU已经发完。  
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作者：lupengfei1009   
来源：CSDN   
原文：https://blog.csdn.net/lupengfei1009/article/details/53002341   
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