IC卡模拟
整理硬盘备份的时候发现了这篇文章，是在学习SMARTCARD的时候搜集的。现在看来虽然还有点意思，但是已经没有使用价值了，也就没有做他的激情了。要是97年左右我有这个技术并且看到这篇文章的话，就好了。
文章里有些时序图在这里显示错位了，如果谁还感兴趣可以找我要。
IC电话卡彻底解密
声明：本资料仅从技术的角度全面探讨IC卡、IC电话卡及其安全性，由此引发的各种争议或个人、集体利用本资料做任何不正当用途本人概不负责。
目录
Ⅰ）第一类卡（德国、西班牙、中国、香港、澳门等）
Ⅰ-1）介绍：
Ⅰ-2）引脚：
Ⅰ-3）主要特性：
Ⅰ-4）时序图：
Ⅰ-5）内存数据：
Ⅱ）第二类卡（法国、墨西哥、捷克、瑞典、爱尔兰等）
Ⅱ-1）介绍：
Ⅱ-2）引脚：
Ⅱ-3）主要特性：
Ⅱ-4）时序图：
Ⅱ-5）内存数据：
Ⅱ-6）电气参数：
Ⅰ) 第一类卡
Ⅰ-1）介绍
自从80年代中期出现IC电话卡后，基本已取代了原来流行的电话磁卡，磁卡存在存在严重的安全问题，已逐步淘汰。
即使IC电话卡，也不能算很安全，卡内所有数据只要有简单的读写装置并按时序操作都能读取，事实上电话卡和信用卡一样内部没有什么秘密信息，仅仅是带串行输出的128位EPROM而已（对二类卡是256位PROM),不要以为弄懂了它是怎么工作你就有办法重新对卡内数据重新填充，其开始的64位是带写保护的，在出厂时其熔丝位已被编程，你已无法对其更改，其后的40位计数单元受内部逻辑控制在写时只能减少不能增加直至到0为止，因此你想用一般的IC电话卡打免费电话是不可能的，除非你能用单片机仿真它(如果你能读懂本文介绍的所有内容）。IC电话卡是一种一次性使用的计数卡，以一次性的计数方式，从写满的计数器中减“1”，直至存储单元减为空为止。
卡片每次消费计数的“单位价值”根据各种应用系统的实际需要而定。例如：对于中国IC电话卡，如30元卡对应内部计数值为300，每单位值对应0.1元，IC 卡电话机每分钟产生一次扣费信号，扣费值由当地IC电话管理系统设定，一般是价值0.5元或1元，卡片被计数5次和10次。对于其它国家属于第一类IC电话卡而言也是如此，只是内部初始计数值不同，每次扣除额度不一样罢了。其他对于公用加油卡，IC卡计费加油机每一公升（或一加仑）产生一次扣费操作，卡片被操作一次扣2.5元等等，均属于等同原理。事实上，这类卡内部为128位（16字节） NMOS存储器，按如下规律分布：
64 位 EPPOM（8字节） 写保护区（芯片数据代码区、发行数据代码区）
40 位 EEPROM(5字节)
24 位 为全“1”(3字节）
共16字节数据。
Ⅰ-2）引脚：
-------------+-------------
| 1 | 5 | 引 脚:
| | | -------
+-------\ | /-------+
| 2 +----+ + 6 | 1 : Vcc = 5V 5 : Gnd
| | | | 2 : Reset 6 : NC
+--------| |--------+ 3 : Clock 7 : I/O
| 3 | | 7 | 4 : NC 8 : NC
| +----+----+ |
+-------/ | \-------+ Vcc：电源 Gnd：地脚 Reset：复位
| 4 | 8 |
| | | Clock：时钟 I/O：数据 NC: 空脚
-------------+-------------
因有三个脚为空脚，目前一般有采用8脚和6脚封装的，6脚封装的无最下一排两个空脚
Ⅰ-3）主要特性：
-采用单一5V电源供电
-遵循ISO/IEC7816-3同步协议进行双向数据传输
-低功耗
-NMOS技术
-高可靠性，抗静电干扰能力>4KV
Ⅰ-4）时序图
复位：
为使地址计数器复位到0，先让Reset端变高。紧跟着一个Clock脉冲（从低到高再降到0），Reset重新变低，把Clock脉冲包住。随着Reset端变低，地址0单元的数据从I/O上输出。对应 Clock端的每个脉冲，其上升沿使地址计数器增加。其下降沿使被选通地址单元的数据从I/O上输出。地址计数器增加到127后返回到0。
__________________
_____| |_____________________________________________ Reset
: :
: _____ : _____ _____ _____ _____
_____:_______| |____:_| |_____| |_____| |_____| |_ Clk
: : : : : : : : : : :
_____:_______:__________:_:_____:_____:_____:_____:_____:_____:_____:_
_____:___n___|_____0____:_|_____1_____|_____2_____|_____3_____|___4_:_ (Address)
: : : : : :
_____: :_______:___________:___________:___________:_
_____XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX_______|___________|___________|___________|_ Data
Bit n Bit 0 Bit 1 Bit2 Bit3
写位：
在Reset和Clk端均为低的情况下，如果某地址单元允许写操作（64-103位，且该位必需为1），则Reset端上的一个脉冲（即从低到高再回低）将允许芯片进行位写操作。在紧跟着的时钟脉冲期间执行写操作，调整写操作维持时间至少10ms,在这个CLK脉冲期间，地址计数器不会增加，在CLK写脉冲下降沿，数据0从I/O端输出。从Reset脉冲的上升沿到CLK写脉冲的下降沿期间，I/O端的数据是无效的。在下一个才CLK脉冲，且Reset为低时，地址计数器又增1，并在下降沿时，把选通的地址单元的数据送到I/O端。
_____ _____
_____________| |______________________________| |_______________ Reset
: :
___ : _____ ___ : _____
____| |____:__________| |_________| |_____:__________| |____ Clk
: : : : : : : : :
____:________:__________:_____:_________:___:_____:__________:_____:_____
n | n+1 | n+2 | : n+3 | : (Address)
----'--------:----------'-----:---------'---:-----:----------'-----:-----
: : : : : : :
_________ _: : : ____________: ___: : :
_________XXX_XXXXXXXXXXXXXXXXXXX____________ XX___XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX I/O
n n+1 : : n+1 n+2 : :
: : : :
write write
借位写后的字节擦除：
对位地址72-103的字节单元来说，只要在每个字节的前面一位进行一次正常的写操作，就可以对此字节后一字节进行字节擦除操作。也就是说，每向高一字节进行借位（即写一位0），紧接着的擦除时序可以对后一字节按字节擦除（即整个字节写1）。被擦除的字节总是比借位写的字节低一字节。从以下时序图可以看出，首先，完成一个“位写”操作，在CLK的写脉冲结束后，在CLK为低电平时，在发一个Reset脉冲即启动字节擦除操作。在第二个CLK脉冲完成字节擦除，脉冲维持时间整定为擦除周期时间（至少1ms)。芯片逻辑控制电路验证了借位写确已完成从“1”写“0”后，才擦除其低位字节。从Reset的上升沿到擦除操作的CLK脉冲的下降沿，I/O脚上的数据无效。地址计数器仍然停留在借位写的地址上。
_____ _____
______| |____________________| |_________________________________ Rst
: :
: _______ : _______ ___
______:___________| |______:_____________| |______| |______ Clk
: : : : : : : :
: : : : : : : :
<------------------------- address n ------------------------>:<--- n+1 ------
: : : : : : :
: : : : : : :
______: : :______: : :__________: _____
______XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX______XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX__________XX_____ I/O
: : n : : n n+1
: : : :
Write Erase
计数方法：
在67-103地址单元中分为5个不可重置8单元计数器，芯片初始化时，72-103地址单元所对应的4个较低的8单元计数器中可以放0到8个“1”而67-71地址单元所对应的第5个计数器可以放0到5个“1”。所谓计数一次，就是将一个单元从“1”写成“0”。一个计数器中8位全为“0”后，要计数，需借位操作，即将高位计数器的一位从“1”写成“0”而相应其低位计数器整个字节从“0”擦除成“1”。可见4个8单元计数器如此逐一递减，其最大计数为8的4次方=4096。第5个计数器中5个单元因处在最高位只能被写“0”无法擦成“1”。因此只能计数5次。故芯片总计数为5X4096=20480。当全部计数单元（地址67-103）都被写成“0”时，卡片就用完了，不过，芯片出厂初始化时，初置的计数值由国家不同和卡片面值不同而不同，如100元卡初置计数值为1000。
举例: 100元（1000计数单元预置初始值）.
--------
Byte9 Byte10 Byte11 Byte12 Byte13
--------------------------------------------------------------
000000 - 00000001 - 01111111 - 00011111 - 00000000
--------------------------------------------------------------
(3)octal (6)octal (7)octal (1)octal (2)octal
--------------------------------------------------------------
Value = 0*8^4 + 1*8^3 + 7*8^2 + 5*8^1 + 0*8^
--------------------------------------------------------------
总值 = 1000 Units
Ⅰ-5）内存数据：
字节 位 二进制 十六进制
+-----------+-----+
1 1 --> 8 | | |
+-----------+-----+
2 9 --> 16 | 0010 1111 | $2F | ---> 德国
| 0011 0111 | $37 | ---> 西班牙
| 0011 1011 | $3B | ---> 希腊
+-----------+-----+
3 17 --> 24 | | |
4 25 --> 32 | | | ---> 出厂编号(写保护)
5 33 --> 40 | | |
6 41 --> 48 | | |
7 49 --> 56 | | |
8 57 --> 64 | | |
+-----------+-----+
9 65 --> 72 | | | ---> c4096 )
10 73 --> 80 | | | ---> c512 )
11 81 --> 88 | | | ---> c64 ) 5个8进制计数区
12 89 --> 96 | | | ---> c8 )
13 97 --> 104 | | | ---> c0 )
+-----------+-----+
14 105 --> 112 | 1111 1111 | $FF |
15 113 --> 120 | 1111 1111 | $FF | ---> 所有位都为"1"
16 120 --> 128 | 1111 1111 | $FF |
+-----------+-----+
如需某一国家卡内数据详细数据请与作者联系。
文章里有些时序图在这里显示错位了，如果谁还感兴趣可以找我要。
IC电话卡彻底解密
声明：本资料仅从技术的角度全面探讨IC卡、IC电话卡及其安全性，由此引发的各种争议或个人、集体利用本资料做任何不正当用途本人概不负责。
目录
Ⅰ）第一类卡（德国、西班牙、中国、香港、澳门等）
Ⅰ-1）介绍：
Ⅰ-2）引脚：
Ⅰ-3）主要特性：
Ⅰ-4）时序图：
Ⅰ-5）内存数据：
Ⅱ）第二类卡（法国、墨西哥、捷克、瑞典、爱尔兰等）
Ⅱ-1）介绍：
Ⅱ-2）引脚：
Ⅱ-3）主要特性：
Ⅱ-4）时序图：
Ⅱ-5）内存数据：
Ⅱ-6）电气参数：
Ⅰ) 第一类卡
Ⅰ-1）介绍
自从80年代中期出现IC电话卡后，基本已取代了原来流行的电话磁卡，磁卡存在存在严重的安全问题，已逐步淘汰。
即使IC电话卡，也不能算很安全，卡内所有数据只要有简单的读写装置并按时序操作都能读取，事实上电话卡和信用卡一样内部没有什么秘密信息，仅仅是带串行输出的128位EPROM而已（对二类卡是256位PROM),不要以为弄懂了它是怎么工作你就有办法重新对卡内数据重新填充，其开始的64位是带写保护的，在出厂时其熔丝位已被编程，你已无法对其更改，其后的40位计数单元受内部逻辑控制在写时只能减少不能增加直至到0为止，因此你想用一般的IC电话卡打免费电话是不可能的，除非你能用单片机仿真它(如果你能读懂本文介绍的所有内容）。IC电话卡是一种一次性使用的计数卡，以一次性的计数方式，从写满的计数器中减“1”，直至存储单元减为空为止。
卡片每次消费计数的“单位价值”根据各种应用系统的实际需要而定。例如：对于中国IC电话卡，如30元卡对应内部计数值为300，每单位值对应0.1元，IC 卡电话机每分钟产生一次扣费信号，扣费值由当地IC电话管理系统设定，一般是价值0.5元或1元，卡片被计数5次和10次。对于其它国家属于第一类IC电话卡而言也是如此，只是内部初始计数值不同，每次扣除额度不一样罢了。其他对于公用加油卡，IC卡计费加油机每一公升（或一加仑）产生一次扣费操作，卡片被操作一次扣2.5元等等，均属于等同原理。事实上，这类卡内部为128位（16字节） NMOS存储器，按如下规律分布：
64 位 EPPOM（8字节） 写保护区（芯片数据代码区、发行数据代码区）
40 位 EEPROM(5字节)
24 位 为全“1”(3字节）
共16字节数据。
Ⅰ-2）引脚：
-------------+-------------
| 1 | 5 | 引 脚:
| | | -------
+-------\ | /-------+
| 2 +----+ + 6 | 1 : Vcc = 5V 5 : Gnd
| | | | 2 : Reset 6 : NC
+--------| |--------+ 3 : Clock 7 : I/O
| 3 | | 7 | 4 : NC 8 : NC
| +----+----+ |
+-------/ | \-------+ Vcc：电源 Gnd：地脚 Reset：复位
| 4 | 8 |
| | | Clock：时钟 I/O：数据 NC: 空脚
-------------+-------------
因有三个脚为空脚，目前一般有采用8脚和6脚封装的，6脚封装的无最下一排两个空脚
Ⅰ-3）主要特性：
-采用单一5V电源供电
-遵循ISO/IEC7816-3同步协议进行双向数据传输
-低功耗
-NMOS技术
-高可靠性，抗静电干扰能力>4KV
Ⅰ-4）时序图
复位：
为使地址计数器复位到0，先让Reset端变高。紧跟着一个Clock脉冲（从低到高再降到0），Reset重新变低，把Clock脉冲包住。随着Reset端变低，地址0单元的数据从I/O上输出。对应 Clock端的每个脉冲，其上升沿使地址计数器增加。其下降沿使被选通地址单元的数据从I/O上输出。地址计数器增加到127后返回到0。
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_____| |_____________________________________________ Reset
: :
: _____ : _____ _____ _____ _____
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: : : : : : : : : : :
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Bit n Bit 0 Bit 1 Bit2 Bit3
写位：
在Reset和Clk端均为低的情况下，如果某地址单元允许写操作（64-103位，且该位必需为1），则Reset端上的一个脉冲（即从低到高再回低）将允许芯片进行位写操作。在紧跟着的时钟脉冲期间执行写操作，调整写操作维持时间至少10ms,在这个CLK脉冲期间，地址计数器不会增加，在CLK写脉冲下降沿，数据0从I/O端输出。从Reset脉冲的上升沿到CLK写脉冲的下降沿期间，I/O端的数据是无效的。在下一个才CLK脉冲，且Reset为低时，地址计数器又增1，并在下降沿时，把选通的地址单元的数据送到I/O端。
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: :
___ : _____ ___ : _____
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n n+1 : : n+1 n+2 : :
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write write
借位写后的字节擦除：
对位地址72-103的字节单元来说，只要在每个字节的前面一位进行一次正常的写操作，就可以对此字节后一字节进行字节擦除操作。也就是说，每向高一字节进行借位（即写一位0），紧接着的擦除时序可以对后一字节按字节擦除（即整个字节写1）。被擦除的字节总是比借位写的字节低一字节。从以下时序图可以看出，首先，完成一个“位写”操作，在CLK的写脉冲结束后，在CLK为低电平时，在发一个Reset脉冲即启动字节擦除操作。在第二个CLK脉冲完成字节擦除，脉冲维持时间整定为擦除周期时间（至少1ms)。芯片逻辑控制电路验证了借位写确已完成从“1”写“0”后，才擦除其低位字节。从Reset的上升沿到擦除操作的CLK脉冲的下降沿，I/O脚上的数据无效。地址计数器仍然停留在借位写的地址上。
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Write Erase
计数方法：
在67-103地址单元中分为5个不可重置8单元计数器，芯片初始化时，72-103地址单元所对应的4个较低的8单元计数器中可以放0到8个“1”而67-71地址单元所对应的第5个计数器可以放0到5个“1”。所谓计数一次，就是将一个单元从“1”写成“0”。一个计数器中8位全为“0”后，要计数，需借位操作，即将高位计数器的一位从“1”写成“0”而相应其低位计数器整个字节从“0”擦除成“1”。可见4个8单元计数器如此逐一递减，其最大计数为8的4次方=4096。第5个计数器中5个单元因处在最高位只能被写“0”无法擦成“1”。因此只能计数5次。故芯片总计数为5X4096=20480。当全部计数单元（地址67-103）都被写成“0”时，卡片就用完了，不过，芯片出厂初始化时，初置的计数值由国家不同和卡片面值不同而不同，如100元卡初置计数值为1000。
举例: 100元（1000计数单元预置初始值）.
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Byte9 Byte10 Byte11 Byte12 Byte13
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000000 - 00000001 - 01111111 - 00011111 - 00000000
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(3)octal (6)octal (7)octal (1)octal (2)octal
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Value = 0*8^4 + 1*8^3 + 7*8^2 + 5*8^1 + 0*8^
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总值 = 1000 Units
Ⅰ-5）内存数据：
字节 位 二进制 十六进制
+-----------+-----+
1 1 --> 8 | | |
+-----------+-----+
2 9 --> 16 | 0010 1111 | $2F | ---> 德国
| 0011 0111 | $37 | ---> 西班牙
| 0011 1011 | $3B | ---> 希腊
+-----------+-----+
3 17 --> 24 | | |
4 25 --> 32 | | | ---> 出厂编号(写保护)
5 33 --> 40 | | |
6 41 --> 48 | | |
7 49 --> 56 | | |
8 57 --> 64 | | |
+-----------+-----+
9 65 --> 72 | | | ---> c4096 )
10 73 --> 80 | | | ---> c512 )
11 81 --> 88 | | | ---> c64 ) 5个8进制计数区
12 89 --> 96 | | | ---> c8 )
13 97 --> 104 | | | ---> c0 )
+-----------+-----+
14 105 --> 112 | 1111 1111 | $FF |
15 113 --> 120 | 1111 1111 | $FF | ---> 所有位都为"1"
16 120 --> 128 | 1111 1111 | $FF |
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如需某一国家卡内数据详细数据请与作者联系。
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