復旦微電子CPU卡FMCOS協議封裝

頭文件fmcos.h

 

#ifndef _FM_COS_H_
#define _FM_COS_H_

#define SW_OK           (0x9000)

// FMCos命令集
namespace FMCos
{
    // PCB初始化
    void pcbInit();

    // 擦除當前DF下所有文件（不包含Df目錄本身）
    int eraseCommand(quint8* cmd);

    // 請求一個用於線路保護過程的隨機數
    int getChallengeCommand(quint8* cmd, quint8 len);

    // 讀取二進制文件內容
    int readBinrayCommand(quint8* cmd, quint16 offset, quint8 len);
    // 更新二進制文件內容
    int writeBinaryCommand(quint8* cmd, quint16 offset, const quint8* data, quint8 len);

    // 在密鑰文件中增加密鑰（密鑰長度8字節）
    int writeLineKeyCommand(quint8* cmd, quint8 keyId, const quint8* key);
    int writeExternalKeyCommand(quint8* cmd, quint8 keyId, const quint8* key);
    int writeKeyCommand(quint8* cmd, quint8 keyId, quint8 type, const quint8* key);

    // 通過文件標識選擇文件
    int selectFileCommand(quint8* cmd, quint16 fileId);

    // 建立文件系統，包含MF，DF和EF
    int createMfFileCommand(quint8* cmd);
    int createDfFileCommand(quint8* cmd, quint16 fileId, quint16 size, quint8 appId);

    int createKeyFileCommand(quint8* cmd, quint16 fileId, quint16 size);
    int createBinaryFileCommand(quint8* cmd, quint16 fileId, quint16 size);
    int createEfFileCommand(quint8* cmd, quint16 fileId, quint8 type, quint16 size);

    // 外部認證
    int externalAuthenticateCommand(quint8* cmd, quint8 keyId, const quint8* data);

    // 命令：CLA INS P1 P2 00，應答：SW1 SW2
    int command(quint8* cmd, quint8 cla, quint8 ins, quint8 p1, quint8 p2);
    // 命令：CLA INS P1 P2 Le，應答：Le 字節DATA SW1 SW2
    int command(quint8* cmd, quint8 cla, quint8 ins, quint8 p1, quint8 p2, quint8 le);
    // 命令：CLA INS P1 P2 Lc DATA，應答：SW1 SW2
    int command(quint8* cmd, quint8 cla, quint8 ins, quint8 p1, quint8 p2, quint8 lc, const quint8* data);
    // 命令：CLA INS P1 P2 Lc DATA Le，應答：Le 字節DATA SW1 SW2
    int command(quint8* cmd, quint8 cla, quint8 ins, quint8 p1, quint8 p2, quint8 lc, const quint8* data, quint8 le);
};

#endif // _FM_COS_H_

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

源文件 fmcos.cpp

 

#include <QtCore/QtDebug>

#include "fmcos.h"

// FMCos命令集
namespace FMCos
{
    // PCB值
    static quint8 s_pcb = 0x0A;

    // PCB值
    static quint8 pcb()
    {
        // PCB切換
        quint8 pcb = s_pcb;
        s_pcb = (pcb == 0x0A ? 0x0B : 0x0A);

        return pcb;
    }

    // PCB初始化
    void pcbInit()
    {
        s_pcb = 0x0A;
    }

    // 擦除當前DF下所有文件（不包含Df目錄本身）
    int eraseCommand(quint8* cmd)
    {
        // 80 0E 00 00 00
        return FMCos::command(cmd, 0x80, 0x0E, 0x00, 0x00, 0x00);
    }

    // 請求一個用於線路保護過程的隨機數
    int getChallengeCommand(quint8* cmd, quint8 len)
    {
        // 00 84 00 00 08
        return FMCos::command(cmd, 0x00, 0x84, 0x00, 0x00, len);
    }

    // 讀取二進制文件內容
    int readBinrayCommand(quint8* cmd, quint16 offset, quint8 len)
    {
        return FMCos::command(cmd, 0x00, 0xB0, ((offset >> 8) & 0xFF), (offset & 0xFF), len);
    }

    // 更新二進制文件內容
    int writeBinaryCommand(quint8* cmd, quint16 offset, const quint8* data, quint8 len)
    {
        return FMCos::command(cmd, 0x00, 0xD6, ((offset >> 8) & 0xFF), (offset & 0xFF), len, data);
    }

    // 在密鑰文件中增加密鑰（密鑰長度8字節）
    int writeLineKeyCommand(quint8* cmd, quint8 keyId, const quint8* key)
    {
        return FMCos::writeKeyCommand(cmd, keyId, 0x36, key);
    }

    int writeExternalKeyCommand(quint8* cmd, quint8 keyId, const quint8* key)
    {
        return FMCos::writeKeyCommand(cmd, keyId, 0x39, key);
    }

    int writeKeyCommand(quint8* cmd, quint8 keyId, quint8 type, const quint8* key)
    {
        quint8 data[13] = { 0 };
        *data = type; // 密鑰類型
        *(data + 1) = 0xF0; // 使用權
        *(data + 2) = 0xF0; // 更改權
        *(data + 3) = 0xAA; // 後續狀態（當口令覈對成功或外部認證成功後，置安全狀態寄存器值爲後續狀態的低半字節）
        *(data + 4) = 0x33; // 錯誤計數器（低半字節：剩餘可錯誤次數；高半字節：最大可錯誤次數）
        *(data + 5) = *key; // 8字節密鑰
        *(data + 6) = *(key + 1);
        *(data + 7) = *(key + 2);
        *(data + 8) = *(key + 3);
        *(data + 9) = *(key + 4);
        *(data + 10) = *(key + 5);
        *(data + 11) = *(key + 6);
        *(data + 12) = *(key + 7);

        return FMCos::command(cmd, 0x80, 0xD4, 0x01, keyId, sizeof(data), data);
    }

    // 通過文件標識選擇文件
    int selectFileCommand(quint8* cmd, quint16 fileId)
    {
        quint8 data[2] = { 0 };
        *data = (fileId >> 8) & 0xFF; // 文件標識
        *(data + 1) = (fileId & 0xFF);

        return FMCos::command(cmd, 0x00, 0xA4, 0x00, 0x00, sizeof(data), data);
    }

    // 建立文件系統，包含MF，DF和EF
    int createMfFileCommand(quint8* cmd)
    {
        return FMCos::createDfFileCommand(cmd, 0x3F00, 0xFFFF, 0x01);
    }

    int createDfFileCommand(quint8* cmd, quint16 fileId, quint16 size, quint8 appId)
    {
        // DF的頭文件長度爲10個字節+文件名長度
        quint8 data[13] = { 0 };
        *data = 0x38; // 文件類型
        *(data + 1) = (size >> 8) & 0xFF; // 文件空間
        *(data + 2) = (size & 0xFF);
        *(data + 3) = 0xF0; // 建立權限
        *(data + 4) = 0xF0; // 擦除權限
        *(data + 5) = appId; // 應用文件ID
        *(data + 6) = 0xFF; // 保留字
        *(data + 7) = 0xFF;
        *(data + 8) = 0xFF; // DF名稱（不關心）
        *(data + 9) = 0xFF;
        *(data + 10) = 0xFF;
        *(data + 11) = 0xFF;
        *(data + 12) = 0xFF;

        // 80 E0 ** ** 0D 
        return FMCos::command(cmd, 0x80, 0xE0, (fileId >> 8) & 0xFF, (fileId & 0xFF), sizeof(data), data);
    }
    
    int createKeyFileCommand(quint8* cmd, quint16 fileId, quint16 size)
    {
        // 密鑰文件所佔空間=文件頭空間（10個字節）+密鑰個數*25個字節
        return FMCos::createEfFileCommand(cmd, fileId, 0x3F, size);
    }

    int createBinaryFileCommand(quint8* cmd, quint16 fileId, quint16 size)
    {
        return FMCos::createEfFileCommand(cmd, fileId, 0x28, size);
    }

    int createEfFileCommand(quint8* cmd, quint16 fileId, quint8 type, quint16 size)
    {
        quint8 data[7] = { 0 };
        *data = type; // 文件類型
        *(data + 1) = (size >> 8) & 0xFF; // 文件空間
        *(data + 2) = (size & 0xFF);
        *(data + 3) = 0xF0; // 讀權限
        *(data + 4) = 0xF0; // 寫權限
        *(data + 5) = 0xFF; // 保留字
        *(data + 6) = 0xFF; // 不帶線路保護密鑰讀，讀寫操作時使用標識爲0x00的密鑰

        // 80 E0 ** ** 0D 
        return FMCos::command(cmd, 0x80, 0xE0, (fileId >> 8) & 0xFF, (fileId & 0xFF), sizeof(data), data);
    }

    // 外部認證
    int externalAuthenticateCommand(quint8* cmd, quint8 keyId, const quint8* data)
    {
        // 手冊P74頁：如果該目錄下某類型密鑰只有一個，則其密鑰標識原則上應爲00，否則，應從01順序開始。
        // 00 82 00 ** 08 data1 data2 data3 data4 data5 data6 data7 data8
        return FMCos::command(cmd, 0x00, 0x82, 0x00, keyId, 0x08, data);
    }

    // 命令：CLA INS P1 P2 00，應答：SW1 SW2
    int command(quint8* cmd, quint8 cla, quint8 ins, quint8 p1, quint8 p2)
    {
        return FMCos::command(cmd, cla, ins, p1, p2, 0);
    }

    // 命令：CLA INS P1 P2 Le，應答：Le 字節DATA SW1 SW2
    int command(quint8* cmd, quint8 cla, quint8 ins, quint8 p1, quint8 p2, quint8 le)
    {
        *cmd = FMCos::pcb();
        *(cmd + 1) = 0x01;
        *(cmd + 2) = cla;
        *(cmd + 3) = ins;
        *(cmd + 4) = p1;
        *(cmd + 5) = p2;
        *(cmd + 6) = le;
        return 7;
    }

    // 命令：CLA INS P1 P2 Lc DATA，應答：SW1 SW2
    int command(quint8* cmd, quint8 cla, quint8 ins, quint8 p1, quint8 p2, quint8 lc, const quint8* data)
    {
        *cmd = FMCos::pcb();
        *(cmd + 1) = 0x01;
        *(cmd + 2) = cla;
        *(cmd + 3) = ins;
        *(cmd + 4) = p1;
        *(cmd + 5) = p2;
        *(cmd + 6) = lc;
        for (int i = 0; i < lc; i++)
        {
            *(cmd + 7 + i) = *(data + i);
        }
        return (7 + lc);
    }

    // 命令：CLA INS P1 P2 Lc DATA Le，應答：Le 字節DATA SW1 SW2
    int command(quint8* cmd, quint8 cla, quint8 ins, quint8 p1, quint8 p2, quint8 lc, const quint8* data, quint8 le)
    {
        *cmd = FMCos::pcb();
        *(cmd + 1) = 0x01;
        *(cmd + 2) = cla;
        *(cmd + 3) = ins;
        *(cmd + 4) = p1;
        *(cmd + 5) = p2;
        *(cmd + 6) = lc;
        for (int i = 0; i < lc; i++)
        {
            *(cmd + 7 + i) = *(data + i);
        }
        *(cmd + 7 + lc) = le;
        return (8 + lc);
    }
}