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3、终端传输层
本节描述了在终端和 IC 卡之间传输的命令和响应 APDU 的机制。APDU 是命令或响应报文。由于命令和响应报文都可以包含数据,TTL应能处理应用层定义的4种命令格式。C-APDU和R-APDU的组成在应用层描述。
TAL传送C-APDU到TTL。在发送到IC卡之前,应将其变换成传输协议认可的形式。IC卡处理完命令后,以R-APDU的格式将数据(如果存在的话)和状态码回送给TTL。
3.1 T="0协议下" APDU的传送
本节描述了 C-APDU 和 R-APDU 的映射方式,TTL 和 IC 卡之间的数据交换机制以及在命令情况2或4中如何使用GET RESPONSE命令取回IC卡的数据。
(1)C-APDU和 R-APDU的映射方式和数据交换
如何将 C-APDU 映射到 T="0" 命令头取决于命令情况。如何将 IC 卡回送的数据(如果存在)和状态码映射到R-APDU的形式取决于回送数据的长度。
由IC卡回送的过程字节SW1 SW2=’61xx’和SW1 SW2=’6Cxx’用来控制IC卡和TTL之间的数据交换,它不会回送给 TAL。过程字节 SW1 SW2=’61xx’或 SW1 SW2=’6Cxx’表示命
令在IC卡中的处理没有完成。
如果 IC 卡回送给 TTL 的状态码是 SW1 SW2=’9000’,表示正常完成了命令的处理。任何其它的状态码都表明 IC 卡中断了命令的处理,处理失败的原因在状态码中指出。TTL 收到来自 IC 卡的任何状态码(但不包括过程字节’61xx’和’6Cxx’)时,都结束命令的处理,不论是正常、警告还是错误情况。
以下描述的是将IC卡回送的数据和状态字节构造成R-APDU格式的方法,仅适用于IC 卡已成功完成了命令处理或全部数据(如果存在)在过程字节’61xx’和’6Cxx’的控制下已被IC卡返回的情况。INS、INS和’60’过程字节的详细使用在此不作描述。
a.情况1
C-APDU头映射到T=0命令头的前四个字节,T=0命令头的P3置为’00’。
交换流程如下:
* TTL发送T=0的命令头到IC卡;
* IC卡回送状态码给TTL。
完成命令处理后,由IC卡向TTL回送的状态码原样映射到R-APDU必备的尾域。
注:IC卡应分析T=0命令头,判断是命令情况1还是命令情况2在请求最大长度的响应数据。
b. 情况2
C-APDU 头被映射到 T="0" 命令头的前四个字节,长度字节’Le’从 C-APDU 的条件体被映射到T=0命令头的P3。
交换流程如下:
* TTL发送T=0的命令头到IC卡。
* 在过程字节的控制下,IC 卡向 TTL 回送数据和状态(在非正常处理时只返回状态)。
完成命令处理后,由 IC 卡向 TTL 回送的数据(如果存在)和状态按照下述方法映射到R-APDU:
(i) 如果Le≥Licc,回送数据被映射到R-TPDU的条件体,返回的状态无变化地被映射到R-APDU必备的尾域。
(ii) 如果Le<Licc,回送数据的前Le字节被映射到R-TPDU的条件体中,返回的状态无变化地被映射到R-APDU必备的尾域。
c. 情况3
C-APDU头被映射到T=0命令头的前四个字节,C-APDU条件体的长度字节’Lc’被映射到T=0命令头的P3。
交换流程如下:
* TTL发送T=0的命令头到IC卡。
* 如果 IC 卡回送一个过程字节而不是状态码,则在此过程字节的控制下,TTL向IC卡发送C-APDU条件体的部分数据。如果IC卡回送状态码SW1 SW2,TTL将中断命令处理过程。
* 如果处理过程没有在步骤2处中断,则IC卡返回命令处理结束后的状态。
IC卡完成命令处理后回送给TTL的状态码,或由IC卡返回的引起TTL中断命令处理的状态码,都不加改变地映射到R-APDU。
d. 情况4
C-APDU头被映射到T=0命令头的前四个字节,C-APDU条件体的长度字节’Lc’被映射到T=0命令头的P3。
交换流程如下:
* TTL发送T=0命令头到IC卡。
* 如果IC卡回送一个过程字节而不是状态码,则在此过程字节控制下,TTL给IC 卡发送 C-APDU 条件体的部分数据。如果 IC 卡回送状态码 SW1 SW2,TTL将中断命令处理过程。
* 如果处理过程在步骤2中没有中断,IC卡应回送过程字节’61xx’给TTL,请求TTL发出GET RESPONSE命令从IC卡取回数据。在命令处理的这个阶段中,IC卡不应回送状态码SW1 SW2=‘9000’。TTL应发送GET RESPONSE命令到IC卡取回提及的数据,小于或等于IC卡回送的过程字节’61xx’中的’xx’字节值的数据指定为GET RESPONSE命令的长度字节。这样,GET RESPONSE命令可以同情况2的命令一样处理。在过程字节控制下,IC卡向TTL回送数据和状态码(或在非正常处理情况下,只有状态码)。
完成命令处理后,IC 卡回送给 TTL 的数据(如果存在)和状态码,或仅是引起 TTL终止命令处理过程的状态码,按照下述规则映射到R-APDU:
(i)如果 Le≥Licc,回送的数据被映射到 R-TPDU 的条件体,返回的状态不做改变地被映射到R-APDU必备的尾域。
(ii)如果 Le<Licc,回送数据的前 Le 个字节被映射到 R-TPDU 的条件体,返回的状态不做改变地被映射到R-APDU必备的尾域。
(2) 过程字节’61xx’和’6Cxx’的使用
由IC卡回送到TTL的过程字节’61xx’和’6Cxx’指明了TTL取回当前正在处理的命令请求数据的方式。在T=0协议下,这些过程字节仅仅用在命令情况2和4中。
过程字节’61xx’通知TTL发出GET RESPONSE命令到IC卡。GET RESPONSE命令头的P3置为≤’xx’。
过程字节’6Cxx’通知TTL立即重发前条命令,同时命令头置为P3=‘xx’。
命令情况2和4在容错处理过程中,使用过程字节的规定如下。在发生错误时,IC卡回送错误或警告状态码而不是’61xx’或’6Cxx’。
a. 命令情况 2
如果IC卡收到一个命令情况2的头并且Le≠Licc,应回送过程字节’6CLicc’(或状态码指出一个警告或错误情况,而非 SW1 SW2=‘9000’)通知 TTL 立即重发 P3=Licc 的命令头。
如果 IC 卡收到命令情况 2 的头并且 Le="Licc",IC 卡在过程字节控制下或者回送请求的数据和相关状态码,或者回送过程字节’61xx’(或表明警告或错误情况的状态码,而非SW1 SW2=‘9000’)通知TTL按最大长度’xx’发出GET RESPONSE命令。
b. 命令情况 4
如果IC卡收到一个命令情况4的命令,处理完随C-APDU一同发送来的数据之后,应回送过程字节’61xx’,(或表明警告或错误情况的状态码,而非 SW1 SW2=‘9000’)通知TTL按最大长度’xx’发出GET RESPONSE命令。
(3) GET RESPONSE命令
TTL发出GET RESPONSE命令,是为了从IC卡取得对应于命令情况2和4的C-APDU的Le字节的数据。GET RESPONSE仅适用于T=0协议类型。
命令报文的结构如下:
字节 值
CLA ‘00’
INS ‘C0’
P1 ‘00’
P2 ‘00’
Le 预期数据的最大长度
正常处理结束后,IC卡回送状态码SW1 SW2=‘9000’和Licc字节的数据。
在错误情况发生时,错误状态码(SW1 SW2)的编码如下:
SW1 SW2 含义
‘64’ ‘00’ GET RESPONSE失败
‘67’ ‘00’ 域长度错误
‘6A’ ‘86’ P1 P2≠’00’
3.2 T="1协议下" APDU的传送
C-APDU 从 TAL 传送到 TTL,TTL 将其不加变化地映射到 C-APDU 的一个 I 块的 INF域中,然后把这个I块发送到IC卡。IC卡在I块的INF域中向TTL回送响应数据(如果存在)和状态码,I块的INF域的内容不加变化地被映射到R-APDU,然后返回给TAL。
如果有必要,C-APDU和响应数据/状态码可以分成多个数据块的INF域的链接。
4、应用层
应用协议由TAL和TTL之间一组有序的数据交换组成,本节的后续部分定义了应用协议。
应用层交换的每一步由命令响应对组成,其中 TAL 通过 TTL 给 IC 卡发送命令,IC卡处理该命令后通过TTL返回一个响应给TAL。每一个特定的命令都与一个特定的响应相匹配。一个APDU就是一个命令报文或一个响应报文。 命令报文和响应报文都可以包含数据,传输协议通过TTL来管理四种命令情况的情 况,如下所示:
APDU中数据存在的情况:
情况 命令数据 响应数据
1 无 无
2 无 有
3 有 无
4 有 有
需要注意的是,应用层中有一种特殊的报文叫安全报文,它在原有命令的基础上添加了安全数据MAC,所以安全报文传送总有数据要送往IC卡,因此仅适用于命令情况3和4的情况。当使用安全报文传送时,情况1的命令就变为情况3,情况2的命令就变为情况4。
4.1 C-APDU
C-APDU 包含一个必备的连续四字节的命令头,用 CLA、INS、P1 和 P2 表示,同时包括一个可变长度的条件体。
命令头定义如下:
* CLA:指令类型,1Byte;除’FF’外可赋任何值。
* INS:指令类型的指令码,1Byte。只有在低半字节为0,且高半字节既不是‘6’也不是’9’时,INS才有效。
* P1 P2:参数字节,分别1Byte,根据不同的INS来定义。
条件体定义如下:
* Lc 占一个字节,定义了在 C-APDU 中发送数据的字节数。Lc 的取值范围从 1到255。
* Le 占一个字节,指出 R-APDU 中期望返回的最大字节数。Le 的取值范围从 0到255;如果Le=0,期望返回数据的字节数的最大长度是256。
可能的C-APDU结构的四种情况如下:
情况 结构
1 CLA INS P1 P2
2 CLA INS P1 P2 Le
3 CLA INS P1 P2 Lc Data
4 CLA INS P1 P2 Lc Data Le
4.2 R-APDU
R-APDU 是一串字节,这一串字节由一个条件体以及必备的两字节状态码 SW1 SW2组成。条件体是一串数据字节,其最大长度在C-APDU中的Le中定义。 必备的状态码标明IC卡在处理完命令后的状态。
SW1 SW2的编码遵循下述规定:
* SW1的高半字节是’6’或’9’;
* 禁止SW1的值为’60’;
* SW1的值为’61’或’6C’时,应作为一个错误来处理;
* 命令正常结束时,SW1 SW2的取值为’9000’;
* 当SW1的高半字节为’9’,且低半字节不为’0’时,其含义依赖于相关的应用;
* 当SW1的高半字节为’6’,且低半字节不为’0’时,SW1的含义与应用无关。