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1、卡口攻擊和幾種卡口防攻擊電路比較 【摘要】隨著IC卡技術的不斷發(fā)展，應用日益廣泛。在眾多的IC卡中，接觸型IC卡由于其售價低、保密性好、讀寫器價格低廉和易于嵌入最終產(chǎn)品而得到最廣泛的應用。目前在預付費電能表上已得到推廣，并廣泛應用。預付費電能表實現(xiàn)了先交費后用電，改革了傳統(tǒng)用電體制，提高了用電管理水平。利用IC卡作為專用電量的傳遞工具，對應的電表則控制相應的消費。也就是說：若能破壞對應電表的消費控制能力即可獲得利益。而電表類產(chǎn)品生產(chǎn)量巨大，一但出現(xiàn)漏洞，損失巨大。【關鍵詞】安全性能；防攻擊電路一
2、、引言：IC卡卡口攻擊1.IC卡卡口的安全狀況現(xiàn)有的IC卡卡口線，主要有電源線（Vcc及GND）、信號線、時鐘線、復位線等幾類組成。在實際產(chǎn)品設計中，電源線一般直接引至產(chǎn)品電源、時鐘線接至公共時鐘源或接至單片機、信號線與復位線一般直接接至單片機或接口芯片。由于需要插入IC卡，故以上引線均接往IC卡座。而IC卡的卡口可插入一塊簡易PCB板將上述引線引出。這樣上述引線將暴露在電表外殼之外，極易受到攻擊。2.IC卡卡口的攻擊方法7要實現(xiàn)如何防止IC卡卡口攻擊，首先應了解有哪幾種卡口攻擊方法。電表在實際掛
3、網(wǎng)運行中主要有下四類卡口攻擊：a）高壓靜電攻擊（例如使用煤氣點火器）；b）短路攻擊（使用短路金屬片插入卡口）；c）高壓直流攻擊（往VCC輸入高電壓直流）；d）高壓交流（例如在任意兩引線間加入交流220V）。以上四類攻擊方法如不采取有效的防護措施，都將會使電表單片機、電路、電源損壞而失去對消費對象的控制。而上述攻擊是電攻擊基本不會留下攻擊證據(jù)而無法追究。攻擊者攻擊成功后可不付費而獲得消費。3.IC卡卡口防攻擊的困難仔細分析上述四類攻擊，若要全部防護，實非易事。首先，抗攻擊電路的耐壓應極高，應在20K
4、V以上，再者其反應速度應小于100ns否則保護動作時保護對象己損壞，第三成本需較低否則用戶不能接受，第四是攻擊撤消后應能快速恢復正常工作狀態(tài)，最后還需要較小體積和極高可靠性。設計一個電子部件要同時滿足上述要求，實屬不易。二、幾種卡口防攻擊電路比較7對預付費電能表來說，如何解決卡口抗攻擊問題至關重要。針對我公司預付費電能表的發(fā)展歷程，早期對卡口防攻擊重要性認識不夠，如今深刻認識到卡口能否防攻擊關系到表計的性能，更關系到我公司在預付費電能表市場的占有率，因此需不斷地對卡口防攻擊電路加以改進，并優(yōu)化。以
5、下是幾種不同的IC卡卡口防攻擊電路。1.第一種IC卡卡口防攻擊電路第一種IC卡卡口防攻擊電路（我公司最早的防攻擊電路），主要采用IC卡卡口防攻擊專用模塊，再加上雙開關二極管等器件組成。如圖1所示：①圖1中的IC卡卡口防攻擊專用模塊PTCM5-05B301-501RM工作原理：在IC卡的正常讀寫狀態(tài)之下，PTC熱敏電阻相當于一串接于線路中的限流電阻。而在異常狀態(tài)下（受到攻擊），將導致流過PTC熱敏電阻的電流增大，使其阻值呈現(xiàn)階躍性變化，快速上升4-5個數(shù)量級而呈斷開狀態(tài)（高阻態(tài)），達到保護目的。④第
6、一種IC卡卡口防攻擊電路存在的問題：a）通過專用引線板之引線，將外部220V交流電源疊加至卡座電源后，時間一長就會把雙二極管燒掉（耐壓不夠），使插卡不起作用（沒有破壞卡座以外的電路），沒有起到防攻擊效果。此電路設計不夠合理，沒必要使用雙二極管，防攻擊專用模塊完全可以抵抗卡口攻擊，存在質量隱患。7b）表計在高溫下工作時，防攻擊專用模塊的熱敏電阻阻值會變大，而此時用戶去售電插卡，就有可能使卡座的電源被拉底，從而導致表計售電不成功。掛網(wǎng)運行的部分表計已經(jīng)出現(xiàn)過此類情況，有些地區(qū)表計是掛在戶外的，當中午太
7、陽暴曬時去插卡，怎么插卡讀卡都不能成功；而當早上或者天氣涼快的時候去插卡，讀卡就可以成功。另外一方面，每張IC卡存在其內阻不同的現(xiàn)象，有些內阻比較大的IC卡，也會使卡座的電源被拉底，導致插卡不成功。2.第二種IC卡卡口防攻擊電路第二種IC卡卡口防攻擊電路，去掉了起不到防攻擊效果的雙二極管保護電路，并對防攻擊模塊進行優(yōu)化，由原先的熱敏電阻（300～500Ω）+穩(wěn)壓管（5.6V）五組完全相同的通道，更改為卡座電源采用熱敏電阻（30～60Ω）+TVS管（6.8V）通道，其它四組通道與原先相同。①PTCM
8、5-05B301-501/300-600RM防攻擊專用模塊電氣參數(shù)：a）額定零功率電阻值：（300～500）Ω/（30～60）Ωb）穩(wěn)壓范圍：5.6V/6.8Vc）不動作電流：15mA/30mAd）動作電流：50mA/200mA②優(yōu)點：a）降低了成本。去掉了雙二極管等器件，同時減小了卡板PCB面積。b）能夠抗擊高壓交流和直流攻擊，短路攻擊，靜電攻擊等。7c）卡座電源采用熱敏電阻（30～60Ω）+TVS管（6.8V）通道方式，減小卡座電源的限流電阻，同時采用TVS管（電阻減小，使導通
