關鍵詞：cpu卡 邏輯加密智能卡 智能卡IC卡 IC卡 讀寫器
摘 要：本文分析了當前交通智能卡IC卡行業CPU卡技術應用的主流方案，針對各方案的存在問題，提出了克服推廣、技術和應用等障礙的解決方案。
■ 引言
邏輯加密智能卡技術成熟、價格惠而不费，在傳統的城市交通智能卡IC卡應用中占據了絕大部分市場份額。按交通智能卡IC卡“一卡多用、多卡互通”的發展趨勢，電子錢包資金存量必將越來越高，邏輯加密智能卡的安全隱患已在業內引起高度關注。CPU卡的安全性大幅優于邏輯加密智能卡，但高昂的價格嚴重制約了其推廣應用。近來隨著非接觸CPU卡的推出，其價格靠近邏輯加密智能卡，技術也日趨成熟，這使全面推廣應用CPU卡取代邏輯加密智能卡成爲也许。爲此，國家建設部明確要求跨行業及互聯互通的IC卡應用應采用安全性高的CPU卡，並組織編制CPU卡芯片技術要求和COS技術要求等行業標准，致力推廣CPU卡技術在交通智能卡IC卡領域的應用。
■ 主流方案分析
目前我國絕大部分城市交通智能卡IC卡應用均基于邏輯加密智能卡技術，全國已發行邏輯加密智能卡上億張，安裝刷卡終端幾十萬台。推廣CPU卡時，如何才能既保護已有投資，也便宜老百姓使用，實現平穩過渡？業內目前對此要紧有三種意見。
意見一：一步到位推廣CPU卡
技術方案：CPU卡無需兼容邏輯加密智能卡。
系統改造：全面升級原有邏輯加密智能卡系統，將原來只能讀寫邏輯加密智能卡的交易終端（下稱M1讀卡器終端）全部改造或更換成可讀寫CPU卡的交易讀寫器終端（下稱CPU讀寫器終端），CPU讀寫器終端應同時支持邏輯加密智能卡的讀寫，實現向下兼容。
運營模式：新布設的交易終端全采用CPU讀寫器終端，新發行的卡片全采用CPU卡。CPU卡支持跨行業及互聯互通應用，已發行的邏輯加密智能卡限制在原應用領域使用，由市場逐步淘汰。
利害淺析：由于推廣CPU卡應用不産生直接的經濟效益，而此方案要求運營商對原有系統進行全面升級改造，一次性投入很大，運營商難以承担，缺少積極性，推廣難度很大，可操作性值得商榷。
意見二：雙錢包同步
技術方案：CPU卡劃出部份空間由硬件模擬邏輯加密智能卡功能，CPU卡自己帶有适合PBOC標准的電子錢包（下稱CPU錢包），所模擬的邏輯加密智能卡功能也帶有電子錢包（下稱M1錢包）。每次交易時，由卡片COS對兩個錢包進行校驗和數據同步，確保兩個錢包余額一致。
系統改造：無需對已經布設的M1消費終端進行升級，僅須將充值終端改造或更換成CPU讀寫器終端，以提高CPU卡充值安全性，對邏輯加密智能卡仍采用原充值流程，充值上限額較低。
運營模式：新布設的交易終端全部采用CPU讀寫器終端，新發行的卡片全部采用CPU卡。在過渡期，M1消費終端對所有卡片均使用邏輯加密智能卡消費流程，CPU消費終端應能自動識別卡片類型，采用對應的消費流程，CPU卡消費時由COS自動實現CPU錢包與M1錢包的同步。隨著M1讀卡器終端逐步折舊完畢、更換成CPU讀寫器終端，以及大部分邏輯加密智能卡超過有效年限，過渡期結束，應用的各個環節均采用CPU卡技術，不再兼容邏輯加密智能卡。
利害淺析：此方案系統改造量少，使運營商在過渡期資金投入大幅度減少，可有效提高運營商的積極性，有利于CPU卡推廣。但CPU卡在過渡期內，由于每次交易都需要由COS對兩個電子錢包進行同步，增加了交易的複雜度，影響交易功效和穩定性。許多卡商表达，以目前的技術條件，增加電子錢包同步操作後，難以保證交易在300ms內完成。交通智能卡IC卡應用以快速消費爲主，如交易時間超過300ms，將嚴重影響持卡人使用的便利性。另外，增加電子錢包同步操作也使交易異常的幾率大大增加，存在一定的技術障礙。
意見三：雙錢包異步
技術方案：CPU卡支持CPU和M1雙錢包，但交易時COS不對兩個錢包進行同步。
系統改造：本方案對系統的改造要求與意見二一致。
運營模式：新布設的交易終端全采用CPU讀寫器終端，新發行的卡片全部采用CPU卡，運營商提供將CPU錢包部份或全部資金“圈存”到M1錢包的服務。在過渡期，M1讀卡器終端對所有卡片均使用邏輯加密智能卡消費流程，CPU讀寫器終端自動識別卡片類型，采用對應的消費流程。由于CPU錢包和M1錢包不同步，需對兩個錢包獨立管理，這就要求持卡人熟知各種消費對應扣除哪個錢包的資金，及時“圈存”以保證兩個錢包都有足夠的余額，否則很容易出現卡內有錢，但由于對應的錢包資金不足而無法消費的情況。過渡期結束後，本方案營運模式與意見二一致。
利害淺析：此方案規避了電子錢包同步的技術障礙，但要求持卡人熟知各種消費對應哪個錢包並不現實，持卡人使用非常不便，運營商也難以解釋原因。失去了用戶將失去應用的根底，這樣的應用方法難以在市場立足，存在過渡期夭折的風險，運營商自會權衡。
■ 解決方案
上述三個方案各有利害，如何克服推廣、技術和應用三方面的障礙、取得平稳點，成爲近來業內專家爭論最爲猛烈的課題。經分析研究，提出以下方案供業界參考。
技術選擇：仍采用雙錢包的方案。CPU卡劃出部份空間由硬件模擬邏輯加密智能卡功能，實現CPU和M1雙電子錢包。卡片COS應保證只有CPU錢包可通過外部指令充值，M1錢包不能通過外部指令充值，只能由COS自動從CPU錢包轉入資金，確保邏輯加密智能卡充值密鑰不在交易中與終端傳遞，保證M1錢包的充值安全。
本方案的關鍵技術在于要求卡片COS支持2種充值指令，指令A（下同）向CPU錢包充值，指令B（下同）通過CPU錢包向M1錢包充值。指令Ａ采用适合PBOC標准的CPU卡充值流程；指令B的基本流程爲：接收指令後COS先采用CPU卡充值流程對CPU錢包充值，充值成功後，由COS自動對CPU錢包進行全額消費操作，將所有資金“圈存”到M1錢包。充值完成後，CPU錢包余額應爲零，M1錢包余額應爲原余額加充值額。
系統改造：本方案對系統的改造要求與意見二基本一致，特別要求明華充值終端支持指令A和指令B流程，並可通過參數控制使用；明華CPU消費終端無需自動識別卡片類型，由參數控制統一采用邏輯加密智能卡消費流程或CPU卡消費流程。
運營模式：新布設的交易終端全采用明華CPU讀寫器終端，新發行的卡片全部采用CPU卡。在過渡期，CPU卡充值全部采用指令B，即充值後所有資金轉入M1錢包，CPU消費終端無論對CPU卡或邏輯加密智能卡，全部統一按邏輯加密智能卡消費流程操作，持卡人就如同使用單一的M1錢包一樣。
交通智能卡IC卡交易終端和邏輯加密智能卡的“参军”年限一般爲5年，隨著已經布設的M1讀卡器終端逐步折舊完畢、更換成明華CPU讀寫器終端，以及大部分邏輯加密片超過有效年限，過渡期結束。運營商通過參數下載，充值終端統一采用指令A進行充值，而消費終端統一應用CPU卡流程，應用的各個環節均采用CPU卡技術，不再兼容邏輯加密智能卡。運營商應提供“移資”服務，將M1錢包余額充入CPU錢包中，流程爲：對M1錢包進行全額消費，再通過指令A進行對CPU錢包全額充值。
方案分析：
本方案同時克服了上述三種意見的弊端：
1. 系統改造量少，過渡期資金投入少，有利于提高運營商推廣CPU卡的的積極性。
2. 無需每次交易都進行電子錢包同步，只在過渡期CPU卡充值時由COS進行資金轉移。由于充值對交易速度要求不高，使用頻率也遠低于消費，故對交易功效和穩定性的影響極小。
3. 對持卡人而言只有1個錢包，過渡期全部用邏輯加密智能卡錢包消費，正式啓用後全部使用CPU卡錢包消費，不會造成使用不便。
有爭議認爲，CPU讀寫器終端對CPU卡也采用邏輯加密智能卡的消費流程，這是技術的倒退，系統安全性沒有获得提高，浪費了投資。
筆者認爲，交通智能卡IC卡的安全性要紧在充值方面，因爲僞造充值使卡片資金增加會造成運營商的損失，而僞造消費只能使卡內資金減少，損失的是僞造者自己，運營商反而增加了收益。本方案要求CPU卡充值采取适合PBOC標准的CPU卡安全認證機制，由硬件禁止CPU卡虛擬的M1錢包充值；對于已發行的邏輯加密智能卡，可由運營商通過降低充值上限額來控制風險，從最要紧的方面提高了系統安全性。在過渡期，所有消費統一采取邏輯加密智能卡流程，是便宜使用者，保證平穩過渡的手段，還可減少過渡期對中央結算系統的改造量和升級投入，可在一定程度上提高運營商的積極性，所謂一舉兩得。誠然，由于邏輯加密智能卡自身無法産生驗證交易唯一性和有效性的TAC碼，會對互聯互通應用的清算有一定影響。然而，只要邏輯加密智能卡仍在使用，該影響就無法幸免，當前的主流方案也只是盡量減少邏輯加密智能卡交易，不能全然解決這個問題。過渡期結束後，將統一采用CPU卡消費流程，該問題即不複存在。因此，在過渡期統一使用邏輯加密智能卡消費流程對系統安全性影響很小，不失爲可行的解決方案。
■ 結束語
本方案克服了CPU卡推廣、技術和應用三方面的障礙，可有效促進CPU卡技術推廣，提升交通智能卡IC卡系統安全性，實現平穩過渡。希望本方案能起到抛磚引玉、引發共鳴的结果。只要業界人士集思广益，充分發揮中國人的聰明才智，攜手合作、積極推廣，相信CPU卡應用的春天很快就將來臨。
文章來源：中國一卡通網 |
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