USB CCID类协议中的APDU命令详解

不念不忘少年蓝@ 2022-06-02 07:28 490阅读 0赞

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原文地址：[USB CCID类协议中的APDU命令详解][USB CCID_APDU] 作者：[jeffasdasd][]

最近在调试apdu 特说明如下：望能给后来者一点点参考  
APDU命令  
CLA INS P1 P2 Lc Data Le  
其中CLA为指令类别；INS为指令码；P1、P2为参数；Lc为Data的长度；Le为希望响应时回答的数据字节数，0表最大可能长度。  
一 命令分类：  
COS命令由具体应用分为4种命令报文结构如下：  
① 情形1  
CLA INS P1 P2 00  
② 情形2  
CLA INS P1 P2 Le  
③ 情形3  
CLA INS P1 P2 Lc Data  
④ 情形4  
CLA INS P1 P2 Lc Data Le  
二 响应报文  
1） 响应结构  
响应数据 响应状态码  
Data SW1 SW1  
DATA： 返回给用户的数据，即命令的执行结果。  
SW1、SW2： 返回命令处理的状态。  
三 命令集  
1） Read Binary  
功能：此命令用于读取二进制文件部分或全部的内容。  
CLA 00  
INS B0  
P1 见参数说明  
P2 从文件中读取的第一字节的偏移地址  
Le 期望读出数据的长度  
2） Update Binary  
功能：此命令使用给定的数据来更新二进制文件部分或全部的内容。  
CLA 00  
INS D6  
P1 见参数说明  
P2 要修改的第一字节的偏移地址  
Lc 后续数据域的长度  
Data 修改用的数据  
3） Read Record  
功能：此命令用于读取记录文件中指定记录的内容。  
CLA 00  
INS B2  
P1 记录号  
P2 见参数说明  
Le 期望读出数据的长度  
4） Update record  
功能：此命令使用给定的数据来更新记录文件中指定记录的内容。当所指定的文件非记录文件时，命令将终止。  
CLA 00  
INS DC  
P1 P1= 00 表示当前记录  
P1≠ 00 表示指定的记录号  
P2 见参数说明  
Lc 后续数据域的长度  
Data 更新原有记录的新记录  
5） Verify PIN  
功能：此命令将校验给定的密码的正确性，根据比较的结果修改安全状态，若校验失败次数达到PIN尝试上限，则PIN自动锁定。  
CLA 00  
INS 20  
P1 00  
P2  
Lc 02 ~ 10  
Data 外部输入的个人密码  
6） Select File  
功能：此命令使用文件名或应用标示符来选择IC卡内DF或EF。  
CLA 00  
INS A4  
P1 00  
P2 00  
Lc 00 （选择MF文件）/ 02  
Data 无 / FID  
7） Get Challenge  
功能：此命令请求IC卡返回一个用于安全相关过程的随机数。  
CLA 00  
INS 84  
P1 00  
P2 00  
Le 04  
8） Get Response  
功能：此命令为T=0协议情形4状态下，用来取卡中返回的数据。  
格式：  
CLA 00  
INS C0  
P1 00  
P2 00  
Le 响应的期望数据最大长度  
9） Internal Authenticate  
功能：此命令将为外部设备验证卡中的秘密模块的有效性提供数据。  
CLA 00  
INS 88  
P1 00  
P2 00 ~ 07 密钥号  
Lc 04  
Data 外部随机数（4字节）  
10） External Authenticate  
功能：此命令将验证外部设备中的秘密模块的有效性。  
CLA 00  
INS 82  
P1 00  
P2 00 ~ 07 密钥号  
Lc 0C  
Data 发卡方认证数据  
11） Change / Unlock PIN  
功能：修改、解锁、安装卡片个人密码。  
CLA 00  
INS 5E  
P1 00 修改卡片个人密码  
01 解锁卡片个人密码  
02 安（重）装卡片个人密码  
P2 密码号  
Lc  
Data  
12） Unlock Key  
功能：解锁卡片应用密钥。  
CLA 00  
INS 5C  
P1 01 解锁应用密钥  
02 安装卡片应用密钥  
P2 密钥号  
Lc 无 / 密钥长度  
Data 无 / 加密的密钥  
13） Create File  
功能：此命令创建卡片文件系统。  
CLA 00 / 80  
INS F2  
P1 00 / FTP 文件类型  
P2 00 / FAC 文件访问控制条件  
Lc 无 / 07  
Data  
示例：  
1 应用选择  
（1）选择MF(主文件)  
CLA INS P1 P2 Lc Data  
00 A4 00 00  
P1=00选择主文件  
（2）根据应用标识符选择应用  
CLA INS P1 P2 Lc Data  
00 A4 04 0C 07 A0 00 00 02 47 10 01  
P1=04 选择DF(专用文件)，此时数据域为DF的文件名（AID应用标识符）  
DF包括EF(基本文件)和其他DF  
DF1:EF.COM、EF.DG1........................EF.DG16、EF.Sod  
2 使用SELECT命令选择基本文件  
例：选择机读取区  
CLA INS P1 P2 Lc Data  
00 A4 02 0C 02 01 01  
3读二进制  
CLA INS P1 P2 Lc Data  
00 B0 05 00 00 //读取文件前256Byte  
如果P1的最高位b8为1时，b6和b7位必须为0，b5-b1位表示待读取的基本文件的SFI；这时P2表示要读取数据起始位置在文件中的偏移量。 如果P1的最高位为0时，P1的后7位和P2相连共同组成了一个超过256的整数，表示待读取数据块的起始位置在文件中的偏移量，可以用于超过256Byte文件的读取。  
读取数据组1(机读取)的数据  
读取数据组2(编码人脸)的数据

出处：http://blog.csdn.net/rastevil/article/details/4531409

本文记录 USB CCID 标准中几个"复杂"的命令，复杂在于在这些命令身上花的时间较之简单的命令多许多或者是理解的时间比较晚，可能就是刚才。  
主要有以下几条：  
ccid\_T0APDU();  
ccid\_Secure();  
ccid\_Escape();  
ccid\_Abort();  
ccid\_Mechanical();  
ccid\_SetDataRateAndClockFrequency();   
  
ccid\_T0APDU(): 我们知道，当读卡器是APDU level时，并且卡片使用T=0协议进行通信，那么构造TPDU的任务就落在了读卡器身上。根据ISO7816规定，该角色需要将APDU构造成一组命令，其中包括GET\_RESPONSE()和ENVELOPE()命令，同时，由于每张卡片的CLA字段可以不同，这时，读卡器就需要一个规则来确定发送这2条命令时，选择的CLA是什么了。主机可以用ccid\_T0APDU()来设置该值，以后读卡器就知道该怎么做了。  
  
ccid\_Secure(): 该命令用于 PIN\_VERIFY 和 PIN\_MODIFY 时，也就是校验PIN和修改PIN，该命令复杂在于命令后面的参数，需要根据卡片特性来填充并且构造合适的APDU命令，比较麻烦。  
  
ccid\_Escape(): 该命令用于传输厂家定义的特殊命令，可以理解为扩展命令，比如有的卡片PIN\_VERIFY和PIN\_MODIFY就是通过这个命令来做的，是因为M$ ccid驱动不支持 ccid\_Secure()命令吧，我不确定？！  
  
ccid\_Abort(): 该命令是最难理解的一个，首先要明确 abort 什么东西？根据CCID，能够被 abort 的命令有以下几个：  
 PowerOn()、XfrBlock()、Escape()、Secure()、Mechanical() 和 Abort()本身。 从这些命令似乎很难看出 abort 到底有什么用处（个人原来一直认为没用，现在有所转变了），不过，根据标准和实际场景分析得出，这条诡异的命令主要有以下2个功能：  
 1）帮助 CCID 读卡器同步状态：  
 如何同步呢？这个太细节了，其实就是因为读卡器因为某些原因已经堵死了或者将要堵死，主机发送一对 abort 命令来救活读卡器；  
 2）帮助 HOST 端同步状态：  
 根据个人的理解，在主机端，靠状态机驱动时，增加这个 abort 状态和处理，能够达到同步状态，把状态机跑顺的作用。  
 我们可以假设一些使用该命令的场景：  
 1）读卡器执行一条需要等待对方应答或用户输入才能结束的命令，但应答或输入迟迟不到，这就堵死了？是的，标准没为它加超时机制（不绝对），所以它就只能死等，后续再来的命令当然也就无能为力了，不过我们可以用 abort 拯救它 -- 读卡器。  
 2）主机某个应用程序启动，准备操作读卡器读卡片，可能此时卡片状态或读卡器状态比较混沌，也许是上一个使用读卡器的应用没有安全退出，烂摊子留下来了，但我们不能被这种小事给弄死吧，我们可以发送2对 abort 命令来把之前的命令取消掉（如果有的话），至于为什么是2对，分析分析就知道了。不过后来发现，PowerOff 命令好像也可以做到，晕！  
 3）还是主机应用，可能需要读取很多数据，读到几片数据时，发现不爽了，不想读了（可能是超时了），自己来个 abort， 标记下，以后到的数据我都不当成是正常的数据，为什么还有数据到呢? 不是给 abort 了吗？ 因为我还不知道如何 abort 卡片正在进行的操作，如果卡片有数据传回来，我们没有办法打断，只能都收回来，结果就要看接收者如何利用这些数据，如果被 abort 了的话，可认为是无效数据而简单丢弃。

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