引言
USBKey作为一种安全产品，以其体积小，携带方便、 安全性好而受到大家的热捧。但是传统的usBKey功能过于 单一，只能用于网上银行的身份认证和加密签名，并且需要 安装驱动，增加了银行的发行成本和售后服务。虽然目前市 面上也已经有了无驱型UsBKey CoS，但基于HID协议，这 就限制了传输的速度。因此，研究一款基于Mass storage协 议的无驱型USBKey CoS显得尤为必要。
CoS(片内操作系统)，其主要功能是控制智能卡和外界 的信息交换，管理智能卡内的存储器并在卡完成各种命令的 处理。其中，与外界进行信息交换是cos最基本的要求。在 交换过程中，CoS所遵循的信息交换协议目前包括两类：异 步字符传输的T=0协议以及异步分组传输的T=l协议。这
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万方数据
两种信息交换协议的具体内容和实现机制在ISO／IEC7816—
3标准中作了规定；而CoS所应完成的管理和控制的基本功 能则在ISo／IEC7816—4标准中作出了规定。
1 COS的整体框架
CoS的框架主要由传输管理，命令管理，文件管理，安 全管理4部分组成【4J，如图l所示。
图l CoS逻辑结构
(1)传输管理层。传输管理层采用1s07816—3接触式卡 智能卡异步半双工字符传输(T=O)协议llJ。接口设备发送的命 令头由CLA、INS、Pl、P2、P3这5个连续字节组成，并和 数据一起构成命令传输协议数据单元。在这5个字节和数据 传送后，接口设备等待卡的应答。卡接收到5个命令字节后， 会向接口设备返回两个字节的状态字节以指明下一步的动作。
学术研究
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(2)命令管理层。Cos的命令系统是采用命令一应答的
方式，KEY是一个被动设备，等待接收由主机发出的命令， 处理后送出相应的应答。命令应笞机制见图212J。根据具体 命令和应答的不同，CoS的命令和响应有4种不同的情形， 如表1所示，其中Le表示要返回数据的个数，Lx表示还有 多少数据返回，Lc表示要发送数据的个数。
——一cLA INS Pl P2 Lc 数据 Le L—+
主 US电
机 KEY
_-一 数荆 s、Ⅳl sw2 l·I一
图2 COS命令应答
表l APDU传输情形表
具体可以分成3种情形，如
表2所示。其中CBW是主 机通过Bulk—out端点向设 备发送的命令块包，在 CBw中使用方向位和数据 传输长度域指明期待的传 输，使用CBwcB段填充 UFI命令或者自定义的命 令，CBW必须起始于包边 界，并且必须以3l字节的短 包传输结束，相继的数据包
图3命令／数据／状态流程
和csW包必须开始于一个新的包边界；csw向主机表明来
自于cBw包的命令块的执行状态。设备收到CBW包解析 处理后将通过Bull【一In端点发送一个CSW包，CSW开始于
包边界。并以13字节的短包结束。
(5)文件管理层。文件系统共有3级，根目录为MF，普 通目录为DF，EF为基本文件。其中MF，DF中存放的是
文件的记录，该记录的结构是由文件描述符、文件信息、文
件属性组成，总长度为128个字节。其中文件描述符由文 件标识、文件类型，文件大小、安全属性等20个字节组成； 文件信息由文件所在地址、文件名等96个字节组成；文件 属性则是由加密算法类型、模式等12个字节组成。
(4)安全管理层。安全管理模块主要包括COs在对卡中
文件进行访问时的权限控制和卡中信息的保密机制。在本文 的安全体系中，定义了3种安全属性(读，写．创建和删除文 件)和4种安全状态(制造商、发行商，使用者，访客)，只有 智能卡当前所处的安全状态与某个操作的安全属性相对应时 才允许执行。从一种安全状态转移到另一种状态的方法是输 入正确的口令吼
2基于Mass stoPage协议的命令传输
2．1 Mass storage协议简介 USB组织定义了海量存储设备规范，这个类规范包括4
个独立的子类规范，其中UsB Ma豁Storage C1ass Con—
trol／Bu墩／111terrupt(cBI)Tram：port和UsB Ma潞storage cb胬Bu墩一。心r Tran啪rt两个子规范定义了命令／数据／ 状态在USB上的传输方法。cBI传输规范使用control／
Bull【／Intem】pt这3种类型端点进行命令／数据／状态传送。 而Buu【一only传输规范仅使用Bull【端点传送命令／数据／ 状态。本文仅讨论Bulk—Omy传输规范。
2．2乩lk—OnIy传输规范在命令管理层中的应用 图3显示了Bulk—011ly命令／数据／状态传输的流程，(责任编辑：南粤论文中心)转贴于南粤论文中心: http://www.nylw.net(南粤论文中心__代写代发论文_毕业论文带写_广州职称论文代发_广州论文网）
