專利名稱：一種ic卡讀卡器及安全讀寫ic卡的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及一種集成電路卡(IC卡，Integrated Circuit Card)讀卡器以及安全讀寫IC卡的方法。
背景技術(shù)：
目前，電子簽名工具的應(yīng)用越來越廣泛，特別是在金融行業(yè)，為了保證交易的安全 性，網(wǎng)上銀行的用戶越來越多地使用電子簽名工具，比如USB Key，作為身份認證和交易認 證的手段。 此外，IC卡在日常生活中的應(yīng)用也越來越廣泛，例如，乘坐公共交通時可以使用的 公交IC卡進行刷卡；打電話時可以使用電話IC卡；繳納水費、電費以及煤氣費等日常開銷 費用時可以使用相應(yīng)的電卡、水卡以及煤氣卡等等。然而，通常對上述各種ic卡的充值操 作需要到指定的網(wǎng)點才能完成，這也給IC卡用戶帶來了一定的不便。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種IC卡讀卡器以及安全讀寫IC卡的方 法，將傳統(tǒng)IC卡讀寫裝置和USB接口以及安全芯片集成在一起，使得對IC卡的操作可以通 過互聯(lián)網(wǎng)在本地計算機上完成，極大地方便了 IC卡用戶的使用。 本發(fā)明所述IC卡讀卡器，包括安全芯片；USB接插件，連接到所述安全芯片USB 接口，用于將所述IC卡讀卡器連接到計算機，傳遞IC卡讀卡器與計算機之間交換的數(shù)據(jù)； 集成電路IC卡讀寫裝置，連接到安全芯片的輸入輸出接口，用于實現(xiàn)IC卡與IC卡讀卡器 的連接，傳遞IC卡讀卡器與IC卡之間交換的數(shù)據(jù)。 其中，上述安全芯片為中央處理器CPU,用于通過IC卡讀寫裝置讀取IC卡上的數(shù) 據(jù)，并通過USB接插件將從IC卡上讀取的數(shù)據(jù)發(fā)送出去；或通過USB接插件接收的發(fā)送給 IC卡的數(shù)據(jù)，并將所接收的數(shù)據(jù)寫入IC卡。 上述安全芯片包括加密解密處理模塊，用于對從IC卡上讀取的數(shù)據(jù)進行加密；或 對通過USB接插件接收的發(fā)送給IC卡的數(shù)據(jù)進行解密。 上述IC卡讀寫裝置包括IC卡讀卡器卡座，直接連接到安全芯片的輸入輸出接口 。
上述IC卡讀寫裝置包括IC卡接口轉(zhuǎn)換電路和IC卡讀卡器卡座；其中，IC卡讀卡 器卡座通過IC卡接口轉(zhuǎn)換電路連接到安全芯片的輸入輸出接口。 上述IC卡讀寫裝置包括射頻識別非接觸通訊模塊，直接連接到安全芯片的輸入 輸出接口。 上述IC卡讀寫裝置包括射頻識別非接觸接口轉(zhuǎn)接電路和非接觸通訊模塊；其中，
非接觸通訊模塊通過非接觸接口轉(zhuǎn)接電路連接到安全芯片的輸入輸出接口。 上述非接觸通訊模塊包括非接觸IC卡轉(zhuǎn)接芯片或射頻識別RFID轉(zhuǎn)接芯片或近
距離無線通訊NFC轉(zhuǎn)接芯片。 上述非接觸通訊模塊還可以進一步包括輸入輸出IO擴展芯片。
本發(fā)明所述的安全讀寫IC卡的方法，包括 IC卡讀卡器通過自身安全芯片控制自身IC卡讀寫裝置讀取IC卡上的數(shù)據(jù)，使用 安全芯片對從IC卡上讀取的數(shù)據(jù)進行加密，并將加密后的數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送到服務(wù)器；
IC卡讀卡器接收服務(wù)器通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送給IC卡的數(shù)據(jù)，通過自身安全芯片對接 收的數(shù)據(jù)進行解密，并通過安全芯片控制自身的IC卡讀寫裝置將解密后的數(shù)據(jù)寫入IC卡。
其中，IC卡讀卡器以SSL方式與服務(wù)器建立加密通訊通道實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的加密和解 密?；蛘逫C卡讀卡器中應(yīng)用數(shù)字信封技術(shù)與服務(wù)器建立加密通訊。 上述方法進一步包括服務(wù)器預(yù)先獲得IC卡讀卡器的公鑰以及IC卡讀卡器預(yù)先 獲得服務(wù)器的公鑰；此時，IC卡讀卡器對從IC卡上讀取的數(shù)據(jù)進行加密包括IC卡讀卡器 使用服務(wù)器的公鑰對從IC卡上讀取的數(shù)據(jù)進行加密；IC卡讀卡器對接收的數(shù)據(jù)進行解密 包括IC卡讀卡器使用自身的私鑰對接收的數(shù)據(jù)進行解密，其中，所接收的數(shù)據(jù)為服務(wù)器
使用ic卡讀卡器的公鑰進行加密后的數(shù)據(jù)。 由此可以看出，本發(fā)明提供的新型IC卡讀卡器將傳統(tǒng)IC卡讀卡器和USB接口以 及安全芯片集成在一起，使得對IC卡的操作可以安全地通過互聯(lián)網(wǎng)在本地計算機上完成，
極大地方便了 ic卡用戶的使用。
下面將通過參照附圖詳細描述本發(fā)明的示例性實施例，使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員
更清楚本發(fā)明的上述及其它特征和優(yōu)點，附圖中 圖1為本發(fā)明所述的IC卡讀卡器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明實施例1所述的IC卡讀卡器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明實施例1所述的IC卡讀卡器內(nèi)部USB接插件1的電路原理圖； 圖4為本發(fā)明實施例1所述的IC卡讀卡器內(nèi)部安全芯片2的電路原理圖； 圖5為本發(fā)明實施例1所述的IC卡讀卡器內(nèi)部IC卡讀卡器卡座4的電路原理
圖； 圖6為本發(fā)明實施例2所述的IC卡讀卡器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7為本發(fā)明實施例2所述的IC卡讀卡器內(nèi)部安全芯片2的電路原理圖； 圖8為本發(fā)明實施例2所述的IC卡讀卡器內(nèi)部IC卡接口轉(zhuǎn)換電路5和IC卡讀
卡器卡座4的電路原理圖； 圖9為本發(fā)明實施例3所述的IC卡讀卡器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖； 圖10為本發(fā)明實施例3所述的IC卡讀卡器內(nèi)部非接觸通訊模塊6的電路原理
圖； 圖11為本發(fā)明實施例4所述的IC卡讀卡器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖； 圖12為本發(fā)明實施例4所述的IC卡讀卡器內(nèi)部一種非接觸接口轉(zhuǎn)接電路7的電
路原理圖； 圖13為本發(fā)明實施例4所述的IC卡讀卡器內(nèi)部另一種非接觸接口轉(zhuǎn)接電路7的 電路原理圖； 圖14為本發(fā)明實施例4所述的IC卡讀卡器內(nèi)部非接觸通訊模塊6的電路原理 5
圖15為本發(fā)明實施例5所述的IC卡讀卡器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖； 圖16為本發(fā)明實施例6所述的IC卡讀卡器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖； 圖17為本發(fā)明實施例7所述的IC卡讀卡器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖； 圖18為本發(fā)明實施例8所述的IC卡讀卡器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本發(fā)明 做進一步詳細說明。 本發(fā)明所提供的IC卡讀卡器，在現(xiàn)有的IC卡讀卡器的基礎(chǔ)之上增加了安全芯片 和USB接口，使得對IC卡的讀寫操作可以通過互聯(lián)網(wǎng)在本地計算機上完成，極大地方便了 IC卡用戶的使用。更進一步，本發(fā)明所提供的IC卡讀卡器還可以進一步增加電子簽名工具 的各種功能，即將電子簽名工具和IC卡讀卡器集成在一起，使得對IC卡的讀寫操作，例如 充值等操作，可以通過電子簽名工具以及網(wǎng)上銀行在本地計算機上完成，極大地方便了 IC 卡用戶的使用。 總體上來講，本發(fā)明所提供的IC卡讀卡器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要包括USB 接插件1、安全芯片2以及IC卡讀寫裝置3。其中，所述USB接插件1連接到安全芯片2的 USB接口或輸入輸出1/0接口上，IC卡讀寫裝置3連接到安全芯片2的I/0接口上。需要 說明的是，在本發(fā)明中，上述IC卡讀寫裝置3可以采用接觸式的IC卡讀卡器卡座，也可以 采用非接觸通信裝置，例如，非接觸IC卡讀寫裝置，射頻識別(RFID) IC卡讀寫裝置，又或者 是近距離無線通訊(NFC)IC卡讀寫裝置。 其中，上述USB接插件1用于將所述IC卡讀卡器連接到本地計算機的USB接插件 上，實現(xiàn)IC卡讀卡器與本地計算機之間的物理連接，以傳遞IC卡讀卡器與本地計算機之間 交換的數(shù)據(jù)。 IC卡讀寫裝置3用于實現(xiàn)IC卡與IC卡讀卡器的連接，以傳遞IC卡讀卡器與IC 卡之間交換的數(shù)據(jù)。 在IC卡讀卡器的USB接插件1插入本地計算機的USB接插件，并將IC卡插入或 者靠近IC卡讀寫裝置3后，安全芯片2 —方面可以通過IC卡讀寫裝置3讀取IC卡上的數(shù) 據(jù)，并通過USB接插件1、本地計算機以及互聯(lián)網(wǎng)將從IC卡上讀取的數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器，例 如網(wǎng)上銀行的后臺服務(wù)器；另一方面可以通過互聯(lián)網(wǎng)、本地計算機以及USB接插件l，接收 服務(wù)器發(fā)送給IC卡的數(shù)據(jù)，并將所接收的數(shù)據(jù)寫入IC卡。 較佳地，為了保證在IC卡讀卡器和服務(wù)器之間傳遞的IC卡數(shù)據(jù)的安全性，安全芯 片2包括加密解密處理模塊，用于對服務(wù)器和IC卡之間傳遞的數(shù)據(jù)進行加密，包括一方面 對從IC卡上讀取的數(shù)據(jù)進行加密，再將加密后的數(shù)據(jù)通過USB接插件1、本地計算機以及 互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送出去；另一方面對通過互聯(lián)網(wǎng)、本地計算機以及USB接插件1接收的數(shù)據(jù)進行解 密，再將解密后的數(shù)據(jù)寫入ic卡。 具體來講，在實際應(yīng)用中，IC卡讀卡器中的安全芯片2可以應(yīng)用安全鎖層(SSL， Secure Socket Layer)方式與服務(wù)器建立加密通訊通道?；蛘?，IC卡讀卡器中的安全芯片 2可以應(yīng)用數(shù)字信封技術(shù)與服務(wù)器建立加密通訊。又或者，服務(wù)器預(yù)先獲得IC卡讀卡器的 公鑰KP1和自身的私鑰KS2 ;而IC卡讀卡器預(yù)先獲得服務(wù)器的公鑰KP2和自身的私鑰KSl。此時，在數(shù)據(jù)傳輸過程中，一方面服務(wù)器將需要發(fā)送給IC卡的數(shù)據(jù)使用KP1進行加密后，通 過互聯(lián)網(wǎng)以及本地計算機發(fā)送給IC卡讀卡器，IC卡讀卡器內(nèi)部的安全芯片2使用KS1將數(shù) 據(jù)解密后，再通過IC卡讀寫裝置3寫入IC卡；另一方面，IC卡讀卡器將通過IC卡讀寫裝 置3從IC卡讀取的數(shù)據(jù)使用KP2進行加密后，通過本地計算機以及互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送給服務(wù)器， 服務(wù)器使用KS2解密，然后再進行后續(xù)處理。 由此可以看出，本發(fā)明提供的新型IC卡讀卡器在傳統(tǒng)IC卡讀卡器之上集成了USB 接口和安全芯片，使得對IC卡的讀寫操作可以在本地計算機上完成，極大地方便了 IC卡用 戶的使用。 除此之外，本發(fā)明的實施例還提供了一種通過IC卡讀卡器安全讀寫IC卡的方法， 當將上述IC卡讀卡器插入本地計算機的USB接口 ，并將IC卡插入或者靠近上述IC卡讀卡 器后，即可通過該IC卡讀卡器完成對IC卡的讀寫操作，該方法具體包括
IC卡讀卡器通過自身安全芯片控制自身IC卡讀寫裝置讀取IC卡上的數(shù)據(jù)，使用 安全芯片對從IC卡上讀取的數(shù)據(jù)進行加密，并將加密后的數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送到服務(wù)器； IC卡讀卡器接收服務(wù)器通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送給IC卡的數(shù)據(jù)，通過自身安全芯片對接收的數(shù)據(jù) 進行解密，并通過安全芯片控制自身的IC卡讀寫裝置將解密后的數(shù)據(jù)寫入IC卡。在這里， 上述服務(wù)器可以是網(wǎng)上銀行的后臺服務(wù)器。 通過上述讀寫IC卡的方法，使用IC卡讀卡器的用戶可以直接在本地完成對IC卡 的讀寫操作，例如對IC卡進行充值等等。 如前所述，在實際應(yīng)用中，IC卡讀卡器可以SSL方式與服務(wù)器建立加密通訊通道。 或者，IC卡讀卡器可以應(yīng)用數(shù)字信封技術(shù)與服務(wù)器建立加密通訊?；蛘撸?wù)器預(yù)先獲得 IC卡讀卡器的公鑰KP1和自身的私鑰KS2 ;而IC卡讀卡器預(yù)先獲得服務(wù)器的公鑰KP2和自 身的私鑰KS1。此時，在數(shù)據(jù)傳輸過程中，一方面服務(wù)器將需要發(fā)送給IC卡的數(shù)據(jù)使用KPl 進行加密后，通過互聯(lián)網(wǎng)以及本地計算機發(fā)送給IC卡讀卡器，IC卡讀卡器使用KS1將數(shù)據(jù) 解密后，再通過IC卡讀寫裝置3寫入IC卡；另一方面，IC卡讀卡器將通過IC卡讀寫裝置3 從IC卡讀取的數(shù)據(jù)使用KP2進行加密后，通過本地計算機以及互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送給服務(wù)器，服務(wù) 器使用KS2解密，然后再進行后續(xù)處理。 下面將通過具體的實施例詳細說明本發(fā)明所述IC卡讀卡器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
實施例1 : 在本實施例中，IC卡讀寫裝置3采用接觸式的IC卡讀寫方式，具體為IC卡讀卡 器卡座4。 實施例1所述的IC卡讀卡器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括USB接插件1、安全芯 片2以及IC卡讀卡器卡座4。其中，USB接插件l連接到安全芯片2的USB接口或I/0接 口上；IC卡讀卡器卡座4直接連接到安全芯片2的1/0接口上。此外，在本實施例1中，USB 接插件1、安全芯片2以及IC卡讀卡器卡座4的功能與圖1所示的USB接插件1、安全芯片 2以及IC卡讀寫裝置3的功能相同，在此不再贅述。 圖3為圖2所示的USB接插件1的電路原理圖。圖4為圖2所示的安全芯片2的 電路原理圖。圖5為圖2所示的IC卡讀卡器卡座4的電路原理圖。 如圖4所示，本實施例所述的安全芯片2包括一個主CPU及其由閃存(Flash)等元 器件構(gòu)成的外圍電路。其中，常用主CPU可以采用中興公司生產(chǎn)的Z8D168或Z32L256D32U，意法半導體(ST)公司生產(chǎn)的ST19XT34;上述Flash主要用于外部數(shù)據(jù)存儲，常用的Flash 可以采用串行Flash芯片25P80。更進一步，為了顯示寫入IC卡的信息或從IC卡讀取的 信息，上述安全芯片2還可以包括一個顯示裝置，例如型號為CBJCM 5010的液晶顯示屏 (LCD)。需要說明的是，上述顯示裝置并不是本實施例中必要的元器件。
需要說明的是，在本實施例的附圖中，例如圖3、圖4和圖5中，不同元器件上使用 相同名稱標注的管腳代表的是連接到一起的管腳，例如圖4所示的主中央處理器(CPU)上 由VCC標注的管腳8， 14， 29和31代表這些管腳均連接至電源電壓；而由GND標注的管腳2， 9， 17和30均連接至電源地。 另外，圖3所示的USB接插件1上分別通過由D-和D+標注的管腳2和3將連接 到圖4所示的主CPU上分別由D-和D+標注的管腳7和6，實現(xiàn)USB接插件1和安全芯片2 之間的連接。圖5所示的IC卡讀卡器卡座4通過由SCC RST標注的管腳2， SCC CLK標注 的管腳3以及SCC SIO標注的管腳7連接到圖4所示的主CPU上分別由SCC RST， SCC CLK 以及SCC SIO標注的I/O接口管腳23， 22和24，實現(xiàn)IC卡讀卡器卡座4和安全芯片2之間 的連接。 由此可以看出，在本實施例中，USB接插件1和IC卡讀卡器卡座4均直接連接到安 全芯片2所包含的主CPU上，實現(xiàn)了 USB接口 ，安全芯片和IC卡讀卡器卡座的集成。從而， 通過圖2所示的IC卡讀卡器，IC卡用戶可以在本地計算機上通過網(wǎng)上銀行完成對IC卡的 操作，例如對IC卡進行充值等等，從而極大地方便了 IC卡用戶的使用。
實施例2: 在本實施例中，IC卡讀寫裝置3也采用接觸式的IC卡讀寫方式，具體包括IC卡 接口轉(zhuǎn)換電路5以及IC卡讀卡器卡座4。 實施例2所述的IC卡讀卡器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖6所示，包括USB接插件1、安全芯 片2、IC卡接口轉(zhuǎn)換電路5以及IC卡讀卡器卡座4。其中，USB接插件1連接到安全芯片2 的USB接口或I/O接口上；IC卡讀卡器卡座4通過IC卡接口轉(zhuǎn)換電路5連接到安全芯片 2的1/0接口上。此外，在本實施例1中，USB接插件1、安全芯片2以及IC卡讀卡器卡座 4的功能與圖1所示的USB接插件1、安全芯片2以及IC卡讀寫裝置3的功能相同，在此不 再贅述。 本實施例中，USB接插件1的電路原理圖參見圖3。圖7為圖6所示的安全芯片2 的電路原理圖。圖8為圖6所示的IC卡接口轉(zhuǎn)換電路5與IC卡讀卡器卡座4的電路原理 圖。 如圖7所示，本實施例所述的安全芯片2可以包括一個主CPU及其由Flash等 元器件構(gòu)成的外圍電路。其中，如前所述常用主CPU可以采用中興公司生產(chǎn)的Z8D168或 Z32L256D32U，或ST的ST19XT34 ;上述Flash可以采用串行Flash芯片25P80。
如圖8所示，本實施例所示的IC卡接口轉(zhuǎn)換電路5可以采用恩智浦半導體(NXP) 公司的TDA8023, TDA8023是一個供同步或異步IC卡使用的完全低本高效且低功耗的模擬 接口，它可以放置在IC卡與微控制器之間，僅需極少的外部元件就可執(zhí)行所有供電、保護 和控制功能。在本實施例中，TDA8023上的管腳12， 13， 14， 16， 17和18分別連接到IC卡讀 卡器卡座4的管腳8， 4， 7， 3， 1和2，由此，實現(xiàn)IC卡讀卡器卡座4到安全芯片2的連接。
需要說明的是，在圖7和圖8中，不同元器件上使用相同名稱標注的管腳代表的也是連接到一起的管腳。 另外，如前所述，圖3所示的USB接插件1上分別通過由D-和D+標注的管腳2和 3將連接到圖7所示的主CPU上分別由D-和D+標注的管腳13和14，實現(xiàn)USB接插件1和 安全芯片2之間的連接。 圖8所示的IC卡接口轉(zhuǎn)換電路5通過由CINT標注的管腳2， SDA標注的管腳5， SCL標注的管腳6， OSCO標注的管腳9以及CIOUC標注的管腳11連接到圖7所示的主CPU 上分別由CINT， SDA， SCL， OSCO以及CIOUC標注的I/O接口管腳6， 18， 5， 17和20，實現(xiàn)IC 卡接口轉(zhuǎn)換電路5和安全芯片2之間的連接。 由此可以看出，在本實施例中，USB接插件1直接連接到安全芯片2所包含的主 CPU上，IC卡讀卡器卡座4通過IC卡接口轉(zhuǎn)換電路5連接到安全芯片2所包含的主CPU 上，實現(xiàn)了 USB接口 ，安全芯片和IC卡讀卡器卡座的集成。從而，通過圖6所示的IC卡讀 卡器，IC卡用戶可以在本地計算機上通過網(wǎng)上銀行完成對IC卡的操作，例如對IC卡進行 充值等等，從而極大地方便了 IC卡用戶的使用。
實施例3: 在本實施例中，IC卡讀寫裝置3采用非接觸讀寫裝置，具體為非接觸通訊模塊6。 通過上述非接觸通訊模塊可以實現(xiàn)對IC卡數(shù)據(jù)的讀寫操作。 實施例3所述的IC卡讀卡器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖9所示，包括USB接插件1、安全芯 片2以及非接觸通訊模塊6。其中，USB接插件1連接到安全芯片2的USB接口或I/O接口 上；非接觸通訊模塊6直接連接到安全芯片2的1/0接口上。此外，在本實施例3中，USB 接插件1、安全芯片2以及非接觸通訊模塊6的功能與圖1所示的USB接插件1、安全芯片 2以及IC卡讀寫裝置3的功能相同，在此不再贅述。 在本實施例中，USB接插件1的電路原理圖參見圖3 ;安全芯片2的電路原理圖參 見圖4。圖10為圖9所示的非接觸通訊模塊6的電路原理圖。 如前所述，圖3所示的USB接插件1上分別通過由D-和D+標注的管腳2禾P 3將 連接到圖4所示的主CPU上分別由D-和D+標注的管腳7和6，實現(xiàn)USB接插件1和安全芯 片2之間的連接。 圖10所示的非接觸通訊模塊6通過由TX1標注的管腳，RX標注的管腳以及TX2標 注的管腳連接到圖4所示的主CPU上分別由SCC RST， SCCCLK以及SCC SIO標注的I/O接 口管腳23， 22和24，實現(xiàn)非接觸通訊模塊6和安全芯片2之間的連接。
由此可以看出，在本實施例中，USB接插件1和非接觸通訊模塊6直接連接到安全 芯片2所包含的主CPU上，實現(xiàn)了USB接口，安全芯片和非接觸讀寫裝置的集成。從而，通 過圖9所示的IC卡讀卡器，IC卡用戶可以在本地計算機上通過網(wǎng)上銀行完成對IC卡的操 作，例如對IC卡進行充值等等，從而極大地方便了 IC卡用戶的使用。
實施例4 : 在本實施例中，IC卡讀寫裝置也采用非接觸讀寫裝置，具體包括非接觸通訊模塊 6和非接觸接口轉(zhuǎn)接電路7。 實施例4所述的IC卡讀卡器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖11所示，包括USB接插件1、安全芯 片2、非接觸接口轉(zhuǎn)接電路7以及非接觸通訊模塊6。其中，USB接插件1連接到安全芯片2 的USB接口或I/O接口上；非接觸通訊模塊6通過非接觸接口轉(zhuǎn)接電路7連接到安全芯片2的1/0接口上。此外，在本實施例4中，USB接插件1、安全芯片2以及非接觸通訊模塊6 的功能與圖1所示的USB接插件1、安全芯片2以及IC卡讀寫裝置3的功能相同，在此不再 贅述。 在本實施例中，USB接插件1的電路原理圖參見圖3。安全芯片2的電路原理圖參 見圖7。圖12為一種非接觸接口轉(zhuǎn)接電路7的電路原理圖。圖12中所示的芯片可以采用 非接觸IC卡轉(zhuǎn)接芯片、RFID轉(zhuǎn)接芯片或NFC轉(zhuǎn)接芯片，例如具體可以采用NXP公司的MF RC522作為轉(zhuǎn)接芯片，MF RC522是NXP公司針對"三表"應(yīng)用推出的一款低電壓、低功耗、 低成本、體積小的非接觸式讀寫芯片，適用于各種基于IS0/IEC 14443A標準并且要求低成 本、小尺寸、高性能以及單電源的非接觸式通信的應(yīng)用場合。圖13為另一種非接觸接口轉(zhuǎn) 接電路7的電路原理圖。從圖13可以看出，除了轉(zhuǎn)接芯片之外，非接觸接口轉(zhuǎn)接電路7還 包括10擴展芯片用于擴展CPU所能提供的10端口數(shù)目以滿足轉(zhuǎn)接芯片對10端口數(shù)目的 要求。圖14為圖11所示的非接觸通訊模塊6的電路原理圖。 如前所述，圖3所示的USB接插件1上分別通過由D-和D+標注的管腳2禾P 3將 連接到圖7所示的主CPU上分別由D-和D+標注的管腳13和14，實現(xiàn)USB接插件1和安全 芯片2之間的連接。 圖14所示的非接觸通訊模塊6通過由TX1標注的管腳，RX標注的管腳，TX2標注 的管腳，TVSS標注的管腳以及VMID標注的管腳連接到圖12或圖13所示的非接觸接口轉(zhuǎn) 接電路7中由TX1， RX， TX2以及VMID標注的管腳11， 17， 13， 10， 14以及16，實現(xiàn)非接觸通 訊模塊6和非接觸接口轉(zhuǎn)接電路7之間的連接。 圖12所示的非接觸接口轉(zhuǎn)接電路7中由NRSPD， SCK， M0SI以及MISO標注的管腳 6， 29， 30以及31連接到圖7所示主CPU上分別由CI0UC， SCK， MOSI以及MISO標注的I/0 接口管腳20，4， 1和3，實現(xiàn)圖12所示非接觸接口轉(zhuǎn)接電路7和安全芯片2之間的連接。
圖13所示的非接觸接口轉(zhuǎn)接電路7中由D0-D7標注的管腳24_31連接IO擴展芯 片上由D0-D7標注的管腳1-8 ;10擴展芯片上由SCL和SDA標注的管腳9和10連接到圖7 所示主CPU上由SCK和MISO標注的1/0接口管腳4和3，實現(xiàn)圖13所示非接觸接口轉(zhuǎn)接電 路7和安全芯片2之間的連接。 由此可以看出，在本實施例中，USB接插件1直接連接到安全芯片2所包含的主 CPU上，非接觸通訊模塊6通過非接觸接口轉(zhuǎn)接電路7連接到安全芯片2所包含的主CPU 上，實現(xiàn)了 USB接口 ，安全芯片和非接觸讀寫裝置的集成。從而，通過圖11所示的IC卡讀 卡器，IC卡用戶可以在本地計算機上通過網(wǎng)上銀行完成對IC卡的操作，例如對IC卡進行 充值等等，從而極大地方便了 IC卡用戶的使用。
實施例5 : 在本實施例中，IC卡讀寫裝置包括既接觸式的IC卡讀寫裝置，還包括非接觸式的 IC卡讀寫裝置，具體包括IC卡讀卡器卡座4以及非接觸通訊模塊6。 實施例5所述的IC卡讀卡器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖15所示，包括USB接插件1、安全芯 片2、 IC卡讀卡器卡座4以及非接觸通訊模塊6。其中，USB接插件1連接到安全芯片2的 USB接口或I/O接口上；IC卡讀卡器卡座4和非接觸通訊模塊6直接連接到安全芯片2的 1/0接口上。此外，在本實施例5中，USB接插件1、安全芯片2、 IC卡讀卡器卡座4和非接 觸通訊模塊6的功能與圖1所示的USB接插件1、安全芯片2以及IC卡讀寫裝置3的功能相同，在此不再贅述。 本實施例中，USB接插件1的電路原理圖如圖3所示；安全芯片2的電路原理圖如 圖4所示；IC卡讀卡器卡座4的電路原理圖如圖5所示；非接觸通訊模塊6的原理圖如圖 IO所示。 如前所述，圖3所示的USB接插件1上分別通過由D-和D+標注的管腳2禾P 3將 連接到圖4所示的主CPU上分別由D-和D+標注的管腳7和6，實現(xiàn)USB接插件1和安全芯 片2之間的連接。 圖5所示的IC卡讀卡器卡座4通過由SCC RST標注的管腳2， SCC CLK標注的管 腳3以及SCC SIO標注的管腳7連接到圖4所示的主CPU上分別由SCC RST， SCC CLK以及 SCC SIO標注的I/O接口管腳23， 22和24，實現(xiàn)IC卡讀卡器卡座4和安全芯片2之間的連 接。 圖10所示的非接觸通訊模塊6通過由TX1標注的管腳，TX2標注的管腳以及RX標 注的管腳連接到圖4所示的主CPU上分別由TX1， TX2以及RX標注的1/0接口管腳15，16 和10，實現(xiàn)非接觸通訊模塊6和安全芯片2之間的連接。 由此可以看出，在本實施例中，USB接插件1、 IC卡讀卡器卡座4以及非接觸通訊 模塊6均直接連接到安全芯片2所包含的主CPU上，實現(xiàn)了 USB接口 ，安全芯片和IC卡讀 卡器卡座以及非接觸讀寫裝置的集成。從而，通過圖14所示的IC卡讀卡器，IC卡用戶可 以在本地計算機上通過網(wǎng)上銀行完成對IC卡的操作，例如對IC卡進行充值等等，從而極大 地方便了 IC卡用戶的使用。
實施例6 : 在本實施例中，IC卡讀寫裝置既包括接觸式的IC卡讀寫裝置，又包括非接觸式的 IC卡讀寫裝置，具體包括IC卡接口轉(zhuǎn)換電路5、 IC卡讀卡器卡座4以及非接觸通訊模塊6。
實施例6所述的IC卡讀卡器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖16所示，包括USB接插件1、安全芯 片2、IC卡接口轉(zhuǎn)換電路5、IC卡讀卡器卡座4以及非接觸通訊模塊6。其中，USB接插件1 連接到安全芯片2的USB接口或I/O接口上；IC卡讀卡器卡座4通過IC卡接口轉(zhuǎn)換電路5 連接到安全芯片2的1/0接口上，而非接觸通訊模塊6直接連接到安全芯片2的1/0接口 上。此外，在本實施例6中，USB接插件1、安全芯片2、 IC卡讀卡器卡座4和非接觸通訊模 塊6的功能與圖1所示的USB接插件1、安全芯片2以及IC卡讀寫裝置3的功能相同，在此 不再贅述。 本實施例中，USB接插件1的電路原理圖如圖3所示；安全芯片2的電路原理圖如 圖7所示；IC卡接口轉(zhuǎn)換電路5和IC卡讀卡器卡座4的電路原理圖如圖8所示；非接觸通 訊模塊6的原理圖如圖10所示。 如前所述，圖3所示的USB接插件1上分別通過由D-和D+標注的管腳2禾P 3將 連接到圖7所示的主CPU上分別由D-和D+標注的管腳13和14，實現(xiàn)USB接插件1和安全 芯片2的連接。 圖8所示的IC卡接口轉(zhuǎn)換電路5通過由CINT標注的管腳2， SDA標注的管腳5， SCL標注的管腳6， OSCO標注的管腳9以及CIOUC標注的管腳11連接到圖7所示的主CPU 上分別由CINT， SDA， SCL， OSCO以及CIOUC標注的I/O接口管腳6， 18， 5， 17和20，實現(xiàn)IC 卡接口轉(zhuǎn)換電路5和安全芯片2的連接。
圖10所示的非接觸通訊模塊6通過由TX1標注的管腳，TX2標注的管腳以及RX標 注的管腳連接到圖7所示的主CPU上分別由TX1， TX2以及RX標注的1/0接口管腳1，3和 4，實現(xiàn)非接觸通訊模塊6和安全芯片2的連接。 由此可以看出，在本實施例中，USB接插件1以及非接觸通訊模塊6直接連接到安 全芯片2所包含的主CPU上，IC卡讀卡器卡座4通過IC卡接口轉(zhuǎn)換電路5連接到安全芯 片2所包含的主CPU上，實現(xiàn)了 USB接口 ，安全芯片和IC卡讀卡器卡座以及非接觸讀寫裝 置集成。從而，通過圖16所示的IC卡讀卡器，IC卡用戶可以在本地計算機上通過網(wǎng)上銀 行完成對IC卡的操作，例如對IC卡進行充值等等，從而極大地方便了 IC卡用戶的使用。
實施例7: 在本實施例中，IC卡讀寫裝置即包括接觸式的IC卡讀寫裝置，又包括非接觸式的 IC卡讀寫裝置，具體包括IC卡讀卡器卡座4，非接觸接口轉(zhuǎn)接電路7以及非接觸通訊模塊 6。 實施例7所述的IC卡讀卡器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖17所示，包括USB接插件1、安全 芯片2、IC卡讀卡器卡座4、非接觸接口轉(zhuǎn)接電路7以及非接觸通訊模塊6。其中，USB接插 件1連接到安全芯片2的USB接口或I/O接口上；IC卡讀卡器卡座4直接連接到安全芯片 2的1/0接口上，而非接觸通訊模塊6通過非接觸接口轉(zhuǎn)接電路7連接到安全芯片2的1/ O接口上。此外，在本實施例7中，USB接插件1、安全芯片2、 IC卡讀卡器卡座4和非接觸 通訊模塊6的功能與圖1所示的USB接插件1、安全芯片2以及IC卡讀寫裝置3的功能相 同，在此不再贅述。 本實施例中，USB接插件1的電路原理圖如圖3所示；安全芯片2的電路原理圖如 圖7所示；IC卡讀卡器卡座4的電路原理圖如圖5所示；非接觸接口轉(zhuǎn)接電路7的電路原 理圖如圖12或圖13所示；非接觸通訊模塊6的電路原理圖如圖14所示。
如前所述，圖3所示的USB接插件1上分別通過由D-和D+標注的管腳2禾P 3將 連接到圖7所示的主CPU上分別由D-和D+標注的管腳13和14，實現(xiàn)USB接插件1和安全 芯片2的連接。 圖5所示的IC卡讀卡器卡座4通過由SCC RST標注的管腳2， SCC CLK標注的管 腳3以及SCC SIO標注的管腳7連接到圖7所示的主CPU上分別由SCC RST， SCC CLK以及 SCC SIO標注的I/O接口管腳5， 17和18，實現(xiàn)IC卡讀卡器卡座4和安全芯片2之間的連 接。 圖13所示的非接觸通訊模塊6通過由TX1標注的管腳，RX標注的管腳，TX2標注
的管腳，TVSS標注的管腳以及VMID標注的管腳連接到圖12或圖13所示的非接觸接口轉(zhuǎn)
接電路7中由TX1， RX， TX2以及VMID標注的管腳11， 17， 13， 10， 14以及16。 圖12所示的非接觸接口轉(zhuǎn)接電路7中由NRSPD， SCK，MOSI以及MISO標注的管腳
6， 29， 30以及31連接到圖7所示主CPU上分別由CI0UC， SCK， MOSI以及MISO標注的I/0
接口管腳20，4， 1和3，實現(xiàn)非接觸接口轉(zhuǎn)接電路7和安全芯片2之間的連接。 圖13所示的非接觸接口轉(zhuǎn)接電路7中由D0-D7標注的管腳24-31連接IO擴展芯
片上由D0-D7標注的管腳1-8 ;10擴展芯片上由SCL和SDA標注的管腳9和10連接到圖7
所示主CPU上由SCK和MISO標注的1/0接口管腳4和3，實現(xiàn)圖13所示非接觸接口轉(zhuǎn)接電
路7和安全芯片2之間的連接。
由此可以看出，在本實施例中，USB接插件1以及IC卡讀卡器卡座4直接連接到 安全芯片2所包含的主CPU上，非接觸通訊模塊6通過非接觸接口轉(zhuǎn)接電路7連接到安全 芯片2所包含的主CPU上，實現(xiàn)了 USB接口 ，安全芯片和IC卡讀卡器卡座以及非接觸讀寫 裝置的集成。從而，通過圖17所示的IC卡讀卡器，IC卡用戶可以在本地計算機上通過網(wǎng) 上銀行完成對IC卡的操作，例如對IC卡進行充值等等，從而極大地方便了 IC卡用戶的使 用。 實施例8: 在本實施例中，IC卡讀寫裝置即包括接觸式的IC卡讀寫裝置，又包括非接觸式的 IC卡讀寫裝置，具體包括IC卡接口轉(zhuǎn)換電路5、IC卡讀卡器卡座4，非接觸接口轉(zhuǎn)接電路7 以及非接觸通訊模塊6。 實施例8所述的IC卡讀卡器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖18所示，包括USB接插件1、安全芯 片2、 IC卡接口轉(zhuǎn)換電路5、 IC卡讀卡器卡座4、非接觸接口轉(zhuǎn)接電路7以及非接觸通訊模 塊6。其中，USB接插件1連接到安全芯片2的USB接口或I/O接口上；IC卡讀卡器卡座4 通過IC卡接口轉(zhuǎn)換電路5連接到安全芯片2的I/O接口上，非接觸通訊模塊6通過非接觸 接口轉(zhuǎn)接電路7連接到安全芯片2的1/0接口上。此外，在本實施例8中，USB接插件1、安 全芯片2、IC卡讀卡器卡座4和非接觸通訊模塊6的功能與圖1所示的USB接插件1、安全 芯片2以及IC卡讀寫裝置3的功能相同，在此不再贅述。 本實施例中，USB接插件1的電路原理圖如圖3所示；安全芯片2的電路原理圖如 圖7所示；IC卡接口轉(zhuǎn)換電路5和IC卡讀卡器卡座4的電路原理圖如圖8所示；非接觸接 口轉(zhuǎn)接電路7的電路原理圖如圖12或圖13所示；非接觸通訊模塊6的電路原理圖如圖14 所示。 如前所述，圖3所示的USB接插件1上分別通過由D-和D+標注的管腳2禾P 3將 連接到圖7所示的主CPU上分別由D-和D+標注的管腳13和14，實現(xiàn)USB接插件1和安全 芯片2的連接。 圖8所示的IC卡接口轉(zhuǎn)換電路5通過由CINT標注的管腳2， SDA標注的管腳5， SCL標注的管腳6， OSCO標注的管腳9以及CIOUC標注的管腳11連接到圖7所示的主CPU 上分別由CINT， SDA， SCL， OSCO以及CIOUC標注的I/O接口管腳6， 18， 5， 17和20，實現(xiàn)IC 卡接口轉(zhuǎn)換電路5和安全芯片2的連接。 圖14所示的非接觸通訊模塊6通過由TX1標注的管腳，RX標注的管腳，TX2標注 的管腳，TVSS標注的管腳以及VMID標注的管腳連接到圖12所示的非接觸接口轉(zhuǎn)接電路7 中由TX1， RX， TX2以及VMID標注的管腳11， 17， 13， 10， 14以及16。 圖12所示的非接觸接口轉(zhuǎn)接電路7中由NRSPD， SCK， MOSI以及MISO標注的管腳
6， 29， 30以及31連接到圖7所示主CPU上分別由CI0UC， SCK， MOSI以及MISO標注的I/0
接口管腳20，4， 1和3，實現(xiàn)非接觸接口轉(zhuǎn)接電路7和安全芯片2的連接。 圖13所示的非接觸接口轉(zhuǎn)接電路7中由D0-D7標注的管腳24-31連接IO擴展芯
片上由D0-D7標注的管腳1-8 ;10擴展芯片上由SCL和SDA標注的管腳9和10連接到圖7
所示主CPU上由SCK和MISO標注的1/0接口管腳4和3，實現(xiàn)圖13所示非接觸接口轉(zhuǎn)接電
路7和安全芯片2之間的連接。 由此可以看出，在本實施例中，USB接插件1直接連接到安全芯片2所包含的主
13CPU上，非接觸通訊模塊6通過非接觸接口轉(zhuǎn)接電路7連接到安全芯片2所包含的主CPU 上，IC卡讀卡器卡座4通過IC卡接口轉(zhuǎn)換電路連接到安全芯片2所包含的主CPU上，實現(xiàn) 了USB接口，安全芯片和IC卡讀卡器卡座以及非接觸讀寫裝置的集成。從而，通過圖18所 示的IC卡讀卡器，IC卡用戶可以在本地計算機上通過網(wǎng)上銀行完成對IC卡的操作，例如 對IC卡進行充值等等，從而極大地方便了 IC卡用戶的使用。 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種IC卡讀卡器，其特征在于，包括安全芯片；USB接插件，連接到所述安全芯片USB接口或輸入輸出接口，用于將所述IC卡讀卡器連接到計算機，傳遞IC卡讀卡器與計算機之間交換的數(shù)據(jù)；IC卡讀寫裝置，連接到安全芯片的輸入輸出接口，用于實現(xiàn)IC卡與IC卡讀卡器的連接，傳遞IC卡讀卡器與IC卡之間交換的數(shù)據(jù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的IC卡讀卡器，其特征在于，所述安全芯片包括中央處理器 CPU,用于通過IC卡讀寫裝置讀取IC卡上的數(shù)據(jù)，并通過USB接插件將從IC卡上讀取的數(shù) 據(jù)發(fā)送出去；或通過USB接插件接收的發(fā)送給IC卡的數(shù)據(jù)，并將所接收的數(shù)據(jù)寫入IC卡。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的IC卡讀卡器，其特征在于，所述安全芯片包括加密解密處理 模塊，用于對從IC卡上讀取的數(shù)據(jù)進行加密；或?qū)νㄟ^USB接插件接收的發(fā)送給IC卡的數(shù) 據(jù)進行解密。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的IC卡讀卡器，其特征在于，所述IC卡讀寫裝置包括IC卡讀 卡器卡座；所述ic卡讀卡器卡座直接連接到安全芯片的輸入輸出接口。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的IC卡讀卡器，其特征在于，所述IC卡讀寫裝置包括IC卡接 口轉(zhuǎn)換電路和IC卡讀卡器卡座；所述IC卡讀卡器卡座通過IC卡接口轉(zhuǎn)換電路連接到安全芯片的輸入輸出接口。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的IC卡讀卡器，其特征在于，所述IC卡讀寫裝置包括射頻識別 非接觸通訊模塊；所述非接觸通訊模塊直接連接到安全芯片的輸入輸出接口。
7 根據(jù)權(quán)利要求1所述的IC卡讀卡器，其特征在于，所述IC卡讀寫裝置包括射頻識別 非接觸接口轉(zhuǎn)接電路和非接觸通訊模塊；所述非接觸通訊模塊通過非接觸接口轉(zhuǎn)接電路連接到安全芯片的輸入輸出接口。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的IC卡讀卡器，其特征在于，所述IC卡讀寫裝置進一步包 括射頻識別非接觸通訊模塊；所述非接觸通訊模塊直接連接到安全芯片的輸入輸出接口。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的IC卡讀卡器，其特征在于，所述IC卡讀寫裝置進一步包 括射頻識別非接觸接口轉(zhuǎn)接電路和非接觸通訊模塊；所述非接觸通訊模塊通過非接觸接口轉(zhuǎn)接電路連接到安全芯片的輸入輸出接口。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的IC卡讀卡器，其特征在于，所述非接觸通訊模塊包括非接 觸IC卡轉(zhuǎn)接芯片或射頻識別RFID轉(zhuǎn)接芯片或近距離無線通訊NFC轉(zhuǎn)接芯片。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的IC卡讀卡器，其特征在于，所述非接觸通訊模塊包括輸入 輸出IO擴展芯片以及與IO擴展芯片的輸入輸出接口相連的非接觸IC卡轉(zhuǎn)接芯片或射頻 識別RFID轉(zhuǎn)接芯片或近距離無線通訊NFC轉(zhuǎn)接芯片。
12. —種安全讀寫集成電路IC卡的方法，其特征在于，包括IC卡讀卡器通過自身安全芯片控制自身IC卡讀寫裝置讀取IC卡上的數(shù)據(jù)，使用安全 芯片對從IC卡上讀取的數(shù)據(jù)進行加密，并將加密后的數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送到服務(wù)器；IC卡讀卡器接收服務(wù)器通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送給IC卡的數(shù)據(jù)，通過自身安全芯片對接收的數(shù)據(jù)進行解密，并通過安全芯片控制自身的IC卡讀寫裝置將解密后的數(shù)據(jù)寫入IC卡。
13. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，IC卡讀卡器以SSL方式與服務(wù)器建立 加密通訊通道實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的加密和解密。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，IC卡讀卡器應(yīng)用數(shù)字信封技術(shù)與服務(wù) 器建立加密通訊。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，進一步包括服務(wù)器預(yù)先獲得IC卡讀卡器的公鑰以及IC卡讀卡器預(yù)先獲得服務(wù)器的公鑰； 所述IC卡讀卡器對從IC卡上讀取的數(shù)據(jù)進行加密包括IC卡讀卡器使用服務(wù)器的公 鑰對從IC卡上讀取的數(shù)據(jù)進行加密；所述IC卡讀卡器對接收的數(shù)據(jù)進行解密包括IC卡讀卡器使用自身的私鑰對接收的數(shù)據(jù)進行解密，其中，所接收的數(shù)據(jù)為服務(wù)器使用ic卡讀卡器的公鑰進行加密后的數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種IC卡讀卡器以及安全讀寫IC卡的方法，其中，IC卡讀卡器包括安全芯片；USB接插件，連接到所述安全芯片USB接口，用于將所述IC卡讀卡器連接到計算機，傳遞IC卡讀卡器與計算機之間交換的數(shù)據(jù)；IC卡讀寫裝置，連接到安全芯片的輸入輸出接口，用于實現(xiàn)IC卡與IC卡讀卡器的連接，傳遞IC卡讀卡器與IC卡之間交換的數(shù)據(jù)。本發(fā)明提供的IC卡讀卡器以及讀寫IC卡的方法，將傳統(tǒng)IC卡讀寫裝置和USB接口以及安全芯片集成在一起，使得對IC卡的操作可以安全地通過互聯(lián)網(wǎng)在本地計算機上完成，極大地方便了IC卡用戶的使用。
文檔編號G06F21/00GK101719211SQ200910241338
公開日2010年6月2日 申請日期2009年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月30日
發(fā)明者李東聲 申請人:李東聲