原创 IC卡的传输协议（3）

3、终端传输层
    
    本节描述了在终端和 IC 卡之间传输的命令和响应 APDU 的机制。APDU 是命令或响应报文。由于命令和响应报文都可以包含数据，TTL应能处理应用层定义的4种命令格式。C-APDU和R-APDU的组成在应用层描述。

    TAL传送C-APDU到TTL。在发送到IC卡之前，应将其变换成传输协议认可的形式。IC卡处理完命令后，以R-APDU的格式将数据(如果存在的话)和状态码回送给TTL。

  3.1 T="0协议下" APDU的传送
    
    本节描述了 C-APDU 和 R-APDU 的映射方式，TTL 和 IC 卡之间的数据交换机制以及在命令情况2或4中如何使用GET RESPONSE命令取回IC卡的数据。

  （1）C-APDU和 R-APDU的映射方式和数据交换

    如何将 C-APDU 映射到 T="0" 命令头取决于命令情况。如何将 IC 卡回送的数据(如果存在)和状态码映射到R-APDU的形式取决于回送数据的长度。

    由IC卡回送的过程字节SW1 SW2=’61xx’和SW1 SW2=’6Cxx’用来控制IC卡和TTL之间的数据交换，它不会回送给 TAL。过程字节 SW1 SW2=’61xx’或 SW1 SW2=’6Cxx’表示命
令在IC卡中的处理没有完成。

    如果 IC 卡回送给 TTL 的状态码是 SW1 SW2=’9000’，表示正常完成了命令的处理。任何其它的状态码都表明 IC 卡中断了命令的处理，处理失败的原因在状态码中指出。TTL 收到来自 IC 卡的任何状态码(但不包括过程字节’61xx’和’6Cxx’)时，都结束命令的处理，不论是正常、警告还是错误情况。

    以下描述的是将IC卡回送的数据和状态字节构造成R-APDU格式的方法，仅适用于IC 卡已成功完成了命令处理或全部数据(如果存在)在过程字节’61xx’和’6Cxx’的控制下已被IC卡返回的情况。INS、INS和’60’过程字节的详细使用在此不作描述。

   a.情况1
   
    C-APDU头映射到T=0命令头的前四个字节，T=0命令头的P3置为’00’。

   交换流程如下：

    * TTL发送T=0的命令头到IC卡；
    * IC卡回送状态码给TTL。

    完成命令处理后，由IC卡向TTL回送的状态码原样映射到R-APDU必备的尾域。

    注：IC卡应分析T=0命令头，判断是命令情况1还是命令情况2在请求最大长度的响应数据。

   b. 情况2

    C-APDU 头被映射到 T="0" 命令头的前四个字节，长度字节’Le’从 C-APDU 的条件体被映射到T=0命令头的P3。

    交换流程如下：

    * TTL发送T=0的命令头到IC卡。
    * 在过程字节的控制下，IC 卡向 TTL 回送数据和状态(在非正常处理时只返回状态)。

    完成命令处理后，由 IC 卡向 TTL 回送的数据(如果存在)和状态按照下述方法映射到R-APDU：

   (i) 如果Le≥Licc，回送数据被映射到R-TPDU的条件体，返回的状态无变化地被映射到R-APDU必备的尾域。
   (ii) 如果Le＜Licc，回送数据的前Le字节被映射到R-TPDU的条件体中，返回的状态无变化地被映射到R-APDU必备的尾域。

   c. 情况3

    C-APDU头被映射到T=0命令头的前四个字节，C-APDU条件体的长度字节’Lc’被映射到T=0命令头的P3。

    交换流程如下：

    * TTL发送T=0的命令头到IC卡。

    * 如果 IC 卡回送一个过程字节而不是状态码，则在此过程字节的控制下，TTL向IC卡发送C-APDU条件体的部分数据。如果IC卡回送状态码SW1 SW2，TTL将中断命令处理过程。

    * 如果处理过程没有在步骤2处中断，则IC卡返回命令处理结束后的状态。

    IC卡完成命令处理后回送给TTL的状态码，或由IC卡返回的引起TTL中断命令处理的状态码，都不加改变地映射到R-APDU。

   d. 情况4

    C-APDU头被映射到T=0命令头的前四个字节，C-APDU条件体的长度字节’Lc’被映射到T=0命令头的P3。

    交换流程如下：

    * TTL发送T=0命令头到IC卡。

    * 如果IC卡回送一个过程字节而不是状态码，则在此过程字节控制下，TTL给IC 卡发送 C-APDU 条件体的部分数据。如果 IC 卡回送状态码 SW1 SW2，TTL将中断命令处理过程。

    * 如果处理过程在步骤2中没有中断，IC卡应回送过程字节’61xx’给TTL，请求TTL发出GET RESPONSE命令从IC卡取回数据。在命令处理的这个阶段中，IC卡不应回送状态码SW1 SW2=‘9000’。TTL应发送GET RESPONSE命令到IC卡取回提及的数据，小于或等于IC卡回送的过程字节’61xx’中的’xx’字节值的数据指定为GET RESPONSE命令的长度字节。这样，GET RESPONSE命令可以同情况2的命令一样处理。在过程字节控制下，IC卡向TTL回送数据和状态码(或在非正常处理情况下，只有状态码)。

    完成命令处理后，IC 卡回送给 TTL 的数据(如果存在)和状态码，或仅是引起 TTL终止命令处理过程的状态码，按照下述规则映射到R-APDU：

   (i)如果 Le≥Licc,回送的数据被映射到 R-TPDU 的条件体，返回的状态不做改变地被映射到R-APDU必备的尾域。
   (ii)如果 Le＜Licc,回送数据的前 Le 个字节被映射到 R-TPDU 的条件体，返回的状态不做改变地被映射到R-APDU必备的尾域。



   (2) 过程字节’61xx’和’6Cxx’的使用

    由IC卡回送到TTL的过程字节’61xx’和’6Cxx’指明了TTL取回当前正在处理的命令请求数据的方式。在T=0协议下，这些过程字节仅仅用在命令情况2和4中。

    过程字节’61xx’通知TTL发出GET RESPONSE命令到IC卡。GET RESPONSE命令头的P3置为≤’xx’。

    过程字节’6Cxx’通知TTL立即重发前条命令，同时命令头置为P3=‘xx’。

    命令情况2和4在容错处理过程中，使用过程字节的规定如下。在发生错误时，IC卡回送错误或警告状态码而不是’61xx’或’6Cxx’。

   a. 命令情况 2

    如果IC卡收到一个命令情况2的头并且Le≠Licc，应回送过程字节’6CLicc’(或状态码指出一个警告或错误情况，而非 SW1 SW2=‘9000’)通知 TTL 立即重发 P3=Licc 的命令头。

    如果 IC 卡收到命令情况 2 的头并且 Le="Licc"，IC 卡在过程字节控制下或者回送请求的数据和相关状态码，或者回送过程字节’61xx’(或表明警告或错误情况的状态码，而非SW1 SW2=‘9000’)通知TTL按最大长度’xx’发出GET RESPONSE命令。

   b. 命令情况 4

    如果IC卡收到一个命令情况4的命令，处理完随C-APDU一同发送来的数据之后，应回送过程字节’61xx’，(或表明警告或错误情况的状态码，而非 SW1 SW2=‘9000’)通知TTL按最大长度’xx’发出GET RESPONSE命令。

   (3) GET RESPONSE命令

    TTL发出GET RESPONSE命令,是为了从IC卡取得对应于命令情况2和4的C-APDU的Le字节的数据。GET RESPONSE仅适用于T=0协议类型。

    命令报文的结构如下：

        字节          值  
        CLA         ‘00’
        INS         ‘C0’
         P1         ‘00’
         P2         ‘00’
         Le           预期数据的最大长度

    正常处理结束后，IC卡回送状态码SW1 SW2=‘9000’和Licc字节的数据。

   在错误情况发生时，错误状态码(SW1 SW2)的编码如下：

        SW1         SW2       含义  
          ‘64’       ‘00’     GET RESPONSE失败
          ‘67’       ‘00’     域长度错误
          ‘6A’       ‘86’     P1 P2≠’00’

  3.2 T="1协议下" APDU的传送

    C-APDU 从 TAL 传送到 TTL，TTL 将其不加变化地映射到 C-APDU 的一个 I 块的 INF域中，然后把这个I块发送到IC卡。IC卡在I块的INF域中向TTL回送响应数据(如果存在)和状态码，I块的INF域的内容不加变化地被映射到R-APDU，然后返回给TAL。

    如果有必要，C-APDU和响应数据/状态码可以分成多个数据块的INF域的链接。

  4、应用层

    应用协议由TAL和TTL之间一组有序的数据交换组成，本节的后续部分定义了应用协议。

    应用层交换的每一步由命令响应对组成，其中 TAL 通过 TTL 给 IC 卡发送命令，IC卡处理该命令后通过TTL返回一个响应给TAL。每一个特定的命令都与一个特定的响应相匹配。一个APDU就是一个命令报文或一个响应报文。 命令报文和响应报文都可以包含数据，传输协议通过TTL来管理四种命令情况的情 况，如下所示：

           APDU中数据存在的情况:

       情况     命令数据     响应数据
         1           无         无
         2           无         有
         3           有          无
         4           有         有

    需要注意的是，应用层中有一种特殊的报文叫安全报文，它在原有命令的基础上添加了安全数据MAC，所以安全报文传送总有数据要送往IC卡，因此仅适用于命令情况3和4的情况。当使用安全报文传送时，情况1的命令就变为情况3，情况2的命令就变为情况4。

  4.1  C-APDU

    C-APDU 包含一个必备的连续四字节的命令头，用 CLA、INS、P1 和 P2 表示，同时包括一个可变长度的条件体。

    命令头定义如下：

    * CLA：指令类型，1Byte；除’FF’外可赋任何值。
    * INS：指令类型的指令码,1Byte。只有在低半字节为0，且高半字节既不是‘6’也不是’9’时，INS才有效。
    * P1 P2：参数字节,分别1Byte，根据不同的INS来定义。


    条件体定义如下：

    * Lc 占一个字节，定义了在 C-APDU 中发送数据的字节数。Lc 的取值范围从 1到255。
    * Le 占一个字节，指出 R-APDU 中期望返回的最大字节数。Le 的取值范围从 0到255；如果Le=0，期望返回数据的字节数的最大长度是256。

    可能的C-APDU结构的四种情况如下：

     情况               结构
         1                CLA INS P1 P2
         2                CLA INS P1 P2 Le
         3                CLA INS P1 P2 Lc Data
         4                CLA INS P1 P2 Lc Data Le

   4.2  R-APDU

    R-APDU 是一串字节，这一串字节由一个条件体以及必备的两字节状态码 SW1 SW2组成。条件体是一串数据字节，其最大长度在C-APDU中的Le中定义。 必备的状态码标明IC卡在处理完命令后的状态。

    SW1 SW2的编码遵循下述规定：

    * SW1的高半字节是’6’或’9’；
    * 禁止SW1的值为’60’；
    * SW1的值为’61’或’6C’时，应作为一个错误来处理；
    * 命令正常结束时，SW1 SW2的取值为’9000’；
    * 当SW1的高半字节为’9’，且低半字节不为’0’时，其含义依赖于相关的应用；
    * 当SW1的高半字节为’6’，且低半字节不为’0’时，SW1的含义与应用无关。