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基于OMAP-L138的多协议专用读写器的设计与实现

发布时间:2018-11-17 17:53
【摘要】:随着技术的发展,在IC卡普及的同时,IC卡的安全性受到广泛的关注,IC卡安全性分析已经成为研究热点之一。其中,边信道攻击方法是IC卡安全性分析最重要的方法之一。本课题旨在设计一款可以用于IC卡边信息采集的多协议专用读写器,包括基于ISO7816协议的接触式智能卡读写器和基于ISO14443协议的非接触式智能卡读写器,并完成功耗信息、电磁波辐射信息的采集和处理。本文首先阐述了研究工作的背景和意义,接着对安全检测读写器国内外研究现状进行了介绍,然后介绍了读写器系统相关理论,主要包括ISO7816协议、ISO14443协议和射频识别原理以及边信息采集技术。接下来完成了基于OMAP-L138的专用读写器系统电路设计,该部分首先给出了读写器系统方案设计,然后分别完成OMAP-L138系统电路设计、多协议读写器电路设计和功耗测量系统设计,其中,多协议读写器电路设计包括接触式读写器电路设计、非接触读写器电路设计以及射频天线设计。在进行功耗测量系统设计时,首先完成了接触式智能卡功耗信息测量电路设计,接着对非接触式智能卡功耗信息模型进行分析,然后对功耗信息采集前端模拟滤波器进行电路设计并给出仿真结果。读写器系统电路设计完成之后,对OMAP-L138系统进行了硬件测试,测试结果表明OMAP-L138系统可以正常工作。然后对基于OMAP-L138的读写器系统进行软件设计,该部分首先给出系统软件总体设计,接着分别完成了Linux内核移植、接触式读写器软件设计和非接触式读写器软件设计、通信接口程序设计等,最后给出了系统软件总体实现流程。论文最后对整个读写器系统进行测试,首先对接触式和非接触式读写器基本功能进行测试,并对读写器进行了部分性能测试,测试结果表明读写器系统可以完成对智能卡的通用操作。然后将读写器系统用于功耗信息采集平台中,进行了功耗信息采集测试,测试结果表明本读写器满足边信息采集专用读写器的设计要求,可以用于IC卡边信息采集平台。
[Abstract]:With the development of technology, the security of IC card has been paid more and more attention at the same time, and the security analysis of IC card has become one of the research hotspots. Among them, side channel attack is one of the most important methods of IC card security analysis. The purpose of this paper is to design a multi-protocol special reader which can be used to collect information on the edge of IC card, including a contact-type smart card reader based on ISO7816 protocol and a contactless smart card reader based on ISO14443 protocol, and accomplishes the power consumption information. Acquisition and processing of electromagnetic radiation information. This paper first describes the background and significance of the research work, then introduces the current research situation of the security detection reader at home and abroad, and then introduces the relevant theories of the reader system, mainly including the ISO7816 protocol. ISO14443 protocol, radio frequency identification principle and edge information acquisition technology. Then the circuit design of the special reader system based on OMAP-L138 is completed. Firstly, the design of the reader system is given, and then the circuit design of the OMAP-L138 system is completed. The design of multi-protocol reader circuit and power measurement system includes contact reader circuit design, non-contact reader circuit design and RF antenna design, among which, multi-protocol reader circuit design includes contact-type reader circuit design, non-contact reader circuit design and RF antenna design. In the design of power consumption measurement system, the power information measurement circuit of contact smart card is designed firstly, and then the power consumption information model of contactless smart card is analyzed. Then the power consumption information acquisition front-end analog filter is designed and the simulation results are given. After the circuit design of the reader system is completed, the hardware of the OMAP-L138 system is tested, and the test results show that the OMAP-L138 system can work normally. Then the software design of the reader system based on OMAP-L138 is carried out. In this part, the overall design of the system software is given, and then the transplantation of the Linux kernel, the software design of the contact reader and the software design of the contactless reader are completed, respectively. Communication interface program design, finally gives the overall implementation of the system software flow. At the end of the paper, the whole reader system is tested. First, the basic functions of contact and contactless readers are tested, and part of the performance of the reader is tested. The test results show that the reader system can complete the universal operation of the smart card. Then, the reader system is used in the power consumption information acquisition platform. The test results show that the reader can meet the design requirements of the side information acquisition special reader, and can be used in the IC card edge information acquisition platform.
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN40

【参考文献】

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本文编号:2338620

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