CN112422231A - 基于7816协议的多会话数据传输方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及数据传输技术领域，特别涉及一种基于7816协议的多会话数据传输方法及系统，包含：终端设备依据字节大小与设定阈值将待发送数据划分为包含标识信息的若干数据包；依据标识信息和数据包划分生成相应的传输命令，将所述若干数据包依次通过传输命令发送至智能卡，待数据包发送完毕并向智能卡发送运算命令；智能卡接收若干数据包，根据标识信息确定收到待发送数据的全部数据包，并向终端设备反馈运算命令运算结果和状态字。本发明保证终端设备和智能卡之间交互数据能够进行有效发送和读取，同时能够实现不中断连续的数据传输，降低多会话数据传输成本，提升其传输效率，满足超过255字节的大容量数据传输应用需求。

Description

基于7816协议的多会话数据传输方法及系统

技术领域

本发明涉及数据传输技术领域，特别涉及一种基于7816协议的多会话数据传输方法及系统。

背景技术

在智能卡和终端设备的数据交互过程中，数据传输是基于标准的7816协议通过命令响应的方式进行的，智能卡只能被动地接收命令，并且给出响应。所有的命令都是以命令头开始，而该命令被完整地执行后，必须以包含状态字(SW1、SW2)的响应结束。命令头由5个连续的字节组成：CLA、INS、P1、P2、P3；CLA:命令类别；INS:指令代码；P1，P2:指令附加参数；P3:由INS的编码而定，或是表示命令中送给智能卡的数据长度，或是表示等待从智能卡响应的数据最大长度。

目前，标准的7816协议，只有P3字节表示数据长度，每次通信的数据包大小不能超过255(0xFF)字节；然而，在实际的应用中，针对需要加密、签名、多会话数据交互等情况下，运算的数据量通常都超过255字节，因此如何设计一种基于7816协议的数据传输方法，在不改变原有7816通信协议的基础上，降低多会话数据传输成本，提升其传输效率，保证超过255字节的大容量数据能够有效传输是目前急需解决的问题。

发明内容

为此，本发明提供一种基于7816协议的多会话数据传输方法及系统，保证终端设备和智能卡之间交互数据能够进行有效发送和读取，同时能够实现数据包的不中断连续传输，降低多会话数据传输成本，提升其传输效率，满足超过255字节的大容量数据传输应用需求。

按照本发明所提供的设计方案，一种基于7816协议的多会话数据传输方法，用于终端设备与智能卡之间的数据交互，该方法包含：

终端设备依据字节大小与设定阈值将待发送数据划分为包含标识信息的若干数据包；依据标识信息和数据包划分生成相应的传输命令，将所述若干数据包依次通过传输命令发送至智能卡，待数据包发送完毕并向智能卡发送运算命令；

智能卡接收若干数据包，根据标识信息确定收到待发送数据的全部数据包，并向终端设备反馈运算命令运算结果和状态字。

作为本发明基于7816协议的多会话数据传输方法，进一步地，待发送数据划分过程中，将字节大于设定阈值的待发送数据划分为多个数据包，并设置多包标识信息；将小于设定阈值的待发送数据设置单包标识信息。

作为本发明基于7816协议的多会话数据传输方法，进一步地，传输命令由命令头和发送数据包字段组成，运算命令由命令头组成；传输命令的命令头设置有传输数据命令类别字节、传输数据指令代码字节、数据包标识信息字节、附加参数字节及发送数据长度字节；运算命令的命令头设置有运算数据命令类别字节、运算数据指令代码字节、数据包标识信息字节、附加参数字节及发送数据长度字节。

作为本发明基于7816协议的多会话数据传输方法，进一步地，待发送数据划分为多个数据包时，标识信息包含首包标识、中包标识和尾包标识。

作为本发明基于7816协议的多会话数据传输方法，进一步地，传输命令中标识信息为单包标识或尾包标识时，向终端设备反馈结束发送状态字，并确定接收到全部数据包，若标识信息为首包标识或中包标识时，则向终端设备反馈继续发送状态字，直至标识信息为尾包标识，向终端设备反馈结束发送状态字，并确认接收到全部数据包；接收到全部数据包后，智能卡依据运算命令进行相应运算并向终端设备反馈运算状态字，终端设备依据运算状态字向智能卡发送读取命令；智能卡依据读取命令运算读取长度并向终端设备反馈运算结果和状态字；终端设备依据状态字判定是否读取结束。

作为本发明基于7816协议的多会话数据传输方法，进一步地，读取命令由命令头组成，所述命令头设置有读取数据命令类别字节、读取指令代码字节、两个附加参数字节及读取数据长度字节。

作为本发明基于7816协议的多会话数据传输方法，进一步地，智能卡反馈的状态字包含重复读取状态字和读取结束状态字，所述重复读取状态字中设置有读取数据长度。

作为本发明基于7816协议的多会话数据传输方法，进一步地，阈值依据智能卡性能配置。

作为本发明基于7816协议的多会话数据传输方法，进一步地，针对数据包划分情形，单个数据包采用单条传输命令发送至智能卡，多个数据包采用多条传输命令依次将数据包发送至智能卡。

进一步地，基于上述的方法，本发明还提供一种基于7816协议的多会话数据传输系统，包含：发送模块和接收模块，其中，

发送模块，终端设备依据字节大小与设定阈值将待发送数据划分为包含标识信息的若干数据包；依据标识信息和数据包划分生成相应的传输命令，将所述若干数据包依次通过传输命令发送至智能卡，待数据包发送完毕并向智能卡发送运算命令；

接收模块，智能卡接收若干数据包，根据标识信息确定收到待发送数据的全部数据包，并向终端设备反馈运算命令运算结果和状态字。

本发明的有益效果：

本发明在依然采用7816协议的基础上，能够保证终端设备和智能卡之间交互数据采用多包多次传输的方式，实现大容量数据的有效发送和读取，降低多会话数据传输成本，提升其传输效率，满足超过255字节的大容量数据传输应用需求，同时可以实现不中断连续传输，也就是在当前的数据包传输的过程中，根据具体处理事务和用户需求不进行数据包延时处理，实现当前数据包连续传输，满足多场景应用需求，具有较好的应用前景。

附图说明：

图1为实施例中多会话数据传输流程示意；

图2为实施例中终端设备和智能卡数据交互原理示意；

图3为实施例中数据传输命令头配置示意；

图4为实施例中数据运算命令头配置示意；

图5为实施例中数据接收命令头配置示意；

图6为实施例中数据传输系统示意。

具体实施方式：

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚、明白，下面结合附图和技术方案对本发明作进一步详细的说明。

为实现终端设备和智能卡之间大容量数据的有效交互，本发明实施例，提供一种基于7816协议的多会话数据传输方法，参见图1所示，包含：

终端设备依据字节大小与设定阈值将待发送数据划分为包含标识信息的若干数据包；依据标识信息和数据包划分生成相应的传输命令，将所述若干数据包依次通过传输命令发送至智能卡，待数据包发送完毕并向智能卡发送运算命令；

智能卡接收若干数据包，根据标识信息确定收到待发送数据的全部数据包，并向终端设备反馈运算命令运算结果和状态字。

在依然采用7816协议的基础上，能够保证终端设备和智能卡之间交互数据采用多包多次传输的方式，实现大容量数据的有效发送和读取，降低多会话数据传输成本，提升其传输效率，满足超过255字节的大容量数据传输应用需求，同时可以实现不中断连续数据传输，提升数据传输稳定性。

参见图2所示的数据交互原理，包括：数据发送过程和数据接收过程，其中，

数据发送过程：终端设备判断向智能卡发送的数据是否大于阈值，若小于阈值，则字节P1设置为单包标识，将数据采用单条APDU传输命令发送至智能卡；若大于阈值，则字节P1设置为多包标识，将数据分为多个待发送的数据，并采用多条APDU传输命令依次发送至智能卡；待单包数据或多包数据发送完成后，再将APDU运算命令发送至智能卡；智能卡接收完终端设备发送的数据并根据所述APDU运算命令计算完成获得运算结果后，向终端设备返回状态字SW＝61XX；

终端接收过程：终端设备通过返回的所述状态字SW＝61XX中的XX获知下次要读取的所述运算结果的数据长度后，向智能卡发送APDU读取命令并获取相应的运算结果和状态字SW，直至智能卡向终端设备返回状态字为SW＝9000，表明读取结束。

如图3、4和5所示，传输、运算和读取命令配置过程可设计如下：终端设备将向智能卡发送的APDU传输命令配置为由命令头待发送的数据Data组成、将向智能卡发送的APDU运算命令配置为仅由命令头组成，所述APDU传输命令和所述APDU运算命令的命令头包括5个连续的字节CLA、INS、P1、P2、P3；在字节CLA中设置传输数据/运算数据的命令类别、在字节INS中设置数据传输/运算的指令代码、在字节P1中设置发送数据单包和多包数据的标识/附加参数、在字节P2中设置附加参数和在字节P3中设置发送数据长度。终端设备将向智能卡发送的APDU读取命令配置为仅由命令头组成，该命令头包括5个连续的字节CLA、INS、P1、P2、P3；在字节CLA中设置读取数据的命令类别、在字节INS中设置读取指令代码、在字节P1和P2中设置附加参数和在字节P3中设置读取数据长度XX；智能卡向终端设备返回的状态字SW可由状态代码字节SW1和SW2组成。

具体的，在字节P1中设置发送数据单包和多包数据的标识可具体包括：单包数据设置为0x00；多包数据设置包括首包0x01、中间包0x02、尾包0x03。

具体的，所述智能卡接收完终端设备发送的数据并根据所述APDU运算命令计算完成获得运算结果后，向终端设备返回状态字SW＝61XX，具体包括：

智能卡接收完终端设备发送的单包数据并根据APDU运算命令计算完成获得运算结果后，向终端设备返回状态字SW＝61XX；

智能卡接收完终端设备发送的多包首包和中间包，向终端设备返回状态字SW＝9000；

智能卡接收完终端设备发送的多包尾包并根据APDU运算命令计算完成获得运算结果后，向终端设备返回状态字SW＝61XX。

需要说明的是，接收到多包尾包后表示数据发送完成，只有收到尾包才开始进行数据运算。

具体的，所述终端设备通过返回的所述状态字SW＝61XX中的XX获知下次要读取的所述运算结果的数据长度后，向智能卡发送APDU读取命令并获取相应的运算结果和状态字SW，直至智能卡向终端设备返回状态字为SW＝9000，表明读取结束，具体包括：

终端设备通过返回的所述状态字SW＝61XX中的XX获知下次要读取的运算结果的数据长度；

终端设备向智能卡发送APDU读取命令，智能卡根据所述APDU读取命令向终端设备返回相应的运算结果和状态字SW；

若返回的状态字为SW＝9000，表明运算结果读取结束；

若返回的状态字为SW＝61XX，表明运算结果未读取完成，则终端设备根据该状态字SW＝61XX获知下一次要读取的运算结果的数据长度，再次向智能卡发送APDU读取命令，智能卡根据所述APDU读取命令向终端设备再返回相应的运算结果和状态字SW，直至状态字为SW＝9000。

需要说明的是，APDU读取命令通常为00 C0 00 00 XX，XX为读取数据的长度；在没有读取完成之前，智能卡向终端设备会持续返回相应的运算结果和状态字SW＝61XX，XX表示下一次读取的数据长度，直到返回的状态字为9000，说明运算结果读取完成。

在具体的实施例中，首先针对字节P1进行策略配置，0x00：单包；0x01：多包首包；0x02：多包中间包；0x03：多包尾包；具体的数据传输过程为：

1)终端设备判断向智能卡发送的数据是否大于255字节，若小于255字节，则将数据采用单条APDU传输命令发送至智能卡；若大于255字节，则将数据分为首包、中间包和尾包，并采用多条APDU传输命令依次发送至智能卡；

2)终端设备待单包数据或多包数据发送完成后，再将APDU运算命令发送至智能卡；

3)智能卡接收完终端设备发送的单包数据并根据APDU运算命令计算完成获得运算结果后，向终端设备返回状态字SW＝61XX；

智能卡接收完终端设备发送的多包首包和中间包，向终端设备返回状态字SW＝9000；

智能卡接收完终端设备发送的多包尾包并根据APDU运算命令计算完成获得运算结果后，向终端设备返回状态字SW＝61XX；

4)终端设备通过返回的状态字SW＝61XX中的XX获知下次要读取的运算结果的数据长度；

终端设备向智能卡发送APDU读取命令，智能卡根据所述APDU读取命令向终端设备返回相应的运算结果和状态字SW；

若返回的状态字为SW＝9000，表明运算结果读取结束；

若返回的状态字为SW＝61XX，表明运算结果未读取完成，则终端设备根据该状态字SW＝61XX获知下一次要读取的运算结果的数据长度，再次向智能卡发送APDU读取命令，智能卡根据所述APDU读取命令向终端设备再返回相应的运算结果和状态字SW，直至状态字为SW＝9000。

基于上述的方法，本发明实施例还提供一种基于7816协议的多会话数据传输系统，参见图6所示，包含：发送模块和接收模块，其中，

发送模块，终端设备依据字节大小与设定阈值将待发送数据划分为包含标识信息的若干数据包；依据标识信息和数据包划分生成相应的传输命令，将所述若干数据包依次通过传输命令发送至智能卡，待数据包发送完毕并向智能卡发送运算命令；

接收模块，智能卡接收若干数据包，根据标识信息确定收到待发送数据的全部数据包，并向终端设备反馈运算命令运算结果和状态字。

本发明实施例中，通过在字节P1中设置发送数据单包和多包数据的标识，单包数据标识设置为0x00；多包数据标识设置包括首包0x01、中间包0x02、尾包0x03，终端设备发送的数据如果是小容量数据，不超过阈值255字节，则采用单条APDU传输命令发送至智能卡；如果是大容量数据，超过阈值255字节，则采用多条APDU传输命令将数据的首包、中间包和尾包依次发送至智能卡；待数据发送完成后，再将APDU运算命令发送至智能卡；以及通过智能卡返回的状态字SW判断数据是否接收和计算完成；在依然采用7816协议的基础上，能够保证数据采用多包多次传输的方式，实现数据的有效发送。终端设备通过返回的状态字SW＝61XX中的XX获知下次要读取的运算结果的数据长度，采用单次或多次发送APDU读取命令和单次或多次获取相应运算结果和状态字SW的方式，直至状态字SW表明运算结果读取结束，能够保证运算结果的有效读取。通过发送APDU传输命令先将单包或多包数据传输至智能卡，再发送APDU运算命令至智能卡，使得数据传输和运算的过程不能中断，也就是在当前的数据包传输的过程中，不能进行另一数据包的传输和运算处理。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述系统实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、系统和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和系统，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述系统的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于7816协议的多会话数据传输方法，用于终端设备与智能卡之间的数据交互，其特征在于，该方法包含：

终端设备依据字节大小与设定阈值将待发送数据划分为包含标识信息的若干数据包；依据标识信息和数据包划分生成相应的传输命令，将所述若干数据包依次通过传输命令发送至智能卡，待数据包发送完毕并向智能卡发送运算命令；

智能卡接收若干数据包，根据标识信息确定收到待发送数据的全部数据包，并向终端设备运算命令运算结果和状态字。

2.根据权利要求1所述的基于7816协议的多会话数据传输方法，其特征在于，待发送数据划分过程中，将字节大于设定阈值的待发送数据划分为多个数据包，并设置多包标识信息；将小于设定阈值的待发送数据设置单包标识信息。

3.根据权利要求1所述的基于7816协议的多会话数据传输方法，其特征在于，传输命令由命令头和发送数据包字段组成，运算命令由命令头组成；传输命令的命令头设置有传输数据命令类别字节、传输数据指令代码字节、数据包标识信息字节、附加参数字节及发送数据长度字节；运算命令的命令头设置有运算数据命令类别字节、运算数据指令代码字节、数据包标识信息字节、附加参数字节及发送数据长度字节。

4.根据权利要求3所述的基于7816协议的多会话数据传输方法，其特征在于，待发送数据划分为多个数据包时，标识信息包含首包标识、中包标识和尾包标识。

5.根据权利要求4所述的基于7816协议的多会话数据传输方法，其特征在于，传输命令中标识信息为单包标识时，向终端设备反馈结束发送状态字，并确定接收到全部数据包，若标识信息为首包标识或中包标识时，则向终端设备反馈继续发送状态字，直至标识信息为尾包标识，向终端设备反馈结束发送状态字，并确认接收到全部数据包；接收到全部数据包后，智能卡依据运算命令进行相应运算并向终端设备反馈运算状态字，终端设备依据运算状态字向智能卡发送读取命令；智能卡依据读取命令运算读取长度并向终端设备反馈运算结果和状态字；终端设备依据状态字判定是否读取结束。

6.根据权利要求5所述的基于7816协议的多会话数据传输方法，其特征在于，读取命令由命令头组成，所述命令头设置有读取数据命令类别字节、读取指令代码字节、两个附加参数字节及读取数据长度字节。

7.根据权利要求5所述的基于7816协议的多会话数据传输方法，其特征在于，智能卡反馈的状态字包含重复读取状态字和读取结束状态字，所述重复读取状态字中设置有读取数据长度。

8.根据权利要求1所述的基于7816协议的多会话数据传输方法，其特征在于，阈值依据智能卡性能配置。

9.根据权利要求1所述的基于7816协议的多会话数据传输方法，其特征在于，针对数据包划分情形，单个数据包采用单条传输命令发送至智能卡，多个数据包采用多条传输命令依次将数据包发送至智能卡。

10.一种基于7816协议的多会话数据传输系统，用于终端设备与智能卡之间的数据交互，其特征在于，包含：发送模块和接收模块，其中，

发送模块，终端设备依据字节大小与设定阈值将待发送数据划分为包含标识信息的若干数据包；依据标识信息和数据包划分生成相应的传输命令，将所述若干数据包依次通过传输命令发送至智能卡，待数据包发送完毕并向智能卡发送运算命令；

接收模块，智能卡接收若干数据包，根据标识信息确定收到待发送数据的全部数据包，并向终端设备反馈运算命令运算结果和状态字。

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