浅谈基于IC卡数字签名在卷烟物流送货的应用

　　在如今这个以电子信息技术、计算机网络技术为先导的信息时代，烟草行业作为一个特殊的行业应当在信息系统的使用上更为实际和广泛。随着IC技术和网络技术的不断完善和普及，IC芯片和相关产品的成本也逐年下降，使用IC卡与加密算法相结合来搭建数字签名系统已经不再是一件复杂和不可思议的事情。

　　在卷烟物流过程中，时时刻刻都存在货物交接手续的签办和管理，而目前大多在交接过程中都是使用传统纸笔签字确认方法造成纸张上的巨大成本浪费和操作的不便。本文中，我们将介绍一种基于IC卡和加密算法结合的数字签名技术在卷烟物流配送过程中经营户收货后的确认应用系统。

　　目前贵阳市烟草专卖局（公司）卷烟物流配送中心在卷烟送货与客户进行货款交接时仍然采用传统的客户签字确认方式，需要在每次送货的前一日打印当日所有订货客户的《卷烟销售单》，在交接过程中采用销售单一式两份的形式，由卷烟物流配送中心及卷烟零售经营户两方各持一份，并要求卷烟零售经营户在《卷烟销售单》和《客户服务手册》上分别签字确认收货，作为收货送货凭证。

　　在目前实际情况下使用这一传统签字确认方式将会出现如下问题：

　　1. 卷烟零售经营户文化程度高低不同，部分卷烟零售经营户不会写字或拥有私人印章，同时由于不同原因该部分经营户也不愿在《卷烟销售单》上按手印以确认收货，所以造成双方在货款交接过程中造成不便，降到可追溯性，同时也不能更顺利的完成整个物流手续流程。
　　2. 《卷烟销售单》采用纸质材料，并在交接中由送货员粘贴在卷烟零售经营户的《卷烟零售客户服务手册》上，由于各种原因有少许卷烟零售经营户丢失《卷烟零售客户服务手册》或由于粘贴不牢、撕扯等造成《卷烟销售单》的丢失，造成经营户端历史订烟数据的丢失，并失去收货确认的法律凭证。给卷烟市场的规范管理也造成一定困难。
　　3. 在打印《卷烟销售单》过程中耗费大量纸材，增加物流成本费用，同时产生的大量的历史数据带来了存放得很大不便，使用纸张打印也将成为环境污染的原因之一，都是不利于当今和谐社会和可持续性发展战略的。若按照贵阳市目前卷烟经营情况，平均每周送货户数约1万7千户户，拟每户按最小打印数量为一张送货销售单，一式两份则一周将耗费打印销售单的纸张达3万余页，再加上每户经营户每年将用于粘贴销售单用的《卷烟零售客户服务手册》1万余本，累计耗费纸张的数量是相当巨大。
　　4. 每次卷烟零售经营户在完成卷烟交接过程中需要签字2次以上，造成卷烟零售经营户不理解以致厌烦情绪上升，客户满意度下降，同时也降低了送货效率。不利于市场抢占和市场竞争力的提高。

　　烟草公司作为烟叶收购、卷烟销售服务行业，首要任务就是不断降低成本的同时不断提高服务质量，抓住市场，理解客户心理，采用新技术，提高生产力不断提升内部素质增加竞争力战斗力去面对即将到来的市场竞争和挑战。

　　磁卡，IC卡以其方便携带，成本低廉，不存在二次投入和多次长期投入，具有良好的数据存储性的特点，在银行，公交，电信，电视，电力等部门用于存放客户信息，计费信息，消费信息和消费凭证已被广泛使用。是一种成熟而具有很大应用潜力的技术。

　　该文将介绍的基于IC卡和加密技术的数字签名技术直接针对上面使用传统签字方法存在的问题隐患提出，在提高服务质量，提高竞争力，降低成本上也有较大帮助。

　　IC卡及相关技术

　　1. IC卡

　　IC卡　（Integrated　Circuit　Card，集成电路卡）是继磁卡之后出现的又一种新型信息工具。IC卡在有些国家和地区也称智能卡（smart　card）、智慧卡（intelligent　card）、微电路卡（microcircuit　card）或微芯片卡等。它是将一个微电子芯片嵌入符合ISO7816标准的卡基中，做成卡片形式；其特点是功耗低，效率高，有一定存储能力和信息高安全性，成本低廉，使用于面向大群体，低数据存储，高安全性的应用。

　　IC卡读写器是IC卡与应用系统间的桥梁，在ISO国际标准中称之为接口设备IFD（Interface　Device）。IFD内的CPU通过一个接口电路与IC卡相连并进行通信。IC卡接口电路是IC卡读写器中至关重要的部分，根据实际应用系统的不同，可选择并行通信、半双工串行通信和I2C通信等不同的IC卡读写芯片。

　　1.1 IC卡读写卡原理简介：

　　IC卡读写器要能读写符合ISO7816标准的IC卡。IC卡接口电路作为IC卡与IFD内的CPU进行通信的唯一通道，为保证通信和数据交换的安全与可靠，其产生的电信号必须满足下面的特定要求以完成IC卡插入与退出的识别和对卡的读写操作

　　IC卡接口电路对IC卡插入与退出的识别，即卡的激活和释放，有很严格的时序要求。如果不能满足相应的要求，IC卡就不能正常进行操作；严重时将损坏IC卡或IC卡读写器。

　　①激活过程　

　　为启动对卡的操作，接口电路应按图2.1所示顺序激活电路：

　　RST处于L状态；

　　根据所选择卡的类型，对VCC加电A类或B类，

　　1. VPP上升为空闲状态；
　　2. 接口电路的I/O应置于接收状态； 

图2.1　触点接通与冷复位时序

　　3. 向IC卡的CLK提供时钟信号（A类卡1～5MHz，B类卡1～4MHz）。　

　　在t’a时间对IC卡的CLK加时钟信号。I/O线路应在时钟信号加于CLK的200个时钟周期（ta）内被置于高阻状态Z（ta　时间在t’a之后）。时钟加于CLK后，保持RST为状态L至少400周期（tb）使卡复位（tb在t’a之后）。在时间tb，RST被置于状态H。I/O上的应答应在RST上信号上升沿之后的400~40　000个时钟周期（tc）内开始（tc在t’b之后）。

　　在RST处于状态H的情况下，如果应答信号在40　000个时钟周期内仍未开始，RST上的信号将返回到状态L，且IC卡接口电路按照图2.2所示对IC卡产生释放。 

图2.2　触点释放时序

　　②释放过程

　　当信息交换结束或失败时（例如，无卡响应或卡被移出），接口电路应按图2.2所示时序释放电路：

　　RST应置为状态L；
　　CLK应置为状态L（除非时钟已在状态L上停止）；
　　VPP应释放（如果它已被激活）；
　　I/O应置为状态A（在td时间内没有具体定义）；
　　VCC应释放。

　　1.2通过触点向卡提供稳定的电源

　　IC卡接口电路应卡类型不同，电压范围分别为1.8～5.5V不等，向IC卡提供相应稳定的电流为ICC<10　mA。

　　1.3通过触点向卡提供稳定的时钟

　　IC卡接口电路向卡提供时钟信号。时钟信号的实际频率范围在复位应答期间，应在以下范围内：A类卡，时钟应在1～5MHz；B类卡，时钟应在1～4MHz。

　　复位后，由收到的ATR（复位应答）信号中的F（时钟频率变换因子）和D（比特率调整因子）来确定。

　　时钟信号的工作周期应为稳定操作期间周期的40%～60%。当频率从一个值转换到另一个值时，应注意保证没有比短周期的40%更短的脉冲。

　　（注：IC卡在目前读写方式上可分为非接触读写和接触读写两种类型，由于本文提到的IC卡只涉及使用接触式IC卡，所以不对非接触式卡进行解释。）