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ESAM—嵌入式安全模块:表具类收费系统应用的中心部件

时间:2020-02-21    点击量:34

 ESAM模块是将一张具有操作系统(COS)的CPU卡封装在DIP8或SOP8模块中的一个安全存取单元,将其嵌入水、电、气、暖IC表或者其他专用通用设备中,完成数据的加密解密、双向身份认证、访问权限控制、通信线路保护、临时密钥导出、数据文件存储等多种功能。
       ESAM在表具中实现数据存储和安全认证等功能,为表具提供使用资源的数据条件,为用户卡提供回写的数据项,为MIS系统提供收费和统计的数据,作为表具类收费系统应用的中心部件。ESAM还为水,电,气,暖提供统一的平台,规范控制表厂的开发、生产和供货。 
   ESAM卡 + 建设部密钥管理系统=系统安全性 + 通卡兼容性  
      为什么用ESAM模块? 
    建设部对IC卡表的管理要求:  为保证卡表终端数据交换的安全性,要求获得建设部市场准入资格的卡表终端生产厂家必须在卡表终端内安装ESAM安全模块。表具内置ESAM,可以使系统支持密钥管理系统。在密钥管理系统的支持下,表具使用的密钥,能够被安全的产生,传输和使用。在ART-ESAM模块安全认证功能的保护下,用户卡和ESAM模块之间,ESAM模块和表具之间可以安全的传递数据信息和进行交易。 
  建设部检测IC卡表的流程:IC卡表厂向建设部IC卡服务中心提交检测申请→建设部向表厂提供开发资料和ESAM样品→表厂开发→在建设部的卡表安全检测平台上检测→颁发证书。  运营商提高管理水平的要求:  采用内置ESAM模块的表具,所有的表具厂商必须按照统一的规范设计他们的表具,不同厂商的表具其工作方式和流程,传输的数据将完全一样,具有非常高的兼容性。水司采购表具的时候,将不需要考虑不同的表具,不同的系统的情况。水司将能够保证:一套系统,一种类型的表具。而如果不采用嵌入ESAM模块的表具,各个水表厂商的表具必然很难做到统一,水司就面临着维护不同工作方式的表具,维护不同的数据结构的复杂的管理以及运营问题。  方便用户使用的需求  表具内置使用ESAM模块存储记录表具资源使用状况,记录表具交易状况和表具运行参数等,这样当表具出现故障时,ESAM模块可以很好的为用户提供相关信息和数据恢复条件。使用ESAM模块可以使表具应用实现“一卡多表”的多应用整合,即一张用户卡对应多块表,节省投资,方便了用户。  
       ESAM模块功能  ESAM特点  更高的安全特性。ESAM 模块中内嵌8位安全处理器,能够进行DES、3DES 加密运算,同时运算过程中加入随机数的参与。  ESAM 模块支持多级分散的密钥管理系统,用户卡可以选择CPU卡和逻辑加密卡。支持建设部、PBOC 密钥管理系统,且不同表具可使用统一标准的ESAM卡,这就保证了用户卡能够一卡多用,能够纳入到城市的一卡通系统之中,实现“一户多表、一卡多用”的使用模式。  ESAM是完全按照建设部表具应用要求开发的,唯一真正实现表具类ESAM卡与建设部密钥管理系统的结合,具有更加合理和适用的应用模式,可以最大限度的适应城市通卡平台的应用。  更方便市民使用,在ESAM卡中可以设定透支限额,表具内的数字用完后还可以适当透支使用,避免用户断电断水的尴尬,规避“霸王条款”问题。  支持不记名一次性充值卡,在报亭、充值点发售,用于市民应急充值使用,支持阶梯价格。支持充值限额功能,防止用户囤积水、气、电。  可选的EEPROM 容量,可选多种通信速率,数据保存时间大于10 年,EEPROM 擦写次数大于50 万次;提供多种封装,DIP8 双列直插,SOP8 贴片,Plug-in 规格SAM卡,支持休眠电源模式功耗低,抗干扰。   
         ESAM技术指标  全面符合ISO7816、建设部、及PBOC等国际标准和行业标准;  支持包括二进制、定长记录、变长记录、循环记录、钱包记录等多种文件类型;  支持T=0(字符传输)通讯协议;支持标准DES和三重DES算法并可以根据密钥长度自动选择算法;支持包括明文、加密、加密及MAC三种方式的文件和密钥操作通信线路保护;可选的EEPROM容量:0.5k、1k、2k、4k、8k、16k字节;多种通信速率可选:默认9.6kbps、可选19.2kbps、38.4kbps、51.2kbps;8字节数据三重DES运算时间为35ms / 0.2ms (不包括通信时间);支持建设部密钥管理系统;数据保持时间大于10EEPROM擦写次数大于50万次;工作电压:2.7V ~ 5.5V,工作温度:-25℃ ~+70℃;  时钟频率:1 ~ 5MHz,默认值为 3.57MHz(9.6kbps波特率);  支持休眠电源模式,最大电流为100微安;  封装规格:提供多种封装,DIP8双列直插,SOP_8贴片;  根据用户要求定制芯片功能,定制内置COS指令。  
     ESAM的应用行业    公用事业:水表、燃气表、暖气表、电表。    广播电视:机顶盒、加解扰终端。    程控设备: 税控机、加油机、出租车计价器。

维氏硬度计(GB/T4340.1—1999)相关硬度计介绍:HV-5A型数显小负荷维氏硬度计
维氏硬度计原理
采用正四棱锥体金刚石压头,在试验力作用下压入试样表面,保持规定时间后,卸除试验力,测量试样表面压痕对角线长度。
试验力除以压痕表面积的商就是维氏硬度值。维氏硬度值按式(3-1)计算:
HV = 常数×试验力/压痕表面积 ≈0.1891 F/d2 …………(3-1)
式中:HV  ————  维氏硬度符号;
F  ――――  试验力,N;
d  ————  压痕两对角线d1、d2的算术平均值,mm
实用中是根据对角线长度d通过查表得到维氏硬度值。
国家标准规定维氏硬度压痕对角线长度范围为0.020~1.400mm
3.2 维氏硬度的表示方法
维氏硬度表示为HV,维氏硬度符号HV前面的数值为硬度值,后面为试验力值。标准的试验保持时间为10~15S。如果选用的时间超出这一范围,在力值后面还要注上保持时间。例如:
600HV30—表示采用294.2N(30kg)的试验力,保持时间10~15S时得到的硬度值为600。
600HV30/20—表示采用294.2N(30kg)的试验力,保持时间20S时得到的硬度值为600。
3.3 维氏硬度试验的分类和试验力选择
维氏硬度试验按试验力大小的不同,细分为三种试验,即:维氏硬度试验、小负荷维氏硬度试验和显微维氏硬度试验。
表3-1维氏硬度试验的三种方法
维氏硬度试验可选用的试验力值很多,见表3-2。
表3-2推荐的维氏硬度试验力
试验力的选择要根据试样种类、试样厚度和预期的硬度范围而定。标准规定,试样或试验层的厚度至少为压痕对角线长度的1.5倍。试验后试样背面不应出现可见的变形痕迹。
维氏硬度试验的缺点
维氏硬度试验效率低,要求较高的试验技术,对于试样表面的光洁度要求较高,通常需要制作专门的试样,操作麻烦费时,通常只在实验室中使用。
维氏硬度计的应用
维氏硬度试验主要用于材料研究和科学试验方面小负荷维氏硬度试验主要用于测试小型精密零件的硬度,表面硬化层硬度和有效硬化层深度,镀层的表面硬度,薄片材料和细线材的硬度,刀刃附近的硬度,牙科材料的硬度等,由于试验力很小,压痕也很小,试样外观和使用性能都可以不受影响。显微维氏硬氏试验主要用于金属学和金相学研究。用于测定金属组织中各组成相的硬度,用于研究难熔化合物脆性等。显微维氏硬度试验还用于极小或极薄零件的测试,零件厚度可薄至3μm。
维氏硬度试验的优点
维氏硬度试验的压痕是正方形,轻廓清晰,对角线测量准确,因此,维氏硬度试验是常用硬度试验方法中精度最高的,同时它的重复性也很好,这一点比布氏硬度计优越。
维氏硬度试验测量范围宽广,可以测量目前工业上所用到的几乎全部金属材料,从很软的材料(几个维氏硬度单位)到很硬的材料(3000个维氏硬度单位)都可测量。
维氏硬度试验最大的优点在于其硬度值与试验力的大小无关,只要是硬度均匀的材料,可以任意选择试验力,其硬度值不变。这就相当于在一个很宽广的硬度范围内具有一个统一的标尺。这一点又比洛氏硬度试验来得优越。
在中、低硬度值范围内,在同一均匀材料上,维氏硬度试验和布氏硬度试验结果会得到近似的硬度值。例如,当硬度值为400以下时,HV≈HB,如图3-2所示。
维氏硬度试验的试验力可以小到10gF,压痕非常小,特别适合测试薄小材料。

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