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ESAM—嵌入式安全模塊:表具類收費系統應用的中心部件

時間:2020-02-21    點擊量:1

 ESAM模塊是將一張具有操作系統(COS)的CPU卡封裝在DIP8或SOP8模塊中的一個安全存取單元,將其嵌入水、電、氣、暖IC表或者其他專用通用設備中,完成數據的加密解密、雙向身份認證、訪問權限控制、通信線路保護、臨時密鑰導出、數據文件存儲等多種功能。
       ESAM在表具中實現數據存儲和安全認證等功能,為表具提供使用資源的數據條件,為用戶卡提供回寫的數據項,為MIS系統提供收費和統計的數據,作為表具類收費系統應用的中心部件。ESAM還為水,電,氣,暖提供統一的平臺,規范控制表廠的開發、生產和供貨。 
   ESAM卡 + 建設部密鑰管理系統=系統安全性 + 通卡兼容性  
      為什么用ESAM模塊? 
    建設部對IC卡表的管理要求:  為保證卡表終端數據交換的安全性,要求獲得建設部市場準入資格的卡表終端生產廠家必須在卡表終端內安裝ESAM安全模塊。表具內置ESAM,可以使系統支持密鑰管理系統。在密鑰管理系統的支持下,表具使用的密鑰,能夠被安全的產生,傳輸和使用。在ART-ESAM模塊安全認證功能的保護下,用戶卡和ESAM模塊之間,ESAM模塊和表具之間可以安全的傳遞數據信息和進行交易。 
  建設部檢測IC卡表的流程:IC卡表廠向建設部IC卡服務中心提交檢測申請→建設部向表廠提供開發資料和ESAM樣品→表廠開發→在建設部的卡表安全檢測平臺上檢測→頒發證書。  運營商提高管理水平的要求:  采用內置ESAM模塊的表具,所有的表具廠商必須按照統一的規范設計他們的表具,不同廠商的表具其工作方式和流程,傳輸的數據將完全一樣,具有非常高的兼容性。水司采購表具的時候,將不需要考慮不同的表具,不同的系統的情況。水司將能夠保證:一套系統,一種類型的表具。而如果不采用嵌入ESAM模塊的表具,各個水表廠商的表具必然很難做到統一,水司就面臨著維護不同工作方式的表具,維護不同的數據結構的復雜的管理以及運營問題。  方便用戶使用的需求  表具內置使用ESAM模塊存儲記錄表具資源使用狀況,記錄表具交易狀況和表具運行參數等,這樣當表具出現故障時,ESAM模塊可以很好的為用戶提供相關信息和數據恢復條件。使用ESAM模塊可以使表具應用實現“一卡多表”的多應用整合,即一張用戶卡對應多塊表,節省投資,方便了用戶。  
       ESAM模塊功能  ESAM特點  更高的安全特性。ESAM 模塊中內嵌8位安全處理器,能夠進行DES、3DES 加密運算,同時運算過程中加入隨機數的參與。  ESAM 模塊支持多級分散的密鑰管理系統,用戶卡可以選擇CPU卡和邏輯加密卡。支持建設部、PBOC 密鑰管理系統,且不同表具可使用統一標準的ESAM卡,這就保證了用戶卡能夠一卡多用,能夠納入到城市的一卡通系統之中,實現“一戶多表、一卡多用”的使用模式。  ESAM是完全按照建設部表具應用要求開發的,唯一真正實現表具類ESAM卡與建設部密鑰管理系統的結合,具有更加合理和適用的應用模式,可以最大限度的適應城市通卡平臺的應用。  更方便市民使用,在ESAM卡中可以設定透支限額,表具內的數字用完后還可以適當透支使用,避免用戶斷電斷水的尷尬,規避“霸王條款”問題。  支持不記名一次性充值卡,在報亭、充值點發售,用于市民應急充值使用,支持階梯價格。支持充值限額功能,防止用戶囤積水、氣、電。  可選的EEPROM 容量,可選多種通信速率,數據保存時間大于10 年,EEPROM 擦寫次數大于50 萬次;提供多種封裝,DIP8 雙列直插,SOP8 貼片,Plug-in 規格SAM卡,支持休眠電源模式功耗低,抗干擾。   
         ESAM技術指標  全面符合ISO7816、建設部、及PBOC等國際標準和行業標準;  支持包括二進制、定長記錄、變長記錄、循環記錄、錢包記錄等多種文件類型;  支持T=0(字符傳輸)通訊協議;支持標準DES和三重DES算法并可以根據密鑰長度自動選擇算法;支持包括明文、加密、加密及MAC三種方式的文件和密鑰操作通信線路保護;可選的EEPROM容量:0.5k、1k、2k、4k、8k、16k字節;多種通信速率可選:默認9.6kbps、可選19.2kbps、38.4kbps、51.2kbps;8字節數據三重DES運算時間為35ms / 0.2ms (不包括通信時間);支持建設部密鑰管理系統;數據保持時間大于10EEPROM擦寫次數大于50萬次;工作電壓:2.7V ~ 5.5V,工作溫度:-25℃ ~+70℃;  時鐘頻率:1 ~ 5MHz,默認值為 3.57MHz(9.6kbps波特率);  支持休眠電源模式,最大電流為100微安;  封裝規格:提供多種封裝,DIP8雙列直插,SOP_8貼片;  根據用戶要求定制芯片功能,定制內置COS指令。  
     ESAM的應用行業  ?  公用事業:水表、燃氣表、暖氣表、電表。  ?  廣播電視:機頂盒、加解擾終端。  ?  程控設備: 稅控機、加油機、出租車計價器。

維氏硬度計(GB/T4340.1—1999)相關硬度計介紹:HV-5A型數顯小負荷維氏硬度計
維氏硬度計原理
采用正四棱錐體金剛石壓頭,在試驗力作用下壓入試樣表面,保持規定時間后,卸除試驗力,測量試樣表面壓痕對角線長度。
試驗力除以壓痕表面積的商就是維氏硬度值。維氏硬度值按式(3-1)計算:
HV = 常數×試驗力/壓痕表面積 ≈0.1891 F/d2 …………(3-1)
式中:HV  ————  維氏硬度符號;
F  ――――  試驗力,N;
d  ————  壓痕兩對角線d1、d2的算術平均值,mm
實用中是根據對角線長度d通過查表得到維氏硬度值。
國家標準規定維氏硬度壓痕對角線長度范圍為0.020~1.400mm
3.2 維氏硬度的表示方法
維氏硬度表示為HV,維氏硬度符號HV前面的數值為硬度值,后面為試驗力值。標準的試驗保持時間為10~15S。如果選用的時間超出這一范圍,在力值后面還要注上保持時間。例如:
600HV30—表示采用294.2N(30kg)的試驗力,保持時間10~15S時得到的硬度值為600。
600HV30/20—表示采用294.2N(30kg)的試驗力,保持時間20S時得到的硬度值為600。
3.3 維氏硬度試驗的分類和試驗力選擇
維氏硬度試驗按試驗力大小的不同,細分為三種試驗,即:維氏硬度試驗、小負荷維氏硬度試驗和顯微維氏硬度試驗。
表3-1維氏硬度試驗的三種方法
維氏硬度試驗可選用的試驗力值很多,見表3-2。
表3-2推薦的維氏硬度試驗力
試驗力的選擇要根據試樣種類、試樣厚度和預期的硬度范圍而定。標準規定,試樣或試驗層的厚度至少為壓痕對角線長度的1.5倍。試驗后試樣背面不應出現可見的變形痕跡。
維氏硬度試驗的缺點
維氏硬度試驗效率低,要求較高的試驗技術,對于試樣表面的光潔度要求較高,通常需要制作專門的試樣,操作麻煩費時,通常只在實驗室中使用。
維氏硬度計的應用
維氏硬度試驗主要用于材料研究和科學試驗方面小負荷維氏硬度試驗主要用于測試小型精密零件的硬度,表面硬化層硬度和有效硬化層深度,鍍層的表面硬度,薄片材料和細線材的硬度,刀刃附近的硬度,牙科材料的硬度等,由于試驗力很小,壓痕也很小,試樣外觀和使用性能都可以不受影響。顯微維氏硬氏試驗主要用于金屬學和金相學研究。用于測定金屬組織中各組成相的硬度,用于研究難熔化合物脆性等。顯微維氏硬度試驗還用于極小或極薄零件的測試,零件厚度可薄至3μm。
維氏硬度試驗的優點
維氏硬度試驗的壓痕是正方形,輕廓清晰,對角線測量準確,因此,維氏硬度試驗是常用硬度試驗方法中精度最高的,同時它的重復性也很好,這一點比布氏硬度計優越。
維氏硬度試驗測量范圍寬廣,可以測量目前工業上所用到的幾乎全部金屬材料,從很軟的材料(幾個維氏硬度單位)到很硬的材料(3000個維氏硬度單位)都可測量。
維氏硬度試驗最大的優點在于其硬度值與試驗力的大小無關,只要是硬度均勻的材料,可以任意選擇試驗力,其硬度值不變。這就相當于在一個很寬廣的硬度范圍內具有一個統一的標尺。這一點又比洛氏硬度試驗來得優越。
在中、低硬度值范圍內,在同一均勻材料上,維氏硬度試驗和布氏硬度試驗結果會得到近似的硬度值。例如,當硬度值為400以下時,HV≈HB,如圖3-2所示。
維氏硬度試驗的試驗力可以小到10gF,壓痕非常小,特別適合測試薄小材料。

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