大华CPU卡一文通：从技术原理到国密方案全解析

一、CPU卡基础篇

1、什么是CPU卡

CPU卡（智能卡）是一种内置微处理器（CPU）、存储单元（RAM、ROM、EEPROM）及芯片操作系统（COS）的高安全性集成电路卡。他相当于一台微型计算机，支持数据存储、加密运算和复杂指令处理，广泛应用于生活及工作中各种场所。

CPU卡核心优势：

● 高安全性：支持双向认证、加密算法（如SM1/SM7、DES）及线路保护功能，可防范数据篡改和窃取；

● 多应用支持：通过COS系统实现“一卡多用”，各应用数据独立管理；

● 长寿命：擦写次数超10万次，数据保存时间达10年以上；

PSAM卡：配套CPU卡使用，安装于终端安全控制模块，用于验证用户卡的合法性，主要特点在于硬件加密，密钥在硬件中生成，而不用在网络上传输，PSAM卡内嵌于各类终端设备，为其提供IC卡级别的安全保护，只有安装了PSAM卡的终端才能对CPU卡进行安全解密。

2、CPU卡类型

根据接口方式，CPU卡可分为：

● 接触式CPU卡：通过物理触点连接，稳定性高，常用于金融、身份证等场景；

●非接触式CPU卡：基于射频技术（如13.56MHz），支持快速交易（<100ms），适用于公交卡、门禁等；

● 双界面CPU卡：融合接触式与非接触式接口，兼具大容量存储与高速传输优势，适用于高速公路收费、自助终端等复杂场景。

3、技术参数解析

参数	典型值	说明
存储容量	2KB~64KB EEPROM	用户存储空间，支持多文件分区分级管理
工作频率	13.56MHz(ISO/IEC14443标准)	非接触式通讯基础频率确保兼容性与稳定性
传输速率	106Kbit/s   848Kbit/s	支持高速数据传输，减少交易延迟
擦写寿命	10万次	EEPROM耐用性指标，保障长期使用
安全算法	SM1~SM7、DES、3DES、RSA	国密算法或国际标准加密算法，满足不同安全需求

4、业务逻辑：从复位到交易

CPU卡的操作流程分四个步骤：

1.触电激活：终端与卡物理连接，供电并启动通讯；

2.复位应答：卡返回初始状态信息（如：COS版本，序列号），建立通讯协议；

3.安全认证：卡与系统双向认证：利用随机数加密传输交换，确保双方合法性； 

4.数据交互：执行读/写命令，支持加密传输或者MAC校验，放置数据泄露。

二、国产化方案篇

1、国密CPU卡方案

核心特点：

算法自主可控：采用国家密码管理局认证的SM1（硬件加密），DES/3DES算法等算法，密钥体系基于国产芯片。

应用场景：

● 高安全门禁：支持双向认证，防范复制攻击，逐步替代传统IC/ID卡；

● 政务多场景：符合GM/T 0036《采用非接触式的门禁系统密码应用技术指南》要求。

技术参数：

● 刷卡距离：4cm；

● 支持国密算法：SM1、SM4；

● 认证方式 ：CPU卡与PSAM卡双向认证，设备支持PSAM卡槽，实现终端与卡品动态密钥交互；

2、商密CPU卡方案

定位：满足商业领域安全需求，兼容国际标准与国密算法

●商密认证：通过国家商密委认证，支持SM2/SM3/SM4算法，适用于支付、企业一卡通等场景；

● 硬件配置：多采用国产芯片，支持128K大容量存储，兼容M1卡协议。

3、密评（商用密码应用安全性评估）方案

定义：

密评全称为商用密码应用安全性评估，指对采用商用密码技术，产品和服务集成建设的网络和信息系统密码应用的合规性、正确性、有效性进行评估。

目标：

确保CPU卡系统符合《中华人民共和国密码法》及行业安全标准

评估要点：

依据国家标准GB/T39786-2021《信息安全技术 信息系统和密码应用测评要求》，包括总体要求、密码功能要求、密码技术应用要求、密钥管理和安全管理：

● 总体要求：密码算法、密码技术、密码产品和密码服务；

● 密码功能要求：机密性、完整性、真实性、不可否认性；

● 密码应用技术要求：物理和环境安全、网络和通讯安全、设备和计算安全、应用和数据安全；

● 抗攻击能力：通过侧信道攻击检测、故障注入检测等验证硬件安全性；

● 密钥管理：密码的生成、存储、分发、导入、导出、使用、备份、恢复、归档与销毁等环节进行管理和策略制定的全过程；

● 合规性：系统通过国家密码管理局审批；

安全管理：制度、人员、实施、应急。

密评方案：

● 密评智能门禁一体机及密评门禁控制器集成国密芯片，软件和平台增加国密相关内容

● 使用国密加密算法，提升智能门禁数据存储和传输安全性。

密评门禁设备一览

三、CPU主推产品

类别	型号
CPU卡	MW5108(SM_CPU)
PSAM卡（大卡）	MW5108(SM_PSAM)
PSAM卡（小卡）	MW5108(Micro SIM)

从技术参数到国产化方案，CPU卡凭借其高安全性与多功能性，正在成为智慧城市、金融支付等领域的核心载体。随着国密算法的普及与密评体系的完善，国产CPU卡有望在全球安全市场中占据更重要的地位。