APDU协议
APDU协议，即是智能卡与读写器间的应用层协议，在ISO7816-4[7]中定义了该协议的结构格式。APDU数据有两种结构，读写器使用的APDU结构为命令APDU，C-APDU（Command APDU），智能卡方面使用的APDU结构为响应APDU，R-APDU（Reponse APDU）。
命令APDU
必选部分：CLA, INS, P1, P2
可选部分：LC, 数据段, LE
CLA确定APDU的类别，INS确定要执行的指令，P1和P2是参数。
LC确定数据段的长度，数据段是发送到智能卡上的数据，LE确定读写器期待智能卡响应的字节数。
响应APDU
可选部分：数据段
必选部分：SW1, SW2
数据段的长度由命令APDU的LE确定。
SW1和SW2是状态字。
ADPU常用命令
APDU= ApplicationProtocol data unit, 是智能卡与智能卡读卡器之间传送的信息单元, （给智能卡发送的命令）指令（ISO 7816-4规范有定义） CLA INS P1 P2 Lc Data Le
其中CLA为指令类别；INS为指令码；P1、P2为参数；Lc为Data的长度；Le为希望响应时回答的数据字节数，0表最大可能长度。
00A4040000：发送一个空的选择命令，获取卡和主安全域的信息。00A40400是select选择对应的CLA，INS，P1和P2，后面2位是发送的文件名的长度。此命令使用文件名或应用标示符来选择IC卡内DF(专用文件)或EF（基本文件）。
80此命令创建卡片文件系统，80CA9F7F00：获取CPLC信息。8050XXXXX: 双向认证并建立会话密钥。
非接触CPU卡应该支持以下与应用无关的常用指令命令：
|
编号 |
指令 |
指令类别 |
指令码 |
功能描述 |
|
|
APPLICATION UNBLOCK |
84 |
18 |
应用解锁 |
|
|
APPLICATION BLOCK |
84 |
1E |
应用锁定 |
|
|
CARD BLOCK |
84 |
16 |
卡片锁定 |
|
|
EXTERNAL AUTHENTICATE |
00 |
82 |
外部认证 |
|
|
GET CHALLENGE |
00 |
84 |
取随机数 |
|
|
INTERNAL AUTHENTICATE |
00 |
88 |
内部认证 |
|
|
PIN UNBLOCK |
84 |
24 |
个人密码解锁 |
|
|
READ BINARY |
00 |
B0 |
读二进制文件内容 |
|
|
READ RECORD |
00 |
B2 |
读记录文件指定内容 |
|
|
SELECT |
00 |
A4 |
选择文件 |
|
|
UPDATE BINARY |
00/04 |
D6 |
写二进制文件 |
|
|
UPDATE RECORD |
00/04 |
DC |
写记录文件 |
|
|
VERIFY |
00 |
20 |
验证口令 |
|
编号 |
指令 |
指令类别 |
指令码 |
功能描述 |
|
|
CHANGE/PIN RELOAD |
80 |
5E |
重装/修改个人密码 |
|
|
CREDIT FOR LOAD |
80 |
52 |
圈存 |
|
|
DEBIT FOR PURCHASE/ |
80 |
54 |
消费/取现/圈提 |
|
|
GET BALANCE |
80 |
5C |
读余额 |
|
|
GET TRANSCATION PROVE |
80 |
5A |
取交易认证 |
|
|
INITIALIZE FOR XXX |
80 |
50 |
初始化XXX交易 |
|
|
UNBLOCK |
80 |
2C |
解锁被锁住的口令 |
|
|
UPDATE OVERDRAW LIMIT |
80 |
58 |
修改透支限额 |
SIM卡APDU指令
一个APDU可以是一个命令，也可以是命令的响应。
命令APDU的一般格式：
CLA INS P1 P2 P3 Data
响应APDU的一般格式：
Data SW1 SW2
各个字节的意义如下：
CLA: 是指令类型，GSM应用为0xA0。
INS：每个命令的指令编码，下面有定义。
P1，P2，P3：指令参数。0xFF是个无效值，P3给出了数据单元的长度。对于传送命令，当SIM 流出数据时，P3=0表示数据的长度为256，而SIM 流入数据时P3=0表 示没有数据。
SW1，SW2：命令结果是否成功的状态。
指令的5种情况
情况1：没有输入/没有输出
CLA INS P1 P2 P3(lgth=0x00)
SW1=0x90 SW2=0x00
情况2：没有输入/输出长度已知
CLA INS P1 P2 P3(长度值lgth)
DATA(长度为lgth) SW1=0x90 SW2=0x00
情况3：没有输入/输出长度未知
CLA INS P1 P2 P3(lgth=0)
SW1=0x9F SW2=lgth1
GET RESPONSE
CLA INS P1 P2 P3(lgth2)
DATA(长度leth1<=leth2) SW1=0x90 SW2=0x00
情况4：有输入/没有输出
CLA INS P1 P2 P3(lgth)
DATA(长度为lgth) SW1=0x90 SW2=0
情况5：有输入/输出长度未知或已知
CLA INS P1 P2 P3(lgth)
DATA(长度为lgth) SW1=0x9F SW2=lgth1
GET RESPONSE
CLA INS P1 P2 P3(lgth2)
DATA(长度lgth2<=lgth1) SW1=0x90 SW2=0x00
11.11中命令集如下：
(1) SELECT
选择一个文件的方法：
ATR（复位）之后，MF将取消被选择，并且成为当前的目录。每个文件必须通过SELECT功能通过下面的规则来选择。
这时，你可以选择MF，也可以选择MF目录下的DF和MF目录下EF,若想要选择某一DF中的EF，必须先选择该DF成为当前目录，再选择DF中的EF。例：
//SELECT
A0 A4 00 00 02 3F00
9F 17
//SELECT
A0 A4 00 00 02 7F10
9F 17
//SELECT
A0 A4 00 00 02 6F3A
9F 0FCLA=A0：表示GSM应用
INS=A4：表示SELECT
P1P2=0000：表示参数
P3=02：表示输入文件ID的长度
3F00，7F10，6F3A表示选择的文件ID
SW1=9F SW2=17（23）/0F（15）表示命令正确结束，其中SW2表示响应值长度
（2） STATUS
此功能返回与当前文件目录（根目录或应用目录）有关的信息，此操作不会改变当前EF内容；
这条命令可在任何时候使用，以获得与GSM应用有关的信息；
输入：无；
输出：文件标识符，总的可用存储空间，CHV激活/屏蔽，CHV状态和其他的GSM详细数据例：
//SELECT
A0 A4 00 00 02 7F10
9F 22
//STAUTS
A0 F2 00 00 22
90 00
00005DD07F1002000000000015B10114060085838583000083830000000000000000CLA=A0：表示GSM应用
INS=F2：表示STATUS
P1P2=0000：表示参数
P3=22：表示返回响应值长度（从SELECT的返回值中获取）
SW1=90 SW2=00 表示命令正确结束
00005DD07F1002000000000015B10114060085838583000083830000000000000000表示返回的响应值（响应的参数/数据同使用SELECT命令选中MF和DF时的响应数据相同。）
（3） GET RESPONSE
此功能返回与当前文件目录（根目录或应用目录）有关的信息
这条命令可在任何时候使用，以获得与GSM应用有关的信息；
输入：无；
输出：文件标识符，总的可用存储空间，CHV激活/屏蔽，CHV状态和其他的GSM详细数据
STATUS与GET RESPONSE：区别在于STATUS命令不适用与EF，其中P3所需要的len为select响应的参数SW2
//SELECT
A0 A4 00 00 02 3F00
9F 17
//SELECT
A0 A4 00 00 02 7F10
9F 17
//SELECT
A0 A4 00 00 02 6F3A
9F0F
//GET RESPONSE
A0 C0 00 00 0F
0000 0AF0 6F3A 04 00 11 FF 44 01 02 01 1C
9000
0000 0AF0 6F3A 04 00 11 FF 44 01 02 01 1C
//--00 00 保留
//--0A F0 占用的空间大小，表示7000字节
//--6F 3A 选中File的ID
//--04 文件类型，见11.11 9.3
//----'00'：保留 '01'：MF '02'：DF '04'：EF
//----此文件类型 EF
//--00 见11.11 9.2.1 detail 3
//----对于二进制和记录文件，该字节为保留字节。对于循环文件，除b6(0 based)外所有的bit都是保留的，b6=1表示当前所选择的循环文件可以执行INCREASE命令
//--11 FF 44 访问权限
//--01 文件状态，见11.11 9.3
//----+--+--+--+--+--+--+--+--+
//----|b7|b6|b5|b4|b3|b2|b1|b0|
//----+--+--+--+--+--+--+--+--+
//---- | | | | | | | +-b0=0文件无效, b0=1文件有效
//---- | | | | | | +----RFU
//---- | | | | | | b2=0: 当文件无效时不允许读和写
//---- | | | | | +-------b2=1: 当文件无效时允许读和写
//---- +--+--+--+--+----------RFU
//----本字节表示文件有效，当文件无效时不允许读/写
//--02 后面数据的长度，表示2
//----01 文件结构，见11.11 9.3
//------'00'：二进制文件（透明文件） '01'：记录文件（线性定长） '03'：循环文件
//------此文件结构记录文件
//----1C 记录长度，见11.11 9.2.1 detail 4（4）READ BINARY
此功能允许SIM卡从当前透明文件中读取字节串；
如果不满足EF文件READ指令的访问准予条件，SIM卡拒绝该功能；
输入：字节串的偏移地址和长度；
输出：字节串；//SELECT
A0 A4 00 00 02 2F05
9F 0F
//GET RESPONSE
A0 C0 00 00 0F
0000 0008 2F05 04 00 01FF55 01 02 0000
90 00
//READ BINARY
A0 B0 00 00 08
6573656E66727074
90 00
//READ BINARY
A0 B0 00 01 04
73656E66
90 00
CLA=A0：表示GSM应用
INS=B0：表示READ BINARY
P1P2=0000：表示高低位偏移
P3=08：表示返回响应值长度（从SELECT的返回值中获取）
（当P1P2=0001，P3=04时表示向右偏移1位，返回长度为4的响应值）
SW1=90 SW2=00 表示命令正确结束
（5）UPDATE BINARY
此功能用于更新当前透明文件的字节串；
如果不满足EF文件UPDATE指令的访问准予条件，SIM卡拒绝该功能；
输入：字节串的偏移地址和长度；
输出：无；//SELECT
A0 A4 00 00 02 2F05
9F 0F
//GET RESPONSE
A0 C0 00 00 0F
0000 0008 2F05 04 00 01FF55 01 02 0000
90 00
//READ BINARY
A0 B0 00 00 08
6573656E66727074
90 00
//UPDATE BINARY
A0 D6 00 00 08
0000000000000001
90 00
//READ BINARY
A0 B0 00 00 08
0000000000000001
90 00
更新成功！
（6）READ RECORD
此功能用于读取线性固定文件或循环文件的记录；
如果不满足EF文件READ指令的访问准予条件，SIM卡拒绝该功能。若操作失败，记录指针不改变；
读指令定义了4种模式：
CURRENT模式（04）：读当前的记录，记录指针不变；
ABSOLUTE模式（04+记录号）：读给定记录号的记录，记录指针不变；
NEXT模式（02）：功能执行前记录指针加一，然后读取指针指向的记录。
PREVIOUS模式（03）：功能执行前记录指针减一，然后读取指针指向的记录。
输入：模式、记录号（ABSOLUTE模式）、记录长度；
输出：记录；
//SELECT
A0A4000002 3F00
9F17
//SELECT
A0A4000002 7F10
9F17
//SELECT
A0A4000002 6F3A
9F0F
//GET RESPONSE
A0C000000F
00000AF06F3A040011FF440102011C
9000
//READ RECORD
A0B201041C
80aabbccddFFFFFFFFFFFFFFFFFF07812143658709F1FFFFFFFFFFFF
9000
（7）UPDATE RECORD
向线性定长记录的EF文件或循环记录EF文件中写入一条完整的记录；
如果不满足EF文件UPDATE指令的访问准予条件，SIM卡拒绝该功能。若操作失败，记录指针不改变；//SELECT
A0A4000002 3F00
9F17
//SELECT
A0A4000002 7F10
9F17
//SELECT
A0A4000002 6F3A
9F0F
//GET RESPONSE
A0C000000F
00000AF06F3A040011FF440102011E
9000
//UPDATE RECORD
A0DC01041E
输入数据：
111110000000000000000000000000000000000000000000000000000000
90 00
APDU命令的结构和处理
简单说，IFD（接口设备）与IC卡之间的通讯是这样的：
a、首先，IFD（接口设备）发送5个字节的命令头给IC卡，这5个字节的内容告诉了IC卡要做什么操作；
b、然后，IC卡回传一个过程字节给IFD，告诉IFD（接口设备）IC卡是否支持该操作；
c、如果返回的过程字节告诉IFD——IC卡支持该操作，则接下来就进行数据的传输（如果有的话），数据从IFD输入到IC卡或数据从IC卡输出到IFD；
d、如果返回的过程字节告诉IFD——IC卡不支持该操作，则IC卡回传给IFD两个状态字节SW1 SW2，IFD根据SW1 SW2两字节判断IC卡不支持该操作的原因；
下面介绍ISO/IEC 7816-4 中规定的标准操作流程（以下内容由本人翻译原英文版ISO/IEC 7816-4而来，如有错漏之处请不吝指教）：
10.3 命令的结构和处理
10.3.1 概述
首先，每一条命令均由IFD（接口设备）发起，它通过5字节的命令头告诉卡设备做什么。
然后，在卡发送的过程字节的控制下，该命令继续在某一个方向上传输一串数据字节。
为了区分用于输入数据的命令（其中处理过程中，数据字节进入卡）和用于输出数据的命令（其中处理数据字节时该数据离开卡），假设卡和接口设备预先知道数据运送方向。
10.3.2 命令头
命令头由5个字节组成，分别为CLA，INS，P1，P2和P3。其中CLA，INS，P1和P2这些参数的值由ISO/IEC7816-4部分定义。
—— CLA 表示指令类别（class）。其中值‘FF’被保留用于PPS（见6.3.1和9.2）。
注意 ISO/IEC 7816-4 强制‘FF’对于CLA为无效值。
—— INS 表示指令代码（instruction）。其中值‘6X’和‘9X’为无效值。
注意 ISO/IEC 7816-4 强制‘6X’和‘9X’对于INS为无效值。
—— P1 P2 表示命令参数。对于不同的指令（INS）P1 P2有不同的含义。
—— P3 表示数据字节的长度。对命令期间待传送的字节D1～Dn的数目n进行编码。
l 在输出数据的传送命令中，P3=0表示从卡传输256字节。
l 在输入数据的传送命令中，P3=0表示不从卡传输数据。
10.3.3 过程字节
IFD（接口设备）发送完5字节的命令头后，应该等待卡设备传入一个过程字节。有三种类型的过程字节，见表11。
过程字节不同的值表示不同含义：
——如果值为‘60’，表示为一个NULL字节。它要求不进行数据字节的传送。IFD应该等待卡设备传入下一个过程字节。
——如果值为‘6X（≠60）’或‘9X’，表示为SW1字节。字要求不进行数据字节的传送。IFD（接口设备）应等待卡设备传入一个SW2字节。这里对SW2的值无限制。
注意 ISO/IEC7816-4 强制‘60’为无效的SW1值，以及其它任不同于‘9X’和‘6X’的值。
——如果值与INS相等，除‘6X’和‘9X’以外，它是一个ACK字节。则表示运送所有剩余字节（如果存在）Di～Dn。然后IFD（接口设备）应等待卡设备传入一个过程字节。
——如果值与INS⊕FF（异或）相等，除‘6X’和‘9X’以外，它是一个ACK字节。则表示运送下一个数据字节（如果存在）Di。然后IFD（接口设备）应等待卡设备传入一个过程字节。
——如果为其它值，则属无效。
表11 ——过程字节
|
字节 |
值 |
数据的传送操作 |
然后接收 |
|
NULL |
‘60’ |
无动作 |
一个过程字节 |
|
ACK |
INS |
所有剩余数据字节 |
一个过程字节 |
|
INS⊕FF（异或） |
下一个数据字节 |
一个过程字节 |
|
|
SW1 |
‘6X（≠60）’或‘9X’ |
无动作 |
SW2字节 |
当过程字节为NULL和ACK时，卡设备能继续处理命令；或者当过程字节为SW1 SW2时，卡设备结束命令的处理；或者不响应表示不赞成。
10.3.4 状态字节
状态字节SW1 SW2表示命令结束时卡设备的状态。它们的值由ISO/IEC 7816-4 指定。
注 ISO/IEC7816-4 强制6个状态字节值的定义。
‘9000’ 命令正常结束；
‘6E00’ CLA不支持；
‘6D00’ CLA支持，但INS不支持；
‘6B00’ CLA INS 均支持，但是P1 P2错误；
‘6700’ CLA INS P1 P2均支持，但是P3错误；
‘6F00’ 命令不支持，但是没有找出精确的诊断；
根据定义，在传入的SW2字节的前沿12etu后，命令结束。