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嵌入式系统原理课程论文嵌入式系统原理课程论文基于嵌入式系统的税控收款机系统设计方案采用嵌入式CPU进行税控收款机的设计，从系统结构上改变目前收款机应用系统中出现的高端机（由PC机组成系统）成本过高与低端机（由单片机组成系统）资源不足的状况，使嵌入式系统在税控收款机上得到广泛应用。1.1 功能需求分析：（1）收款机应能自动记录每日的营业数据并实时计算、记录应纳税额，但这些记录不能被更改和抹掉。（2）收款机可以通过网络将税务信息向当地税收信息中心提交，也可通过IC卡到当地税务机关办理缴税。（3）税务稽查人员以及合法用户可从收款机中提取营业及缴税数据记录。（4）所有操作结果或提示信息，有实时显示。（5）收款机可以支持打印相关票据。（6）收款机可以现场验证其真伪。 1.2可靠性需求分析：（1）商户营业及缴税数据记录不可被更改、删除，掉电数据不丢失；（2）非合法操作人员无法操作收款机；（3）商家的营业及税务信息在网络传输中，第三者无法破译；（4）他人无法盗用合法用户的收款机税控信息；（5）收款机无法被克隆或非法改装。1.3 税控收款机硬件设计：IC卡技术是继条码、磁卡等识别技术之后出现的新一代识别技术。按卡中所镶嵌的集成电路类型的不同可分为：存储器卡、逻辑加密卡、智能卡。按与外界传送数据的形式可分为：接触式IC卡和非接触式IC卡。在税控收款机中，IC卡主要用于存储税控加密信息，和识别收款机操作人员身份，在使用税控收款机时需要这两卡同时存在，缺一不可。因此，采用接触式逻辑加密卡作为工程选用的IC卡。（接触式IC卡必须符合ISO7816标准）本税控收款机，使用A、B两种IC卡。A卡记录税控收款机原始发行机构登记的收款机编号，商业用户的税务登记号，以及缴税账号，以及信息加密私钥，税务机构等信息。A卡被内置于收款机之中，并有相应措施保护不被非法移动。B卡存储税控收款机使用者信息以及销售税务信息，该信息将作为被加密信息的一部分用来产生加密信息。由于B卡可能经常移动，故需要使用读卡器来读取其信息。由于IC卡在收款机工作中特殊的身份标识作用，关系到商业用户的商业利益，因此应当具有防伪造，防复制的特点，因此在IC卡上加上挑战码及数字签名等功能。此外出于安全原因在采用A、B卡方式后，收款机必须在A、B卡同时处于可读状态时方可正常工作。在税控收款机系统中，税务数据信息需要被加密后才能够进行传输，此外还要在网络进行身份认证等活动。选择一个适当的加密技术是十分必要的。密码算法分为：对称算法、公开密钥算法以及Hash算法。针对税收系统的特性，采用公开密钥算法。加密变换： C=E（Publickey, M）解密变换： M=D（Privatekey, C）M-明文 C-密文 Publickey-公钥 Privatekey-私钥（1）椭圆曲线密码体制的加密原理椭圆曲线可以定义在任意的有限域上，主要在有限域Zp（p为素数）和特征为2的有限域F2m。（m1）上。椭圆曲线密码体制的加密原理是基于有限域上椭圆曲线离散对数问题（ECDLP）的困难性。现以定义在奇特征域上的椭圆曲线为例，说明椭圆曲线密码体制的加密原理。设GF（p）是一个P2，3的奇特征有限域，定义在GF（p）上的椭圆曲线是指满足Weierstrass方程：（a，bGF（p），且满足）的所有解，与无穷远点O构成的非空集合。设P是椭圆曲线E（a，b）（GF（p）上的一个点，则E上关于户的椭圆曲线离散对数问题为：给定一点QE（a，b）（GF（p），求解整数x（xGF（p），使xP=Q。如果这样的数存在，就是椭圆曲线离散对数。也就是说选取该椭圆曲线上的一个点P作为基点，给定一个整数x，求解xP=Q是容易的。但是要从Q点和P点推导出整数x，则是非常困难的。（2）安全参数的选取和密钥的生成基于椭圆曲线的密码体制操作都包含由一些椭圆曲线域参数所确定的有限域上椭圆曲线的算术运算。通常，将有限域上椭圆曲线域参数T定义为一个六元组：T=（p，a，b，C，n，h）。其中p，a，b的意义同上；G（xCG，yG）是椭圆曲线上的一个基点，GO，使nG=O的最小正整数n称为点C的阶，记为n=ord（G）；整数h是余因子，h=#E（GF（p）n。由以上参数可以惟一地确定一个椭圆曲线。在1，n-1之间随机地确定一个整数d，计算Q=dG，由此就确定了密钥对（d，Q），其中：d是私钥，需要保密，Q是公钥，可以公开。而六元组T也要完全公开。1.4 税控收款机设计方案 硬件方案基于32位MCU处理器的税控收款机硬件方案框图 软件方案操作系统：uC/OS-II嵌入式操作系统，它是一种抢占式实时操作系统内核。其代码精简、稳定，可移植性极好，极大地简化了协调进程所需的控制代码。软件系统包括下面几大任务：键盘任务、销售任务、报表任务、系统管理任务、税控任务和掉电保护任务。税控任务是税控收款机的核心任务，以下加以详细说明：（1）注册（初始化）税控卡在第一次使用税控机前，需要注册税控卡，只要将税控卡和用户卡分别插入指定的卡槽中，选择注册税控卡，系统注册成功或者失败都有相应的提示，若失败则提示用户是哪个地方出错。（2）监控数据下载当用户通过用户卡进行数据申报时，税务管理系统会把监控管理数据写入用户卡，用户应通过监控数据下载来更新税控收款机和税控卡上的监控管理数据，当监控数据下载完成后，用户可以在防锁机保护功能中看到税控收款机上更新后的数据。 （3）数据申报当用户在准备去税务局交税前，要先进行数据申报，系统会自动将销售信息传送到用户卡上，传完之后，用户只要持用户卡就可以到税务局交税。 （4）税务管理 在这一部分的主要任务是由税务局来完成。 （5）生成数字签名为了发票防伪需要，系统将税务登记号、税控机标识、开票金额、开票日期等信息通过存储于税控卡上的加密私钥通过系统加密模块的加密算法生成数字签名，提供给打印机在发票上打印出该数字签名，以供顾客进行防伪验证。（6）发票管理 发票管理内设有三项内容：下载发票、安装发票和废票处理。 下载发票、安装发票：每打完一卷发票都需要重新下载发票并安装发票，之前要求插入用户卡。 废票处理：发票打坏，或者在没有打完当前卷发票就想换卷发票时，都要先进行废票处理。 （7）防锁机保护 包括“税控