Урок 6. Личные данные и счётчик попыток: карта проверяет ПИН

После этого урока карта знает свой номер счёта и ПИН. Неверный ПИН — карта считает ошибки; три подряд — блокируется навсегда, и не помогают ни верный ПИН, ни «вынуть и вставить».

6.1. Идея: личность — в транзисторах

Программа у всех карт одна, а личность своя: номер счёта, ПИН и секретный ключ. Они лежат в матрице из урока 3: транзистор = бит 1. Строка pr — байт, столбец pb — бит. Вся «личность» карты 1 — 22 транзистора.

ПИН записан двоично-десятичным кодом: каждая цифра — 4 бита, 12 → 0001 0010.

Личность карты 1 — 22 транзистора. Сверху резисторы держат столбцы в 1, в каждой строке-байте транзистор стоит там, где бит 1, снизу NOT. Читается строка pr1 (адрес 17, первые цифры ПИН): её транзисторы прижали pb4 и pb1 — на выходе 0001 0010 = «12».

6.2. Идея: попытки, которые не стираются

Два триггера try0, try1 считают неверные ПИН подряд. Сброс RST их не трогает — иначе «вынул и вставил» снова давало бы три попытки. Обнуляет только «заводская подготовка» — нога C6 (FAC): когда-то на неё подавали напряжение записи.

У настоящих карт ПИН можно сменить. Он лежит не в «прошитой» матрице, а в EEPROM — памяти, которую можно перезаписать и которая держит данные без питания. В банкомате вводишь старый ПИН и новый, банк присылает карте команду «замени ПИН», подписанную своим ключом, — и карта сама переписывает его. Так же банк снимает блокировку после трёх ошибок. Бывает и так, что ПИН проверяет не карта, а банк: тогда карта его вовсе не хранит. У нас ПИН прошит транзисторами, как у самых первых чиповых карт, — поменять его можно, только перепаяв матрицу (урок 8).

6.3. Сборка

Тот же проект, что в уроке 5.

И второе: карта сама считает неверные ПИН. Три ошибки подряд — заблокирована навсегда; ни сброс, ни верный ПИН не помогают. Это делает программа, а помнят — два триггера, которые сброс не трогает.

Шаг 1. Счётчик попыток и заводская подготовка

Два триггера try0, try1 считают неверные ПИН подряд: 0–3, на 3 карта заблокирована. Пишет их программа (ST 24), читает — LD 24. Сброс RST их не трогает — иначе «вынул и вставил» снова давало бы три попытки. Обнуляет только тумблер FAC — нога C6, «заводская подготовка»: когда-то на неё подавали напряжение записи. Тумблер FAC ставь справа, рядом с RST и переходником (снаружи будущего чипа).

Деталь	Нога	Метка
Input (тумблер)	выход	FAC
NOT	I0 O0	FAC nFAC
AND	I0 I1 O0	oST selTRY wTRY
RBIT	D LD nR CLK Q	acc0 wTRY nFAC CLK try0
RBIT	D LD nR CLK Q	acc1 wTRY nFAC CLK try1

Шаг 2. Личные данные: транзисторы матрицы

Карта 1: счёт 01, ПИН 1234, ключ 5A C3 17 8E. Транзистор = бит 1: затвор — строка pr<n> (байт по адресу 16 + n), сток — столбец pb<k> (бит k), исток — GND. Вся «личность» карты — эти 22 транзистора:

Адрес	Что	Hex	Биты 7…0	Транзисторы строки (столбцы)
16 ($10)	номер счёта	01	0000 0001	pb0
17 ($11)	ПИН, цифры 1–2	12	0001 0010	pb4, pb1
18 ($12)	ПИН, цифры 3–4	34	0011 0100	pb5, pb4, pb2
19 ($13)	ключ, байт 1	5A	0101 1010	pb6, pb4, pb3, pb1
20 ($14)	ключ, байт 2	C3	1100 0011	pb7, pb6, pb1, pb0
21 ($15)	ключ, байт 3	17	0001 0111	pb4, pb2, pb1, pb0
22 ($16)	ключ, байт 4	8E	1000 1110	pb7, pb3, pb2, pb1

ПИН записан двоично-десятичным кодом: каждая цифра — 4 бита (12 → 0001 0010).

Деталь	Нога	Метка
nmos	затвор сток исток	pr0 pb0 GND
nmos	затвор сток исток	pr1 pb1 GND
nmos	затвор сток исток	pr1 pb4 GND
nmos	затвор сток исток	pr2 pb2 GND
nmos	затвор сток исток	pr2 pb4 GND
nmos	затвор сток исток	pr2 pb5 GND
nmos	затвор сток исток	pr3 pb1 GND
nmos	затвор сток исток	pr3 pb3 GND
nmos	затвор сток исток	pr3 pb4 GND
nmos	затвор сток исток	pr3 pb6 GND
nmos	затвор сток исток	pr4 pb0 GND
nmos	затвор сток исток	pr4 pb1 GND
nmos	затвор сток исток	pr4 pb6 GND
nmos	затвор сток исток	pr4 pb7 GND
nmos	затвор сток исток	pr5 pb0 GND
nmos	затвор сток исток	pr5 pb1 GND
nmos	затвор сток исток	pr5 pb2 GND
nmos	затвор сток исток	pr5 pb4 GND
nmos	затвор сток исток	pr6 pb1 GND
nmos	затвор сток исток	pr6 pb2 GND
nmos	затвор сток исток	pr6 pb3 GND
nmos	затвор сток исток	pr6 pb7 GND

Шаг 3. Программа в ПЗУ

⚙ у ROM → кнопка ⬆ → файл 06-pin.rom.json — программа карты без шифра. После сброса карта сама шлёт приветствие $3B (59), дальше ждёт команду:

Послать (тумблеры T)	Ответ (лампы)	Что
N (78)	номер счёта	команда «номер»
P (80), потом 2 байта ПИН	144 ($90) 98 / 97 ($62 / $61) 96 ($60)	ПИН верный неверный, осталось 2 / 1 попытки карта заблокирована
другое	109 ($6D)	нет такой команды

; Урок 6 — карта проверяет ПИН: программа карты без шифра (вызов-ответ — урок 7).; Одна на все карты; личное — в постоянной памяти $10–$17.; Каждая команда — ровно один такт, поэтому длительность бита на линии IO считаем командами: P = 16 тактов.;; Разговор с терминалом:;   сброс            → $3B (приветствие, как первый байт ATR настоящих карт);   'N'              → номер счёта;   'P' ПИН1 ПИН2    → $90 верно · $62/$61 неверно (осталось попыток) · $60 карта заблокирована; (урок 7) 'A' В1 В2 → О1 = первый байт шифра(вызов, ключ) — только после верного ПИН; иначе $69;   (урок 7) 'R'     → О2 = второй байт ответа (как GET RESPONSE настоящих карт: ответ длиннее байта —;                      терминал забирает остаток отдельной командой; на лампах переходника виден каждый байт);   другое           → $6D (нет такой команды) — в этом уроке и 'A', 'R' ; --- ОЗУ (8 байт) ---.equ B    $00      ; байт: принимаемый / отправляемый.equ N    $01      ; счётчик бит.equ D    $02      ; счётчик задержки.equ H    $03      ; первый байт аргумента / старший байт шифра.equ L    $04      ; второй байт аргумента / младший байт шифра.equ OK   $05      ; 1 = ПИН верен в этом сеансе; --- постоянная память (на транзисторах) ---.equ ACC  $10      ; номер счёта.equ PINH $11      ; ПИН, цифры 1–2.equ PINL $12      ; ПИН, цифры 3–4.equ K0   $13      ; ключ, 4 байта.equ K1   $14.equ K2   $15.equ K3   $16; --- регистр попыток и порт ---.equ TRY  $18      ; неверные попытки подряд (3 = заблокирована).equ IN   $1C      ; бит 0 = линия IO.equ OUT  $1D      ; бит 0 = 1 → прижать линию к 0 start:  LD #0        ST OK            ; после сброса ПИН снова не введён        ST OUT           ; линию отпустить        LD #$3B        ST B        CALL tx          ; приветствие loop:   CALL rx          ; команда        LD B        CMP #'N'        JZ cmdN        CMP #'P'        JZ cmdP        LD #$6D        JMP reply cmdN:   LD ACC        JMP reply  ; --- проверка ПИН ---cmdP:   CALL rx        LD B        ST H        CALL rx        LD B        ST L        LD #0        ST OK            ; новая попытка — прежний верный ПИН не в счёт        LD TRY        CMP #3        JZ blocked        LD H        CMP PINH        JNZ wrong        LD L        CMP PINL        JNZ wrong        LD #0        ST TRY           ; верно: счётчик попыток — в ноль        LD #1        ST OK        LD #$90        JMP replywrong:  LD TRY        ADD #1        ST TRY        LD #3        SUB TRY          ; сколько попыток осталось        OR #$60        JMP replyblocked: LD #$60        JMP reply reply:  ST B        CALL tx        JMP loop ; --- приём байта: ждать старт-бит, потом 8 бит старшим вперёд, по одному каждые 16 тактов ---rx:     LD IN        AND #1        JNZ rx           ; линия 1 — ждём        LD #8        ST N        .rept 10         ; дойти до середины первого бита        NOP        .endrrxbit:  NOP        NOP        NOP        NOP        NOP        LD B        ADD B            ; B сдвинуть влево        ST B        LD IN            ; ← здесь читаем бит        AND #1        ADD B        ST B        LD N        SUB #1        ST N        JNZ rxbit        ; петля — ровно 16 тактов        LD #6        ST Drxg:    LD D             ; защита: переждать стоп-бит терминала (2 + 6 × 4 = 26 тактов)        SUB #1        ST D        JNZ rxg        RET ; --- передача байта B: старт 0, 8 бит старшим вперёд, стоп 1 ---tx:     LD #1        ST OUT           ; старт-бит        .rept 7        NOP        .endr        LD #8        ST Ntxbit:  LD B        ADD B            ; старший бит → C        ST B        LD #0        ADC #0           ; A = C        XOR #1           ; бит 1 → не прижимать, 0 → прижать        ST OUT           ; ← здесь бит выходит на линию        NOP        NOP        NOP        NOP        NOP        LD N        SUB #1        ST N        JNZ txbit        ; петля — ровно 16 тактов        NOP        NOP        NOP        NOP        NOP        LD #0        ST OUT           ; стоп-бит        LD #8        ST Ddly:    LD D             ; защитный интервал: 2 + 8 × 4 = 34 такта        SUB #1        ST D        JNZ dly        RET

6.4. Проверка

Иди по строкам сверху вниз: одна строка — одно действие. После SEND жди, пока погаснет лампа «обмен» (lamp), и сравни с колонкой «Лампы». Команда P — это три посылки подряд: сама буква P и две половины ПИН.

№	Что сделать	Лампы (● горит)	Что это
1	Clock — MAX (клик по корпусу)
2	включить FAC и RST, подождать секунду, выключить оба
3	ничего не трогать, смотреть на лампы	○○●●●○●● 59	карта поздоровалась: $3B
4	тумблеры T7…T0 = 0100 1110, нажать SEND	○○○○○○○● 1	N — номер счёта: 1
5	тумблеры T7…T0 = 0101 0000, нажать SEND	○○○○○○○○ гаснут	байт ушёл, карта ждёт следующий
6	тумблеры T7…T0 = 0001 0010, нажать SEND	○○○○○○○○ гаснут	байт ушёл, карта ждёт следующий
7	тумблеры T7…T0 = 0011 0100, нажать SEND	●○○●○○○○ 144	P 12 34 — ПИН верный ($90)
8	тумблеры T7…T0 = 0101 0000, нажать SEND	○○○○○○○○ гаснут	байт ушёл, карта ждёт следующий
9	тумблеры T7…T0 = 0001 0001, нажать SEND	○○○○○○○○ гаснут	байт ушёл, карта ждёт следующий
10	тумблеры T7…T0 = 0001 0001, нажать SEND	○●●○○○●○ 98	P 11 11 — неверный, осталось 2 попытки ($62)
11	тумблеры T7…T0 = 0101 0000, нажать SEND	○○○○○○○○ гаснут	байт ушёл, карта ждёт следующий
12	тумблеры T7…T0 = 0010 0010, нажать SEND	○○○○○○○○ гаснут	байт ушёл, карта ждёт следующий
13	тумблеры T7…T0 = 0010 0010, нажать SEND	○●●○○○○● 97	P 22 22 — неверный, осталась 1 ($61)
14	RST включить и выключить («вынули и вставили карту»)	○○●●●○●● 59	снова приветствие: карта перезапустилась
15	тумблеры T7…T0 = 0101 0000, нажать SEND	○○○○○○○○ гаснут	байт ушёл, карта ждёт следующий
16	тумблеры T7…T0 = 0011 0011, нажать SEND	○○○○○○○○ гаснут	байт ушёл, карта ждёт следующий
17	тумблеры T7…T0 = 0011 0011, нажать SEND	○●●○○○○○ 96	P 33 33 — третья ошибка: заблокирована ($60)
18	тумблеры T7…T0 = 0101 0000, нажать SEND	○○○○○○○○ гаснут	байт ушёл, карта ждёт следующий
19	тумблеры T7…T0 = 0001 0010, нажать SEND	○○○○○○○○ гаснут	байт ушёл, карта ждёт следующий
20	тумблеры T7…T0 = 0011 0100, нажать SEND	○●●○○○○○ 96	P 12 34 — даже верный ПИН: заблокирована
21	FAC включить и выключить («завод подготовил карту заново»)
22	RST включить и выключить	○○●●●○●● 59	приветствие
23	тумблеры T7…T0 = 0101 0000, нажать SEND	○○○○○○○○ гаснут	байт ушёл, карта ждёт следующий
24	тумблеры T7…T0 = 0001 0010, нажать SEND	○○○○○○○○ гаснут	байт ушёл, карта ждёт следующий
25	тумблеры T7…T0 = 0011 0100, нажать SEND	●○○●○○○○ 144	P 12 34 — снова верно

Пока горит лампа «обмен», лампы sr мигают — смотреть надо, когда она погасла.
После буквы P и первой половины ПИН лампы гаснут: карта приняла байт и молча ждёт следующий. Ответ — только после третьей посылки.
Строки 17–20 — главное в уроке: после трёх ошибок карта не верит даже правильному ПИН, и сброс ей не помогает.

В чип не сворачивать — урок 8.

⚠ Частая ошибка. Пропущен один транзистор матрицы — в ключе. ПИН проверяется верно (ключ тут не нужен), а в уроке 7 карта отвечает на вызов не то. Сверь матрицу с таблицей по строкам.

Вставка урока 6 (`Cmd+I`)

Поверх урока 5.

# Урок 6 — личные данные карты (транзисторы матрицы: карта 1 — счёт 01, ПИН 1234, ключ 5A C3 17 8E)# и счётчик неверных ПИН (try0, try1; обнуляет только FAC — нога C6).# Вставка: Cmd+I поверх урока 5. Потом: ПЗУ — загрузить 06-pin.rom.json (⬆ в ROM). # ---------- Счётчик попыток и заводская подготовка ----------input(Out=FAC)NOT(FAC, nFAC)AND(oST, selTRY, wTRY)RBIT(D=acc0, LD=wTRY, nR=nFAC, CLK=CLK, Q=try0)RBIT(D=acc1, LD=wTRY, nR=nFAC, CLK=CLK, Q=try1) # ---------- Личные данные: транзисторы матрицы ----------nmos(pr0, pb0, GND)nmos(pr1, pb1, GND)nmos(pr1, pb4, GND)nmos(pr2, pb2, GND)nmos(pr2, pb4, GND)nmos(pr2, pb5, GND)nmos(pr3, pb1, GND)nmos(pr3, pb3, GND)nmos(pr3, pb4, GND)nmos(pr3, pb6, GND)nmos(pr4, pb0, GND)nmos(pr4, pb1, GND)nmos(pr4, pb6, GND)nmos(pr4, pb7, GND)nmos(pr5, pb0, GND)nmos(pr5, pb1, GND)nmos(pr5, pb2, GND)nmos(pr5, pb4, GND)nmos(pr6, pb1, GND)nmos(pr6, pb2, GND)nmos(pr6, pb3, GND)nmos(pr6, pb7, GND)

Не получается? Что-то не работает →