电子支付是电子商务系统的核心部分，而电子现金又是电子支付系统的主要实现手段。现今阻碍电子支付系统快速发展的主要原因如下：交易成本较高；支付机制有限；交易过程中存在各种欺诈行为；缺乏交易隐私保障；交易体系结构不一，受理环境互不兼容。针对以上问题，本课题提出一种基于智能卡COS (Card Operating System，片内操作系统)的新型电子现金系统方案。智能卡可靠性高，安全性好、存储容量大，是电子现金的理想载体。本文主要进行了以下几个方面的工作：1.智能卡操作系统的结构模型设计与优化。选择微内核结构并优化。将微内核细分为I/O(input/output，输入输出端口）模块、硬件控制模块、存储器访问控制模块、数据安全存储模块、随机数发生器模块、加密算法服务模块，6个模块进行封装。2.采用C语言与汇编混合编程，搭建电子现金系统原型，通过连接仿真器调试，分析该方案在实现中所存在的问题。包括：多应用防交叉、密钥体系、联机与脱机模式切换控制、交易风险控制、数据备份与防掉电、磁盘平均磨损技术、接触式与非接触式双界面通讯控制。3.电子现金系统测试与完善。测试该电子现金系统，包括设计测试脚本、构建虚拟金融终端、模拟交易场景等，并制作出样卡，对结果进行验证。通过以上研究工作所实现的基于智能卡COS的电子现金系统具有以下优点：(1)同时支持离线和在线两种支付机制；(2)默认使用离线支付且批量上传交易结果。交易量增长时无需追加中央处理系统的投资，网络不稳定时造成的影响更小，通信花费更低；(3)将USB KEY的功能和金融IC卡合二为一，降低了交易数据从卡片经由网络终端传入USB KEY的过程中被篡改的风险，提高安全性；(4)具有标准借贷记的高级风险管理特性，欺诈和坏债可能性更低；(5)交易过程无需银行参与，具备匿名性；(6)遵循中华人民共和国金融行业标准《中国金融集成电路（IC）卡规范JR/T0025-2010》，兼容借贷记功能。可充分利用现有的借贷记的终端，降低了建立新的受理环境的成本。