MIC就是手机储存卡,为了降低产业进入的门槛, MIC 芯片使用SD/MMC 物理外形作为其封装形式。不过要注意与手机卡兼容的问题。
IC-integrate circuit,集成电路
IC卡是指集成电路卡,我们一般用的公交车卡就是IC卡的一种,一般常见的IC卡采用射频技术与IC卡的读卡器进行通讯IC卡与磁卡是有区别的,IC卡是通过卡里的集成电路存储信息,而磁卡是通过卡内的磁力记录信息IC卡的成本一般比磁卡高,但保密性更好。
IC卡 (Integrated Circuit Card,集成电路卡)是继磁卡之后出现的又一种新型信息工具。IC卡在有些国家和地区也称智能卡(smart card)、智慧卡(intelligent card)、微电路卡(microcircuit card)或微芯片卡等。它是将一个微电子芯片嵌入符合ISO 7816标准的卡基中,做成卡片形式;已经十分广泛地应用于包括金融、交通、社保等很多领域。
IC卡读写器是IC卡与应用系统间的桥梁,在ISO国际标准中称之为接口设备IFD(Interface Device)。IFD内的CPU通过一个接口电路与IC卡相连并进行通信。IC卡接口电路是IC卡读写器中至关重要的部分,根据实际应用系统的不同,可选择并行通信、半双工串行通信和I2C通信等不同的IC卡读写芯片。
非接触式IC卡简介又称射频卡,成功地解决了无源(卡中无电源)和免接触这一难题,是电子器件领域的一大突破。主要用于公交、轮渡、地铁的自动收费系统,也应用在门禁管理、身份z明和电子钱包。
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ic卡原理:ic卡工作的基本原理是:射频读写器向IC卡发一组固定频率的电磁波,卡片内有一个IC串联协振电路,其频率与读写器发射的频率相同,这样在电磁波激励下,LC协振电路产生共振,从而使电容内有了电荷;在这个电荷的另一端,接有一个单向导通的电子泵,将电容内的电荷送到另一个电容内存储,当所积累的电荷达到2V时,此电容可作为电源为其它电路提供工作电压,将卡内数据发射出去或接受读写器的数据。
接触式IC卡接口技术原理
IC卡读写器要能读写符合ISO7816标准的IC卡。IC卡接口电路作为IC卡与IFD内的CPU进行通信的唯一通道,为保证通信和数据交换的安全与可靠,其产生的电信号必须满足下面的特定要求。
11 完成IC卡插入与退出的识别 *** 作
IC卡接口电路对IC卡插入与退出的识别,即卡的激活和释放,有很严格的时序要求。如果不能满足相应的要求,IC卡就不能正常进行 *** 作;严重时将损坏IC卡或IC卡读写器。
(1)激活过程
为启动对卡的 *** 作,接口电路应按图1所示顺序激活电路:
◇RST处于L状态;
◇根据所选择卡的类型,对VCC加电A类或B类,
◇VPP上升为空闲状态;
◇接口电路的I/O应置于接收状态;
◇向IC卡的CLK提供时钟信号(A类卡1~5MHz,B类卡1~4MHz)。
在t’a时间对IC卡的CLK加时钟信号。I/O线路应在时钟信号加于CLK的200个时钟周期(ta)内被置于高阻状态Z(ta 时间在t’a之后)。时钟加于CLK后,保持RST为状态L至少400周期(tb)使卡复位(tb在t’a之后)。在时间t’b,RST被置于状态H。I/O上的应答应在RST上信号上升沿之后的400~40 000个时钟周期(tc)内开始(tc在t’b之后)。
在RST处于状态H的情况下,如果应答信号在40 000个时钟周期内仍未开始,RST上的信号将返回到状态L,且IC卡接口电路按照图2所示对IC卡产生释放。
(2)释放过程
当信息交换结束或失败时(例如,无卡响应或卡被移出),接口电路应按图2所示时序释放电路:
◇RST应置为状态L;
◇CLK应置为状态L(除非时钟已在状态L上停止);
◇VPP应释放(如果它已被激活);
◇I/O应置为状态A(在td时间内没有具体定义);
◇VCC应释放。
12 通过触点向卡提供稳定的电源
IC卡接口电路应能在表1规定的电压范围内,向IC卡提供相应稳定的电流。
13 通过触点向卡提供稳定的时钟
IC卡接口电路向卡提供时钟信号。时钟信号的实际频率范围在复位应答期间,应在以下范围内:A类卡,时钟应在1~5MHz;B类卡,时钟应在1~4MHz。
复位后,由收到的ATR(复位应答)信号中的F(时钟频率变换因子)和D(比特率调整因子)来确定。
时钟信号的工作周期应为稳定 *** 作期间周期的40%~60%。当频率从一个值转换到另一个值时,应注意保证没有比短周期的40%更短的脉冲。
(1)IC卡的分类。
①按照IC卡与读卡器的通信方式,可将IC卡分为接触式IC卡和非接触式IC卡两种。接触式IC卡通过卡片表面8个金属触点与读卡器进行物理连接来完成通信和数据交换。非接触式IC卡通过无线通信方式与读卡器进行通信,通信时非接触IC卡不需要与读卡器直接进行物理连接。
②按照是否带有微处理器,比卡可分为存储卡和智能卡两种。存储卡仅包含存储芯片而无微处理器,一般的电话IC卡即属于此类。将指甲盖大小的带有内存和微处理器芯片的大规模集成电路嵌入到塑料基片中,就制成了智能卡。银行的IC卡通常是指智能卡。智能卡也称为CPU(中央处理器)卡,它具有数据读写和处理功能,因而具有安全性高、可以离线 *** 作等突出优点。所谓离线 *** 作是与联机 *** 作相对而言的,它可以在不连网的终端设备上使用。离线 *** 作不仅大大减少了通信时间,也能够在移动收费点 (如公共交通)或通信不顺畅的场所使用。
③按照应用领域来划分,IC卡可以分为金融卡和非金融卡两种。金融卡又分为xyk和现金储值卡;非金融卡是指应用于医疗、通信、交通等非金融领域的IC卡。
(2)IC卡的优点。IC卡的外形与磁卡相似,它与磁卡的区别在于数据存储的媒体不同。磁卡是通过卡上磁条的磁场变化来存储信息的,而IC卡是通过嵌入卡中的电擦除式可编程只读存储器集成电路芯片(EEPROM)来存储数据信息的。因此,与磁卡相比较,IC卡具有以下优点: .
①存储容量大。磁卡的存储容量大约在200个数字字符;IC卡的存储容量根据型号不同,小的几百个字符,大的上百万个字符。
②安全保密性好。IC卡上的信息能够随意读取、修改、擦除,但都需要密码。
③CPU卡具有数据处理能力。在与读卡器进行数据交换时,可对数据进行加密、解密,以确保交换数据的准确可靠;而磁卡则无此功能。
④使用寿命长。
(3)IC卡的主要技术。IC卡核心是集成电路芯片,是利用现代先进的微电子技术,将大规模集成电路芯片嵌在一块小小的塑料卡片之中。其开发与制造技术比磁卡复杂得多。IC卡主要技术包括硬件技术、软件技术及相关业务技术等。硬件技术一般包含半导体技术、基板技术、封装技术、终端技术及其他零部件技术等;而软件技术一般包括应用软件技术、通信技术、安全技术及系统控制技术等。
①EEPROM技术。电擦除式可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)是IC卡技术的核心。该技术使晶体管密度增大,改善了性能,增加了容量,达到在同样面积上存储更大数据量的目的。
作为数据或程序的存储空间,EEPROM的数据可以至少保持 10年的时间,擦写次数达10万次以上。EEPROM技术还提供了很大的灵活性,通过设置不可修改的标志位,能够将EEPROM单元转变成可编程只读存储器、只读存储器或不可读的保密存储单元。
该技术的先进性使得带有保密存储器的IC卡得到快速发展和应用。例如,在各种收费系统(公用电话、电表、公路收费等等)及访问控制等领域获得了广泛的应用。以EEPROM为核心的 CPU卡也广泛应用于移动电话、银行部门、多应用卡及要求有公共密钥算法的高安全性应用领域。
②RFID技术。射频识别RFID(Radio Frequency Identification)技术是一种利用电磁波进行信号传输的识别方法,被识别的物体本身应具有电磁波的接收和发送装置。RFID系统使用的通信频段范围为<135kHz或>300MHz~GHz级。
射频识别IC卡是一种使用电磁波和非触点来与终端通信的 IC卡。使用此卡时,不需要把卡片插入到特定读写器插槽之中。一般来说,通信距离在几厘米至1米范围内。射频识别卡使用得较多,而且发展潜力较大。
射频识别IC卡有主动式和被动式之分。主动式卡是指卡片需要主动靠近读卡器,用户需要将卡在读卡器上晃过才完成交易;被动式卡不用出示卡片,只要走过读卡器的范围,即可完成交易。
目前世界上最先进的非接触IC卡就采用了独特的RFID技术。预计此种技术将有很大的市场潜力。
③加密技术。IC卡中的CPU卡采用特殊的加密技术,不仅可以验证信息的正确性,同时还能检查通信双方身份的合法性,从而保证信息传送的安全性。这是通过IC卡中存储的银行密钥与读卡器兼黑盒子中存储的银行密钥的相互校验来实现的,从而保证了持卡者本身和读卡器双方都具有合法身份。总之,采用先进的加密技术后,不仅具有高度安全性、严谨性,还具有灵活便捷、成本低等优势。
除上述技术之外,还有Java卡技术、IC卡ISO标准化技术、IC卡生物认证技术及数据压缩技术等软、硬件新技术。由于IC卡技术含量越来越高,功能越来越强,使得IC卡的应用领域不断向纵深方向拓展。
(4)IC卡的主要应用。IC卡的开发、研制与应用是一项系统工程,涉及到计算机、通讯、网络、软件、卡的读写设备、应用机具等多种产品领域的多种技术学科。因此,全球IC卡产业在技术、市场及应用的竞争中迅速发展起来。IC卡已是当今国际电子信息产业的热点产品之一,除了在商业、医疗、保险、交通、能源、通讯、安全管理、身份识别等非金融领域得到广泛应用外,在金融领域的应用也日益广泛,影响十分深远。
IC卡虽然进入我国较晚,但在政府的大力支持下,发展迅速。 1995年底,国家金卡办为统筹规划全国IC卡的应用,组织拟定了 (金卡工程非yhk应用总体规划)。为保证IC卡的健康发展,在国务院金卡办的领导下,信息产业部、公安部、卫生部、国家工商管理局等各个部委纷纷制定了IC卡在本行业的发展规划。
①IC卡在银行系统的应用。yhk大体分为两类:xyk和储值卡。
xyk,即贷记卡,有小额信贷功能,即可以小额透支。它要求持卡人有较高的信誉度,透支的钱应及时存入。
储值卡,即借记卡,不需要建档案,不需要担保,不能够透支,一般用于小额提取或消费。目前国内各商业银行所发放的yhk大多数为借记卡。
据统计,发达国家的现钞流通量仅占流通实力的8%,基本上是xyk及各种金融卡主宰金融市场。而我国的现钞流通量则高达25%以上,大量现金的“体外循环”为腐败现象的滋生和各种经济犯罪提供了生存土壤,不仅扰乱了经济秩序,还严重影响社会的稳定及人民币的价值和信誉。电子货币或银行IC卡的普遍应用,正是解决上述问题的有效办法。
目前的yhk大多数仍为磁卡,在塑料卡片上有磁条和凸印字。磁条中记录账号和密码等基本信息,而实际款项存储在由网络连接的银行计算机硬盘上。用户提取或存入的款项在不同的银行账户之间进行资金往来。用户消费的款项由银行和商户之间进行结转和清算。这种磁卡在使用时需要访问主机账户,因此只能在联机处理时间内使用,其速度和稳定性取决于通信线路的质量,在网络达不到的场所则无法使用。
我国发展金卡的方针是“两卡并用,磁卡过渡,发展IC卡为主”。未来的发展趋势必将是IC卡逐步取代磁卡。
IC卡既可以由银行独自发行,又可以与各企事业单位合作发行联名卡。这种联名卡形成银行IC卡的专用钱包账户。例如,医疗保险专用钱包不得消费,不得提取现金,只能在指定医院等场所使用。当前,联名卡主要有保险卡、财税卡、交通卡、校园卡等多种。由于IC卡既方便又快捷,因此在发达国家已相当流行。亚特兰大奥运会期间,大量采用IC卡电子钱包,以支付交通、通讯、税收等费用。
②IC卡收费系统。它包括电费、水费、煤气费、通信费等各种消费资源费用的收取。该类系统可以提高管理效率和可靠性。通过预先收费,可以增加管理部门的可用资金,为居民提供优质服务,改变对资源先消费后收费的不合理状况。对于用户而言,IC卡收费可消除收费人员入户的骚扰和准备现金零钱的烦恼;同时,还有利于用户根据自家用电、用水、用煤气的情况,进行计划消费。
③IC卡医疗保险系统。随着我国医疗体制的改革,居民持保险公司发行的IC卡到医院就医,就医费用将由保险公司支付。医疗IC卡除了具有医疗费用的支付功能外,卡内还可以存储病人的病历。病人看病可以到不同的医院,医生可根据卡内的病历信息快速进行诊断和治疗。
④公交管理系统。乘客持公交管理部门发行的预先付费IC卡乘车,上车时只需在汽车门口的收费机前晃一下(主动式卡),收费机自动完成收费。这样,能有效地减少上下车时间,加快车辆周转速度,提高管理效益,杜绝贪污、假币现象。
其它,还有交警管理系统、工商管理系统、IC卡电子门锁、IC卡税务管理系统、高速公路收费系统等多种IC卡应用系统。
IC卡随着半导体技术、大规模集成电路芯片的发展而产生,也必将随着计算机技术、网络技术等的高速发展而迅速发展壮大。不断扩大IC卡的应用领域已成为社会发展的必然需求。
在全球IC产业市场竞争更加激烈的情况下,IC卡必然向更高层次方向发展。诸如从接触型IC卡向非接触型IC卡转移,从低存储容量的IC卡向高存储容量发展,从单功能IC卡向多功能 IC卡转化,从单系统的IC卡向多系统IC卡转化,由非银行系统转向银行系统应用,由民用转向军用,由局域网向因特网迁移等。新技术不断涌现,IC卡品种繁多,这充分说明了IC卡的强大生命力。在未来的几年中,IC卡将会越来越多地渗入到人们的生活中。
IC卡安全
作为电子货币的IC卡,其上记录有大量重要信息,安全性是很重要的,作为IC卡应用系统开发者必须为IC卡系统提供合理有效的安全措施,以保证IC卡及其应用系统的数据安全。影响IC卡及应用系统安全的主要方式有:使用用户丢失或被窃的IC卡,冒充合法用户进入应用系统,获得非法利益;用伪造的或空白卡非法复制数据,进入应用系统;使用系统外的IC卡读写设备,对合法卡上的数据进行修改,改变 *** 作级别等;在IC卡交易过程中,用正常卡完成身份认证后,中途变换IC卡,从而使卡上存储的数据与系统中不一致;在IC卡读写 *** 作中,对接口设备与IC卡通信时所作交换的信息流进行截听,修改,甚至插入非法信息,以获取非法利益,或破坏系统。常用的安全技术有: 身份鉴别和IC卡合法性确认,报文鉴别技术,数据加密通讯技术等。这些技术采用可以保证IC卡的数据在存储和交易过程中的完整性,有效性和真实性,从而有效地防止对IC卡进行非法读写和修改。总体上,IC卡的安全包括物理安全和逻辑安全两方面:
(一)物理安全
物理安全包括:IC卡本身的物理特性上的安全性,通常指对一定程度的应力、化学、电气、静电作用的防范能力;对外来的物理攻击的抵抗能力,要求IC卡应能防止复制、窜改、伪造或截听等。常采用的措施有:采用高技术和昂贵的制造工艺,使无法伪造;在制造和发行过程中,一切参数严格保密;制作时在存储器外面加若干保护层,防止分析其中内容,即很难破译;在卡内安装监控程序,以防止处理器或存储器数据总线和地址总线的截听。
(二)逻辑安全
常用的逻辑安全措施有:存储器分区保护,一般将IC卡中存储器的数据分成3个基本区:公开区、工作区和保密区;用户鉴别,用户鉴别又叫个人身份鉴别,一般有验证用户个人识别PIN,生物鉴别,手写签名。下面只介绍生物鉴别技术中的一种———指纹识别技术:
指纹识别技术是利用指纹唯一、不变、不可伪造、随身携带等的特点和IC卡作为个性化数据载体及大容量内存的优势,既实现了人物合一的真实身份认证,又满足了各种应用系统对数据载体卡片化、脱机化的需求,是用软硬结合方式确保信息安全可靠实用的途径。
用IC卡保存指纹特征数据、使用人员信息、私钥等关键信息、通过指纹识别认证持卡人真实身份,解决网络信息安全瓶颈最有效的手段,是对信息安全(软件) 认证、密钥体系最有效的补充。既是IC卡应用更高层次的系统创新,又是用户真实身份认证领域的一次。智能卡读卡器验证卡的有效性,后指纹身份验证,通过双重验证,确保系统安全可靠。
可根据需要将指纹信息储存在IC卡内,通过输入用户的活体指纹信息与卡内的指纹资料进行比对,实现用户真实身份的认证及IC卡的各种应用。亦可将指纹资料储存在计算机或网络系统内,通过输入用户的活体指纹信息与储存的指纹信息资料进行比对,实现用户真实身份的认证,具有很大的灵活性。
指纹IC卡鉴别技术可广泛应用于网络通信、数据库管理、电子商务与电子支付中的权限设置、数据存取、密钥管理等。包括计算机系统、互联网、电子商务系统、政府、企业局域网系统中管理员的身份认证以及金融、保险、证券等行业重要系统及部门职员的授权管理,证券交易所、xyk用户、保险受益人的身份认证以及安防业等应用
接触式IC卡的芯片露在外边,需要与读写设备接触才能读取信息,非接触式IC卡的芯片封装在PVC料中,通过芯片的无线电波只要近距离接触读写设备就可读取信息。非接触式IC卡,更安全,储存容量更大,读取速度更快
IC卡读卡器是读写IC卡的机具设备。
采用了D8的核心技术,通过RS232串口或USB口实现同PC机及相关设备的连接,USB采用无驱技术。具有更简单、稳定和低成本的特点。随机提供各种平台的驱动开发包,附带的演示程序可 *** 作射频卡的全部功能,并带有自动测卡 *** 作。
D3型IC卡读写器是开发IC卡相关产品及系统集成必备的前端处理设备,其丰富、完善的接口函数,可方便地应用于工商、电信、邮政、税务、银行、保险、医疗、会议签到、网吧管理、加油站、停车场管理等各种收费、储值、查询等智能卡管理应用系统中。
扩展资料
ic卡读卡器电气设计优点:
1、机具采用对卡片的访问密钥进行加密运算,安全性极高;
2、抗金属屏蔽和读卡器相互干扰能力强;
3、性能稳定,先进的防死机电路设计,防浪涌保护,防错接保护;
4、使用纯数字式进口射频基站芯片,无误码设计;。
5、智能化声音和灯光控制模式;
6、符合国际标准的接线方式;
7、蜂鸣器声音清脆响亮,不会受干扰变调。
参考资料来源:百度百科-读卡器
磁卡,接触式ic卡,非接触式ic卡,cpu卡,rfid卡,id卡,感应卡
这些都是用来作为识别 标识用的
磁卡: 是在卡片上加磁条,接触式的识别磁条信息 以前很多yhk都是用这个的 缺点是容易被复制,并且经常刷容易损坏,这种技术会越来越少
接触式ic卡: 就是在普通PVC卡上嵌一个接触式芯片, 插卡进去后直接接触芯片读写里面的数据 特点是比磁条卡有更好的加密效果,容量大 缺点是需要插入读写器读取 频繁的插拔容易坏
非接触式ic卡,cpu卡,rfid卡,id卡,感应卡: 这些其实都是RFID卡的统称 识别的话是不需要接触的 保障了卡片的耐用性 RFID卡下面分高频1356MHz 超高频902-928MHz 高频下面还有好几个协议
非接触式ic卡: 这个没有严格定义 高频和超高频的都有人这样说 一般说高频14443协议的比较多点
CPU卡一般是高频14443协议的大容量卡的通称
本文从与磁卡、接触式IC卡比较的角度着力介绍了非接触式IC卡(又称射频卡)技术,这是世界上最近几年发展起来的一项新技术,它成功地将射频识别技术、磁电技术、计算机技术和IC卡技术结合起来,解决了无源(卡中无电源)、低功耗和免接触这一难题,克服了接触式IC卡由于存在机械接触,容易造成磨损以及由于接触而产生各种故障的问题。而且非接触式IC卡表现出来的防监听、防解密性能也超出一般的IC卡,不论非接触式IC卡本身,还是非接触式IC卡读写设备(无卡座、全密封),均防水、防油、防污、防腐蚀、防扭曲、防静电(包括静电击穿、静电破坏卡中的数据),具有高安全、高可靠、高快捷、高适用等性能,是现代电子技术领域的一大突破。
IC(集成电路)卡于1974年诞生于法国,当时有位叫罗兰•莫雷诺(RolandMoreno)的工程师为了将一些个人信息存放在一个便于携带、保存的存贮媒体上,提出了将一个集成电路芯片嵌装于一块塑料基片上构成一张存贮卡的想法,并按此方法做了一张卡片,这就是世界上第一张IC卡。但是由于当时集成电路技术水平有限,市场也没有形成迫切的需要,这种想法并没有立即付诸实施,后来随着集成电路技术的发展,芯片的集成度、容量、安全性都得到了很大的提高,尤其是EEPROM技术的成熟,使得IC卡的生产、应用成为现实。目前,以欧洲为中心的IC卡市场已发展成为世界性的市场。
一、IC卡的类型
IC卡是由一个或多个集成电路芯片组成,并封装成人们携带的卡片。IC卡按其内部封装的芯片种类和功能可分为存贮卡(Memorycard)和智能卡(smartcard),存贮卡和智能卡的区别就在于存贮卡芯片内不含微处理器(cpu),只具有存贮数据信息的功能。存贮卡又分为非加密存贮卡(一般存贮卡)和加密存贮卡(简称逻辑加密卡)。加密卡有内建互相认证安全模块,是银行金融应用中在安全和成本上得到完美结合的卡。智能卡又名CPU卡、电脑卡、智慧卡、聪明卡,它不仅具有象存贮卡一样的数据存贮功能,也具有象微电脑一样的逻辑处理、逻辑判断、I/0控制、指令执行功能。智能卡既具有智能性又具有便于携带的特点,这就为现代信息处理带来了一种全新的思维和手段。IC卡按使用方法和信息交换方式又可分为接触式IC卡和非接触式IC卡(射频卡)。接触式IC卡是通过物理接触方式,将卡插入卡座后,与外界交换信息,所用集成电路芯片露在塑料卡外面的一面是一块含有电路腿的接触片,大部分都镀金。非接触式IC卡是通过电磁波与外界交换信息,带有射频收发及相关电路的芯片与环形天线全部埋在塑料基片中,在进行读写时,读写设备向射频卡发一组固定频率的电磁波,卡片内与读写设备发射频率相同的LC串联谐振电路,在电磁波的激励下产生共振,从而使电容内有了电荷,在这个电容的另一端,接有一个单向导通的电子泵,将电容内的电荷送到另一个电容内贮存,当所积累的电荷达到2V时,此电容可做为电源为其它电路提供工作电压,从而完成将卡内数据发射出去或接收读写设备的数据。
根据卡中所镶嵌的集成电路的不同,IC卡主要有四大类:1)存贮器卡;2)加密存贮卡;3)CPU卡;4)射频卡。它们的读写属性、安全性、容量、成本和使用的方便性等性能如表1所示。
表1四大类IC卡性能比较
|卡型
特 性|存储卡加密存储卡CPU卡射频卡
读写属性全部可读/写可控制读/写读/写读/写
安全性差好最好最好
容量1K-64K1K-2K2K-16K2K-16K
开发成本低较低高最高
设备成本低低较低最高
卡成本低较高高最高
使用方便性一般一般一般最好
除上述四类卡之外,还有各种专用卡,如予付费卡等。目前,又出现了光卡,其优势已引起广泛的重视。
二、接触式IC卡
目前市场上使用最多的是接触式IC卡,它与磁卡比较:1)其先进的硅片制作工艺完全可以保证卡的抗磁性、抗静电及抗各种射线的能力,而且由于硅片的体积很小,里面有环氧液的保护,外面有PCB板及基片的保护。因此,抗机械、抗化学破坏的能力也很强;2)其容量远比磁卡大,可以作到几千字节(当前已达到2M位),而且EEPROM可以分区,并且可以有不同的访问级别,这就为不同的信息处理及一卡多用提供了方便;3)其加密性为磁卡远不及,首先体现在芯片的结构和读取方式上,由于容量大而且存贮器的读取和写入区域可以任意选择,因此,灵活性大,即使一般的非加密存贮器卡,采用特定的技术,也具备较强的保密性,对于加密存贮器卡,存贮区的访问受逻辑电路的控制,只有各密码核对无误后,才能进行读写 *** 作。而且密码核对次数有规定,超过限制的次数,卡将被锁死;4)其相关设备的成本,也是磁卡的高。因此,目前市场上广泛使用的磁卡有被IC卡替代的趋势。尽管接触式IC卡作为一种成熟的高技术产品,已给人们工作、生活的现代化程度添加了光彩,但也存在某些同磁卡一样的可靠性和 *** 作速度慢的问题。
1)使用时存在IC卡芯片触点与读写设备插座之间频繁的机械接触、容易造成二者的磨损与由于接触读写而产生的各种故障。例如,由于粗暴、倾斜或不到位插卡,非卡外物插入,以及灰尘、氧化、脱落物或油污导致接触不良等原因造成的故障;
2)由于集成电路芯片有一面在卡片表面裸露,容易造成芯片脱落、静电击穿、弯曲、扭曲损坏等问题;
3)卡片触点上产生的静电可能会破坏卡中的数据;
4)存在因环境腐蚀及保管使用不当,而造成卡触点损坏使IC卡失效的问题;
5)由于插拔卡的速度较慢,完成一次 *** 作需要的时间比较长,这就严重影响应用在需要快速响应的场合,例如地铁、公交及高速公路的收费上。
三、非接触式IC卡
1.概述
非接触式IC卡又称射频率卡,是世界上最近几年发展起来的一项新技术,它成功地将射频识别技术和IC卡技术结合起来,解决了无源(卡中无电源)和免接触这一难题,是电子器件领域的一大突破。
系统由控制器、读写器、IC卡组成。系统按1356MHz的工作频率以半双工方式在读写器与IC卡之间双向传递数据。读写器将要发送的信号,编码后加载在频率为1356MHz的载波信号上经天线向外发送,进入读写器工作区域的IC卡接收此脉冲信号,一方面卡内芯片中的射频接口模块由此信号获得电源电压、复位信号、时钟信号;同时卡内芯片中的有关电路对此信号进行调制、解码、解密,然后对命令请求、密码、权限等进行判断,若为读命令,控制逻辑电路则从存储器中读取有关信息,经加密、编码、调制后经卡内天线发送给读写器,读写器对接收到的信号进行解调、解码、解密后送至后台计算机处理。若为修改信息的写命令,有关控制逻辑引起的内部电荷泵提升工作电压,提供擦写EEPROM时所需的高压,以便对EEPROM中的内容进行改写。若经判断其对应的密码和权限不符,则返回出错信息与接触式IC卡相比较,非接触(感应)式IC卡具有以下优点:
*** 作方便、快捷由于采用非接触无线通讯,读写器对在感应范围内的卡就可以进行 *** 作,免去了插拔卡,所以非常方便用户使用;而且非接触卡在使用时既没有正反面之分也没有方向性与角度限制,卡片可以随意方向掠过读写器表面,完成一次 *** 作仅需01秒,这就大大提高了每次使用的速度。
抗干扰性高非接触式IC卡中有快速防冲突机制,能有效防止卡片之间出现数据干扰,在多卡同时进入读写范围内时,读写设备可一一对卡进行处理。这提高了应用的并行性,也无形中提高了系统工作的速度。
可靠性高非接触式IC卡与读写器之间没有机械接触,这就从根本上消除了由于接触读写而产生的各种故障;而且卡中的IC芯片和感应天线完全密封在标准的PVC中,这也进一步提高了应用的可靠性和卡的使用寿命。
高安全性非接触式卡的序列号是唯一的,制造商在产品出厂前已将此序列号固化在芯片中,不可以更改;非接触式卡与读写器之间采用双向互认验证机制,即读写器要验证IC卡的合法性,IC卡也要验证读写器的合法性;非接触式IC卡在数据交换前要与读写器进行三次相互认证;而且在通讯过程中所有的数据都加密;此外,卡中各个区域都有自己的 *** 作密码和访问条件。
适合于多种应用非接触式IC卡的存贮结构特点使其可以做到一卡多用,能应用于不同的场合或系统,例如,企业或机关内部员工“一卡通”,可用作考勤、食堂就餐、电话管理、停车场、门禁等;校园“一卡通”,可用作学生证、借书证、消费卡、门禁“铜匙”等,此时用户可根据不同的应用设置不同的密码和访问条件。
适应于多种要求非接触式IC卡系统可根据环境与应用对象的不同而做到作用距离不同,如用于高速公路或一般路、桥收费,可选用作用距离为06m—20m的系统,如用于电子钱包或公交收费,可选用作用距离仅几厘米的系统。系统配置相当灵活多样。
2.LEGIC技术与MIFARE技术
这两种技术都是目前国际上具有代表性的两大感应卡技术。LEGIC是由瑞士KABA公司提供的感应式IC卡读写技术,MIFARE是由PHILIP公司提供的感应式IC卡读写技术。这两种技术都采用1356MHZ的近距离非接触式IC卡通讯频率标准,其读写速度和读写距离是相同的;在通讯安全上均采用符合IS09798国际标准的三次互感校验技术,以对卡和读写设备的合法性进行相互校验;在数据通讯上均采用DSA算法对通讯数据进行加密,以确保卡上的数据不被非法的修改。但在安全性保障上,LEGIC技术是由开发公司向用户承诺负责的,而MIFARE技术是由用户自行承担的。
MIFARE采用密码读写控制方式,即读写设备的监控程序要掌握相应的系统密码才能对IC卡内的数据进行不同 *** 作(如读、写、加值、扣值等),其优缺点是显然的,优点是可对不同数据和不同的 *** 作设置不同的密码,但安全性极易被破坏,因为密码含在软件里,容易造成系统密码泄露或遭到破解。LEGIC不同于MIFARE,它采用授权读写控制方式,即读写设备必须先获得“设备授权卡”的授权后才能读写本系统的IC卡,而卡的初始化又必须经过上级授权卡的授权,并且只可以在专用的授权设备上进行。因此该授权方式不存在密码的被破解,只要保证系统各级授权卡、管理卡和专用授权设备不被非法盗用,即可保证系统的绝对安全性。
MIFARE读写模块与监控计算机之间采用符合单片机外部总线标准的并行标准,读写过程可由监控程序逐步控制。LEGIC模块与监控计算机之间采用串行通讯方式,读写进程由模块自动完成。两种接口方式相比、LEGIC更便于集成,而MIFARE则可提供更为灵活的控制方式。在抗干扰性能方面,并行总线接口方式的抗干扰性较差,而且受干扰后不易校验,相对来说串行接口方式抗干扰性较好,而且受干扰后的数据可校验出来。在此,还特别值得指出的是,由于MIFARE采用外部总线接口,读写数据和系统密码都是通过总线传递的,这也埋下了系统安全性的隐患。
在防冲撞功能上,MIFARE允许多卡同时进入读写范围,再由读写设备逐一处理,如用在公交收费上,这一功能的设置似乎在客流量大时可加快读卡检票的速度,但容易造成漏读卡的情况,驾驶员或监票员也不易监管,极易造成纷争。LEGIC采用同一时间内只能读写一张卡的防冲撞模式,经实践证明该模式非但保证了卡读写的可靠性,不易造成混乱,而且这种单卡 *** 作方式完全适应公交营运的速度要求。
在卡的制作上,LEGIC技术采用平面天线技术,制卡工艺简单,容易国产化,成品卡不怕弯曲,适应性强,价格低。而MIFARE技术用一束束的细铜丝做天线,成品卡过份弯曲和经常摇折会折断,使卡损坏,故适应性差。而且制作工艺复杂,难以国产化,价格高。
此外,在读写模块的外型尺寸上LEGIC读写模块小于MIFARE的读写模块,并且LEGIC模块采用+5V单电源供电,MIFARE模块采用+5V和+12V双电源供电,因此LEGIC技术比MIFARE技术更利于设备的小型化。
3.LEGIC安全性综述
综上所述,LEGIC非接触式IC卡系统为用户提供了一套完整的安全体系,所有存取控制包括非接触式IC卡的读写权限的核准,都由读写模块中的固化程序完成,不受应用软件的控制,应用程序中就无须保存系统的读写密码,因此即使破解应用程序也不会破坏系统的安全性。此外,由于模块的授权和卡的初始化均由授权卡来控制,因此即使获知系统的授权密码,而没有相应的授权卡,也无法读写该系统的卡或制造伪卡。
因此,本公司拆巨资(近百万美元)从瑞士KABA公司购买了LEGIC非接触式IC卡唯一在中国的制造和销售权。
四、非接触式IC卡的一些关键技术
非接触式IC卡的工作特点,反映在设计与制造过程中存在的一些技术难点,主要集中表现在芯片的制造和卡片的封装方面。目前,深圳市清华茂物信息技术公司已可大规模、高品质地进行LEGIC卡片制作。
1.射频技术
非接触式IC卡是当今世界先进的射频技术和IC卡技术相结合的产物,对射频卡的设计主要需解决:
无源设计,需由读写器向射频卡发一组固定频率的电磁波,通过卡内电路产生芯片工作所需直流电压;
卡内需有经特殊设计的天线,并埋装在卡内;
必须保证有良好的抗干扰性能,而且还要设有“防冲突”电路。
2.低功耗技术
无论是按有源方式还是按无源方式设计的非接触式IC卡,一个最基本的要求都需要降低功耗,以提高卡片的寿命和扩大应用场合,可以说降低功耗,同保证一定的距离是同等的重要。因此卡内芯片一般都采用非常苛刻的低功耗工艺和有关技术,如电路设计中采用“休眠模式”技术进行设计制造。
3.封装技术
由于非接触式IC卡中需要埋装天线、芯片和其他特殊部件,为确保卡片的大小、厚度、柔韧性和高温高压工艺中芯片电路的安全性,需要特殊的封装技术和专门设备。
4.安全技术
除了卡的通讯安全技术外,还要以卡用芯片的物理安全技术和卡片制造的安全技术这二个方面再和前者构成其强大的安全体系。
五、非接触式IC卡的种类
可以说种类繁多,如按卡内集成电路的不同可分为:
存贮器卡卡中集成电路具有加密逻辑和电可擦除的可编程只读存贮器EEPROM。
CPU卡卡中的芯片电路包括MPU(中央处理器)、EEPROM、RAM、ROM等,片内 *** 作系统COS装在ROM中,有的卡内芯片还集成有协处理器CAU,以提高安全性和工作速度。
低频卡卡与读写器间通信使用的频段为低频段,如125KHZ。
高频卡卡与读写器间通信使用的频段为高频段,如1356MHZ、245GHZ等
如按工作距离的不同可分为:
近距离卡卡与读写器之间的有效作用距离为几十厘米。
远距离卡卡与读写器之间的有效作用距离为几米到几十米。
如按卡内芯片供电方式的不同可分为:
有源卡卡内带电池。
无源卡卡内无电池,工作时由读写设备通过无线方式供电。
六、非接触式IC卡的应用
正是由于非接触式IC卡的上述特点,使它在某些领域具有接触式IC卡无法比拟的优越性,被广泛应用于电子钱包、铁路、地铁、公交、轮渡、高速公路、一般路桥收费、食堂售饭收费、门禁系统、考勤系统、身份z等领域。特别是在地铁、公交、路桥、轮渡等收费应用中,近期将占到整个卡应用的50%以上。
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