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非接触式IC卡小常识

非接触式IC卡又称射频卡,由IC芯片、感应天线组成,封装在一个标准的PVC卡片内,芯片及天线无任何外露部分。是世界上近几年发展起来的一项新技术,它成功的将射频识别技术和IC卡技术结合起来,结束了无源(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.卡片在一定距离范围(通常为5—10mm)靠近读写器表面,通过无线电波的传递来完成数据的读写操作。

非接触式IC卡发射原理

  当前国际ISO组织正在确定两个主要的非接触卡标准,一个是以飞利浦、西门子公司提出的TYPEA,一个是以摩托罗拉,意法半导体公司提出的TYPEB。两者各有千秋:

TYPEA

   以飞利浦,西门子公司为代表的TYPEA。目前广泛使用的Mifare技术即符合TYPEA标准。它与TYPEB的区别主要在于卡与读写器的通讯调制方式,简单说,当表示信息“1”时,信号会有0.2-0.3微妙的间隙,当表示信息“0”时,信号可能有间隙也可能没有,与前后的信息有关。这种方式的优点是信息区别明显,受干扰的机会少,反应速度快,不容易误操作;缺点是在需要持续不断的提高能量到非接触卡时,能量有可能会出现波动。

TYPEB

   以摩托罗拉,意法半导体公司为代表的TYPEB。这种标准刚刚研制出来,它的卡与读写器通讯采用的是一种10%ASK的调制方式。即信息“1”和信息“0”的区别在于信息“1”的信号幅度大,即信号强,信息“0”的信号幅度小,即信号弱。这种方式的优点是持续不断的信号传递,不会出现能量波动的情况;缺点是信息区别不明显,相对来说易受外界干扰,会有误信号出现,当然也可以采用检验的方式来弥补。

  由以上对比可以看出,两种技术很难说谁优谁劣,这也是国际ISO组织确定两种标准的原因之一。然而对公交系统来说,需仔细分析一下,最好是采用一种标准。在公共汽车上,干扰很大,打卡时间又必须非常快,所以误信号出现的机率越小越好,从这个方面来说,采用TYPEA相对来说适合一些。另外,由于受国情限制,公交在短期内采用非接触CPU卡的机会不大,一般会采用非接触逻辑加密卡。在使用非接触逻辑加密卡的过程中,由于卡里没有CPU在工作,对能量的持续性要求并不是很强,所以TYPEA可以很好的工作,这也是TYPEB力推非接触CPU卡的原因,它们基本不生产非接触逻辑加密卡。

与接触式IC卡相比的优势

可靠性高

  接触式IC卡与读写器之间无机械接触,避免了由于接触读写而产生的各种故障。例如:由于粗暴插卡,非卡外物插入,灰尘或油污导致接触不良造成的故障。此外,非接触式卡表面无裸露芯片,无须担心芯片脱落,静电击穿,弯曲损坏等问题,既便于卡片印刷,又提高了卡片的使用可靠性。

操作方便

  由于非接触通讯,读写器在10CM范围内就可以对卡片操作,所以不必插拨卡,非常方便用户使用。非接触式卡使用时没有方向性,卡片可以在任意方向掠过读写器表面,既可完成操作,这大大提高了每次使用的速度。

防冲突

  非接触式卡中有快速防冲突机制,能防止卡片之间出现数据干扰,因此,读写器可以“同时”处理多张非接触式IC卡。这提高了应用的并行性,,无形中提高系统工作速度。

适合于多种应用

  非接触式卡的序列号是唯一的,制造厂家在产品出厂前已将此序列号固化,不可再更改。非接触式卡与读写器之间采用双向验证机制,即读写器验证IC卡的合法性,同时IC卡也验证读写器的合法性。

  非接触式卡在处理前要与读写器之间进行三次相互认证,而且在通讯过程中所有的数据都加密。此外,卡中各个扇区都有自己的操作密码和访问条件。

  接触式卡的存储器结构特点使它一卡多用,能运用于不同系统,用户可根据不同的应用设定不同的密码和访问条件。

加密性能好

  非接触式IC卡由IC芯片,感应天线组成,并完全密封在一个标准PVC卡片中,无外露部分。非接触式IC卡的读写过程,通常由非接触型IC卡与读写器之间通过无线电波来完成读写操作。

  组成:一部分是电源信号,该信号由卡接收后,与其本身的L/C产生谐振,产生一个瞬间能量来供给芯片工作。另一部分则是结合数据信号,指挥芯片完成数据、修改、存储等,并返回给读写器。由非接触式IC卡所形成的读写系统,无论是硬件结构,还是操作过程都得到了很大的简化,同时借助于先进的管理软件,可脱机的操作方式,都使数据读写过程更为简单。

非接触式IC卡芯片技术的发展趋势

  CPU卡芯片取代逻辑加密卡芯片的发展趋势

  目前市场上常见的非接触式IC卡是非接触式逻辑加密卡,这类IC卡凭借其良好的性能和较高的性价比得到了广大用户的青睐,并已被广泛应用于公交、医疗、校园一卡通,门禁等领域。由于非接触式逻辑加密卡芯片采用的是流密码技术,密钥长度也不是很长(比较典型的密码长度是Mifare的48 bit),因此逻辑加密卡芯片普遍存在着一定的安全隐患,有被黑客破解的可能。在金融、身份识别、电子护照等对安全要求比较高的领域目前更倾向于使用内嵌微处理器的非接触式CPU卡芯片。

  CPU卡芯片内部都有双重安全机制,第一重是芯片本身集成的加密算法模块,芯片设计公司通常都会将经实践检验安全的几种加密算法集成入芯片,目前比较常见的安全算法有RSA,3-DES等。国内芯片设计公司还会引入国密算法(SSF33,SCB2,SM2,SM3等)来加强芯片的安全性。国密算法是不对外公开的,因此国密算法一般比其他公开算法的加密算法具有更高的安全性。第二重保护则是CPU卡芯片特有的COS(Card Operation System)系统,COS可以为芯片设立多个相互独立的密码,密钥以目录为单位存放,每个目录下的密钥相互之间独立,并且有防火墙功能(不同目录下密钥不会互相影响)。同时COS内部还设立密码大重试次数以防止恶意攻击。由此可见,非接触式CPU卡比非接触式逻辑加密卡具有更高的安全性。


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