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1、 IC卡技术及应用 2008年9月陈欢主讲 第一章智能卡概论 1 1智能卡基础知识1 2卡的分类1 3智能卡的应用基础1 4智能卡的国际标准1 5IC卡应用的核心问题1 6IC卡生命周期1 7电子标签 第一章智能卡概论 1 1智能卡基础知识 IC卡IntegratedCircuitCardSmartCardIntelligentCardMicrocircuitCardMicrochipCard将集成电路芯片嵌入塑料基片 封装成卡 1 1 1智能卡的称呼 return 1 1 2IC卡发展史 1972年RolandMereno 法 提出IC卡设想 1976年Bull公司 法 研制第一张IC卡 开
2、始微电子技术与计算机结合的应用 1991年全球IC卡发行突破1亿张2003年全球IC卡发行将达63亿张1993年中国政府启动金卡工程1998年中国发行IC卡超800万张2000年中国IC卡需求量达4亿张以上2008年中国IC卡发行量达8亿张以上 应用领域 银行 交通 通信 卫生 社保 公用事业 return 1 2卡的分类 return 1 存储器卡 卡中的集成电路为EEPROM2 逻辑加密卡 卡中的集成电路为加密逻辑 EEPROM3 CPU卡 实质为单片机的嵌入式应用 1 信用卡 由银行发行和管理 作为支付工具 可透支 2 储蓄卡 又称现金卡 作为电子钱包 不能透支 3 非金融卡 用于各种事
3、物管理等 信用卡储蓄卡 身份证社保卡交通卡等 1 接触式IC卡 IC芯片上有8个触点与外界相连 2 非接触式IC卡 没有引出触点 带有射频收发电路 磁卡是一种识别卡 卡上载有进行预期应用所要求输入的数据 使用时必须提供持卡人的个人识别码PIN PersonalIdentificationNumber 磁卡应符合ISO7810 1987ISO7811 1 2 3 4 5 1985ISO7812 1987ISO7813 1987ISO4909 1987 1 2 1磁卡 1 2 2接触式IC卡 1 存储卡 1 存储器卡的逻辑结构 卡内嵌入的芯片多为通用EEPROM 或FlashMemory 无安全控
4、制逻辑 可对片内信息不受限制地任意存取 卡片制造中也很少采取安全保护措施 不完全符合或支持ISO IEC7816国际协议 而多采用2线串行通信协议 I2C总线协议 或3线串行通信协议 SPI协议 2 存储器卡的特点 存储器卡功能简单 没有 或很少有 安全保护逻辑 但价格低廉 开发使用简便 存储容量增长迅猛 因此多用于某些简单的 内部信息无需保密或不允许加密 如急救卡 的场合 3 存储器卡的主要应用场合 存储器卡的代表产品为美国Atmel公司的EEPROM卡AT24系列2线串行芯片和AT93系列3线串行系列 FlashMemory卡AT45D系列 2 8Mb SPI协议 4 存储器卡的代表产品
5、2 逻辑加密卡 1 逻辑加密卡的逻辑结构 具有安全控制逻辑 安全性能较好 同时采用ROM PROM EEPROM等存储技术 从芯片制造到交货 均采取较好的安全保护措施 如运输密码TC TransportCode 的取用 支持ISO IEC7816国际标准 一般均为专门为IC卡设计的芯片 为提高安全性 逻辑加密卡的存储空间被分为多个不同的功能区 2 逻辑加密卡的特点 由于具有一定的保密功能 且价格较CPU卡低 因此在需要保密但对安全性要求不是太高的场合 逻辑加密卡得以大量应用 如电话卡 网吧上网卡 停车卡等小额消费场合 已成为目前IC卡在非金融领域的最主要的应用形式 1 安全数据存储 传输和处理
6、 面向字节操作的逻辑加密卡 如Atmel的AT88SC200 Philips的PC2032 2042 Siemens的SLE4418 4428 4432 4442等 应用于保险卡 加油卡 驾驶卡 借书卡等 3 逻辑加密卡的应用场合与代表产品 2 相关数据记录 存储 处理 包括 一次性使用的不可重置式 如Siemens的SLE4406 4436 Atmel的AT88SC06 Gemplus的GPM276 103 可重置式 如Siemens的SLE4404 64次 Atmel的AT88SC101 102 128次 应用于IC卡电话 小额电子钱包 3 CPU卡 8位单片机片上操作系统COS存在ROM
7、内 RAM存放中间处理结果与作为中间缓存器 E2PRON供用户访问的存储区 信息 密码 密钥 应用文件 1 2 3非接触式IC卡 CICCContactlessIntegratedCircuitCard无触点集成电路卡RFCRadioFrequencyCard射频卡操作快捷 便利可靠 长寿安全抗干扰能力强一卡多用 1 CICC的分类 按卡内集成电路分按频率分 低频125kHz13 56MHz高频915MHz2 45GHz5 8GHz按工作距离分 近距卡 远距卡技术标准 ISO IEC14443TYPEAMIFARE标准卡ISO IEC14443TYPEB标准卡 2 典型非接触式IC卡的系统框图
8、 1 2 4组合卡 复合卡组合卡 1 2 5光卡 存储容量大1 5 6 6M字节 400万文字或几十张彩照 性价比高可靠 耐用安全性高 1 2 6TM卡 TMTouchMemory接触式存储器iButtonIdentificationButton识别纽扣电子标签卡 return 1 3 1IC卡提供的信息 1 3智能卡的应用基础 1 印在卡上的可供人阅读的信息 用来标识发行人的标志 使用期限 客户姓名 帐号和签名等 是作为交易支付的基础 2 机器可读数据 卡上凸出字符用于压印帐单 提供凭证 帐目 3 提供机器可读的授权信息和数据收集系统的标识符 return 1 3 2IC卡存储区的分配和功能
9、简介 1 公开的 不保密的存储区 内含公用信息 如发行标识符 持卡人帐号等 2 外部不可读的存储区 仅供内部使用 如PIN值 密钥 不允许将PIN值向外界传送 3 保密存储区 含帐面余额 卡使用的服务类型及限额 允许读取数据进行交易 并修改 如余额等 4 记录区内含交易细节 称为日志 可供查询 一般分四个存储区 1 3 3IC卡应用系统的基本构成 1 3 4应用系统结构 Interfacedevice读写设备 读写器 1 3 5IC卡的接口设备 配合IC卡工作的接口设备IFD Interfacedevice 或称为读写设备 读写器 IFD可以是一个由微处理器 键盘 显示器与I O接口组成的独立
10、设备 该设备通过IC卡上的8个触点向IC卡提供电源并与IC卡相互交换信息 return 1 4智能卡的国际标准 标准是IC卡设计制造与应用的支撑点 符合标准是IC卡生存的条件 按IC卡数据传送方式分接触式IC卡和非接触式IC卡 故标准不同 1 接触式IC卡的国际标准 ISO IEC7816国际标准 第3 4章讨论 2 非接触式IC卡的国际标准 ISO IEC10536 14433和15693国际标准 第5章讨论 return IC卡内芯片功能 IC卡芯片内数据的读写 IC卡的读卡器 IC卡片上数据的安全 IC卡应用系统网络与数据的可靠性与安全性 IC卡的标准 1 5IC卡应用的核心问题 ret
11、urn 制造 发行 应用 回收 1 6IC卡生命周期 return 制造 芯片与卡的制造发行 具有应用功能的卡的发行 应用 持卡人在特定部门管理下的使用 回收 回收处理损坏卡 失效卡 return 1 7电子标签 2004年10月 科技部会同14个部委启动 中国射频识别 RFID 技术政策白皮书 编写工作 经过12稿最终完成了 白皮书 编制 2006年6月9日 中国射频识别 RFID 技术政策白皮书 正式以国家技术产业政策的形式对外公布 return 作为国家RFID产业政策的权威 中国射频识别 RFID 技术政策白皮书 共分为五章 分别阐述RFID技术发展现状与趋势 中国发展RFID技术战略
12、 中国RFID技术发展及优先应用领域 推进产业化战略和宏观环境建设 指明我国RFID技术和产业总体发展目标 指导思想和原则以及发展途径 指出我国RFID产业实施进程分培育期 成长期和成熟期三个阶段进行 RFID技术的应用可追溯到第二次世界大战中飞机的敌我目标识别 随着大规模集成电路 网络通信 信息安全等技术的发展 RFID技术进入商业化应用阶段 由于RFID技术具有高速移动物体识别 多目标识别和非接触识别等特点 显示出巨大的发展潜力与应用空间 被认为是21世纪的最有发展前途的信息技术之一 RFID技术涉及信息 制造 材料等诸多高技术领域 涵盖无线通信 芯片设计与制造 天线设计与制造 标签封装
13、系统集成 信息安全等技术 一些国家和国际跨国公司都在加速推动RFID技术的研发和应用进程 RFID标签的分类 按照能量供给方式分 有源无源半有源 按照工作频率分 低频 LF 高频 HF 超高频 UHF 微波频段 MW 目前国际上RFID应用以LF和HF标签产品为主 UHF标签开始规模生产 由于其具有可远距离识别和低成本的优势 有望在未来五年内成为主流 MW标签在部分国家已经得到应用 中国已掌握HF芯片的设计技术 并且成功地实现了产业化 同时UHF芯片也已经完成开发 RFID读写器产品类型较多 部分先进产品可以实现多协议兼容 中国已经推出了系列RFID读写器产品 小功率读写模块已达到国外同类水平 大功率读写模块和读写器片上系统 SoC 尚处于研发阶段 形形色色的电子标签 形形色色的电子标签 IC卡应用系统陆永宁东南大学出版社智能卡应用系统黄淼云清华大学出版社IC卡的技术与应用王卓人电子工业出版社金卡工程杂志智能卡网站 参考资料 return 思考与练习 IC卡的分类什么是I2C总线协议 IC卡应用系统的基本构成是什么 IC卡的国际标准有哪些 IC卡应用的核心问题是什么 接触式IC卡的三种类别 分别画出其结构示意图
