非接触式IC卡结构与操作(M1)

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1、 非接触式非接触式 IC 卡性能简介（卡性能简介（M1）一、一、主要指标主要指标容量为 8K 位 EEPROM分为 16 个扇区，每个扇区为 4 块，每块 16 个字节,以块为存取单位每个扇区有独立的一组密码及访问控制每张卡有唯一序列号，为 32 位具有防冲突机制，支持多卡操作无电源，自带天线，内含加密控制逻辑和通讯逻辑电路数据保存期为 10 年，可改写 10 万次，读无限次工作温度：-2050(温度为 90%)工作频率：13.56MHZ通信速率：106KBPS读写距离：10mm 以内（与读写器有关）二、二、存储结构存储结构1、M1 卡分为 16 个扇区，每个扇区由 4 块（块 0、块 1、块

2、 2、块 3）组成， （我们也将 16 个扇区的 64 个块按绝对地址编号为 063，存贮结构如下图所示：块 0 数据块0扇区 0 块 1数据块1块 2数据块2块 3密码 A 存取控制 密码 B控制块3块 0数据块4扇区 1块 1数据块5块 2数据块6块 3密码 A 存取控制 密码 B控制块70数据块60扇区 15 1数据块612数据块623密码 A 存取控制 密码 B控制块632、第 0 扇区的块 0（即绝对地址 0 块） ，它用于存放厂商代码，已经固化，不可更改。3、每个扇区的块 0、块 1、块 2 为数据块数据块，可用于存贮数据。数据块数据块可作两种应用： 用作一般的数据保存，可以进行读

3、读、写写操作。 用作数据值，可以进行初始化值、加值、减值、读值初始化值、加值、减值、读值操作。4、每个扇区的块 3 为控制块控制块，包括了密码 A、存取控制、密码 B。具体结构如下：密码 A（6 字节） 存取控制（4 字节） 密码 B（6 字节） 5、每个扇区的密码和存取控制都是独立的，可以根据实际需要设定各自的密码及存取控制。存取控制为 4 个字节，共 32 位，扇区中的每个块（包括数据块和控制块）的存取条件是由密码和存取控制共同决定的，在存取控制存取控制中每个块都有相应的三个三个控制位控制位,定义如下：块 0： C10 C20 C30块 1： C11 C21 C31块 2： C12 C22

4、 C32块 3： C13 C23 C33三个控制位以正和反两种形式存在于存取控制字节中，决定了该块的访问权限（如 进行减值操作必须验证 KEY A，进行加值操作必须验证 KEY B，等等） 。三个控制位在存取控制字节中的位置，以块 0 为例：对块 0 的控制：bit 7 6 5 4 3 2 1 0字节 6C20_bC10_b字节 7C10C30_b字节 8C30C20字节 9( 注： C10_b 表示 C10 取反 )存取控制（4 字节，其中字节 9 为备用字节）结构如下所示：bit 7 6 5 4 3 2 1 0字节 6C23_bC22_bC21_bC20_bC13_bC12_bC11_bC

5、10_b字节 7C13C12C11C10C33_bC32_bC31_bC30_b字节 8C33C32C31C30C23C22C21C20字节 9( 注： _b 表示取反 )6、数据块数据块（块 0、块 1、块 2）的存取控制如下：A0 A1 A2 A3 A4 A5 FF 07 80 69 B0 B1 B2 B3 B4 B5控制位（X=0.2）访 问 条 件 （对数据块 0、1、2）C1XC2XC3X Read Write IncrementDecrement, transfer, Restore 000KeyA|BKeyA|BKeyA|BKeyA|B 010KeyA|BNeverNeverNe

6、ver 100KeyA|BKeyBNeverNever 110KeyA|BKeyBKeyBKeyA|B 001KeyA|BNeverNeverKeyA|B 011KeyBKeyBNeverNever 101KeyBNeverNeverNever 111NeverNeverNeverNever（KeyA|B 表示密码 A 或密码 B，Never 表示任何条件下不能实现）例如：当块 0 的存取控制位 C10 C20 C30=1 0 0 时，验证密码 A 或密码 B 正确后可读；验证密码 B 正确后可写；不能进行加值、减值操作。7、控制块控制块块 3 的存取控制与数据块数据块（块 0、1、2）不同，

7、它的存取控制如下：密码密码 A存取控制存取控制密码密码 B C13C23C33ReadWrite ReadWriteReadWrite 000NeverKeyA|BKeyA|BNeverKeyA|BKeyA|B 010NeverNeverKeyA|BNeverKeyA|BNever 100NeverKeyBKeyA|BNeverNeverKeyB 110NeverNeverKeyA|BNeverNeverNever 001NeverKeyA|BKeyA|BKeyA|BKeyA|BKeyA|B 011NeverKeyBKeyA|BKeyBNeverKeyB 101NeverNeverKeyA|B

8、KeyBNeverNever 111NeverNeverKeyA|BNeverNeverNever例如：当块 3 的存取控制位 C13 C23 C33=1 0 0 时，表示：密码 A：不可读，验证 KEYA 或 KEYB 正确后，可写（更改） 。存取控制：验证 KEYA 或 KEYB 正确后，可读、可写。密码 B：验证 KEYA 或 KEYB 正确后，可读、可写。1、 MifareOne 卡片有卡片有 3 种类型，种类型，S50,S51,S52，这三种类型的出现是按照时间顺序的。，这三种类型的出现是按照时间顺序的。2、 在在 S50 中没有规定当中没有规定当 KeyB 可读时，不可以做密钥。可

9、读时，不可以做密钥。3、 在在 S51，S52 中规定当中规定当 KeyB 可读时，不可以做密钥。可读时，不可以做密钥。4、 因此处理方法是：当因此处理方法是：当 KeyB 可读时，必须使用可读时，必须使用 KeyA 进行密钥修改，包括存取控制位，进行密钥修改，包括存取控制位，使得使得 KeyB 不可读后，方可使用不可读后，方可使用 KeyB三、三、工作原理工作原理卡片的电气部分只由一个天线和 ASIC 组成。天线：卡片的天线是只有几组绕线的线圈，很适于封装到 IS0 卡片中。ASIC：卡片的 ASIC 由一个高速（106KB 波特率）的 RF 接口，一个控制单元和一个8K 位 EEPROM

10、组成。工作原理：读写器向 M1 卡发一组固定频率的电磁波，卡片内有一个 LC 串联谐振电路，其频率与讯写器发射的频率相同，在电磁波的激励下，LC 谐振电路产生共振，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储存，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，将卡内数据发射出去或接取读写器的数据。四、四、M1 射频卡与读写器的通讯射频卡与读写器的通讯改变扇区不改变扇区复位应答 Request防冲突机制Anti collision Loop选择卡片 Select Tag三次相互验证 Authentication读 块R

11、ead写 块Write block加值increment减值decrement中止Halt复位应答复位应答（Answer to request）M1 射频卡的通讯协议和通讯波特率是定义好的，当有卡片进入读写器的操作范围时，读写器以特定的协议与它通讯，从而确定该卡是否为 M1 射频卡，即验证卡片的卡型。防冲突机制防冲突机制 (Anticollision Loop)当有多张卡进入读写器操作范围时，防冲突机制会从其中选择一张进行操作，未选中的则处于空闲模式等待下一次选卡，该过程会返回被选卡的序列号。选择卡片选择卡片(Select Tag)选择被选中的卡的序列号，并同时返回卡的容量代码。三次互相确认三

12、次互相确认(3 Pass Authentication)选定要处理的卡片之后，读写器就确定要访问的扇区号，并对该扇区密码进行密码校验，在三次相互认证之后就可以通过加密流进行通讯。 （在选择另一扇区时，则必须进行另一扇区密码校验。 ）对数据块的操作对数据块的操作 读读 (Read)：读一个块； 写写 (Write）：写一个块； 加加（Increment）：对数值块进行加值； 减减（Decrement）：对数值块进行减值； 存储存储（Restore）：将块中的内容存到数据寄存器中； 传输传输（Transfer）：将数据寄存器中的内容写入块中；中止中止（Halt）：将卡置于暂停工作状态；非接触式非接

13、触式 IC 卡性能介绍（卡性能介绍（ML）一、概述MIFARE LIGHT 卡是一种小容量卡，共 384 位，适合于一卡一用。二、主要指标容量为 384 位16 位的数值计算128 位的数据区（如果不用钱包文件可达 192 位）用户可自定义控制权限唯一的 32 位序列号工作频率：13.56MHZ通信速率：106KB 波特率防 冲 突：同一时间可处理多张卡读写距离：在 10cm 以内（与天线有关）卡内无需电源三、存储结构ML 卡共 384 位，分为 12 页，每页为 4 个字节。存储结构如下：页号字节 0字节 1字节 2字节 30 SerNr(0)SerNr(1)SerNr(2)SerNr(3)

14、1SerNr(4)Size CodeType(0)Type(1)Block 02Data(0)Data(1)Data(2)Data(3)3Data(4)Data(5)Data(6)Data(7)Data14Value(0)Value(1)Value_b(0)Value_b(1)5Value(0)Value(1)Value_b(0)Value_b(1)Value6KeyA(0)KeyA(1)KeyA(2)KeyA(3)7KeyA(4)KeyA(5)AC-AAC-A_bKeyA8KeyB(0)KeyB(1)KeyB(2)KeyB(3)9KeyB(4)KeyB(5)AC-BAC-B_bKeyBADa

15、ta(0)Data(1)Data(2)Data(3)BData(4)Data(5)Data(6)Data(7)Data2（ 注：_b 表示取反 ）1) 第 0、1 页存放着卡的序列号等信息，只可读。2) 第 2、3 页及 A、B 两页数据块，可存贮一般的数据。3) 和 4、5 页为数值块，可作为钱包使用，两字节的值以正和反两种形式存贮。只有减值操作，没有加值操作。如果不做钱包使用，则可以做为普通的数据块使用。4）第 6、7、8、9 页存储着密码 A（6 字节） 、密码 B（6 字节）及存取控制。5）第 7 页的 2 字节、第 9 页的 2 字节为存储控制，存储控制以正和反的形式存两次。Bit 7-Bit 6-Bit 5Data2Write EnableBit 4Data2ReadEnableBit 3Key+ACWriteEnableBit 2ValueWriteEnableBit 1Data1WriteEnableBit 0Data1ReadEnable例如：AC-A 的初始值为 ff，即11111111 ，即：Data1：可读、可写；Value：可写；AC-A：可写；Data2：可读、可写；6）一次写一页（4 个字节） ，一次读两页（8 个字节） 。