IC卡技術講座之一：IC卡的種類和特性

文章出處：http://56733.cn 作者：   人氣： 發(fā)表時間：2011年09月15日

隨著我國市場經(jīng)濟的發(fā)展和金融現(xiàn)代化，現(xiàn)金和各種證件正逐漸被各種卡片所取代。其中IC卡是卡片家庭中出現(xiàn)最晚，但卻是最有前途的一種，最終它將取代現(xiàn)在廣泛使用的光電卡、條碼卡、磁卡的地位而成為主流。我們知道：IC卡又叫智能卡，它是將大規(guī)模集成電路（IC）封裝在卡片中，卡片上印有說明文字和圖像。由于其內(nèi)部具有現(xiàn)代高科技產(chǎn)品－集成電路，因此，不但可以存儲大量信息，具有極強的保密性能，并且抗干擾、無磨損、壽命長。因此在廣泛的領域中得到應用。

    根據(jù)IC卡的應用領域，可以分為金融卡和非金融卡兩大類。金融卡又可以分為信用卡和現(xiàn)金卡兩種。金融卡是我國大力建設的金卡工程的主要媒體。其中，信用卡由銀行發(fā)行和管理，持卡人必須在銀行有帳號、有存款。持卡人可以用信用卡作為消費時的支付工具，可以使用存款，必要時也允許透支限額內(nèi)的資金。由于IC卡上記錄了持卡人主要信息，故不一定要求消費場所與銀行聯(lián)網(wǎng)。比起磁卡等僅記錄少量數(shù)據(jù)的卡型，具有極大的靈活性和可靠性。而現(xiàn)金卡是持卡人以現(xiàn)金購買的電子貨幣?？梢远啻问褂茫詣佑嬞M。使用方便，但不允許透支。如水電費的交費卡、煤氣費卡、就餐卡、醫(yī)療卡等。在卡上金額少于一定限額時，要重新交費才可繼續(xù)使用。IC卡在此領域應用，主要是由于其優(yōu)良的保密性，可以防止偽造和竊用。非金融卡主要是作為電子證件，用來記錄持卡人的各方面信息，作為身份識別。如IC卡身份證、進門證、考勤卡、醫(yī)療證、住宿證等。由于IC卡可以記錄大量信息，并且可以分區(qū)存款，因此可以做到一卡多用，簡化驗證的手續(xù)。從IC卡的讀寫方法上來分類：有接觸型和非接觸型兩種。兩種卡的集成電路均密封在塑料卡基片內(nèi)部，可防水，防塵，防磁。但接觸型IC卡的表面可以看到一個方型鍍金接口，共有八個或六個鍍金觸點，用于與讀寫器接觸，通過電流信號完成讀寫。持卡人刷卡時，須將IC卡手稿讀寫器，讀寫完畢，讀寫器可自動彈出，或由持卡人抽出卡片。因此這種IC卡刷卡慢，但可靠性高，多用于存儲信息量大，讀寫操作復雜的場合。非接觸型IC卡卡上設有射頻信號接收器或紅外線收發(fā)器，在一定距離內(nèi)即可收發(fā)讀寫器的信號，實現(xiàn)非接觸讀寫。這種IC卡常用于身份驗證，電子門禁等場合?？ㄉ嫌涗浶畔⒑唵?，讀寫要求不高，卡型變化也較大，可以作成徽章等形式。

    根據(jù)IC卡內(nèi)部結構可以分為以下三類:
    1. 存儲卡: 這種IC 卡內(nèi)封裝的集成電路一般為電可擦除的可編程只讀存儲器EEPROM.這種器件的特點是:存儲數(shù)據(jù)量大,容量為幾KB到幾十KB.信息可以長期保存,也可以在讀寫器中擦除和改寫.讀寫速度快,操作簡單.卡上數(shù)據(jù)的保護主要依賴于讀寫器中的軟件口令以及向卡上加密寫入信息,軟件讀出時破譯.因此這種IC卡安全性稍差.但這種IC卡結構簡單,使用方便,成本低,與磁卡相比又有存儲容量大, 信息在卡上存儲,不需讀寫器聯(lián)網(wǎng)的特點,因此也得到廣泛的應用. 主要用于安全性要求不高的場合,如電話卡,水電費卡,醫(yī)療卡等.

    2.邏輯加密卡:這種IC卡中除了封裝了上述EEPROM存儲器外,還專設有邏輯加密電路,提供了硬件加密手段.因此不但存儲量大,而且安全性強,不但可保證卡上存儲數(shù)據(jù)讀寫安全, 而且能進行用戶身份的認證. 由于密碼不是在讀寫器軟件中而是存儲于IC卡上,所以幾乎沒有破密的可能性.例如:美國ATMEL1604邏輯加密卡, 卡上設有三級保密功能.總密碼用于身份的認證,非法用戶三次密碼核對錯誤即可使卡報廢. 四個數(shù)據(jù)存儲區(qū)可分別存儲不同信息,又各和獨立的讀寫密碼.可以做到一卡多用, 在不同讀寫器件中核實相應密碼進行某一業(yè)務操作,不會影響其它存儲區(qū).卡上信息不能隨意改寫,改寫前需先擦除,而擦除需核對擦除需要核對擦除密碼. 這樣即使是持卡人自己也不能隨意更改卡上數(shù)據(jù).因此這種邏輯加密卡保密性極強,能自動識別讀寫器,持卡人和控制操作類型,常用于安全性要求高的場合.

    3.CPU卡:這是真正的卡上單片機系統(tǒng),IC卡片內(nèi)集成了中央處理器CPU, 程序存儲器ROM, 數(shù)據(jù)存儲器EEPROM 和RAM, 一般ROM 中還配有卡上操作系統(tǒng)軟件COS(Chip operating system).

IC卡上的微處理器可以執(zhí)行COS監(jiān)控程序,接收從讀寫器送來的命令和數(shù)據(jù), 分析命令后控制對存儲器的訪問.由于這種卡具有智能,讀寫器對卡的操作要經(jīng)過卡上COS,所以保密性更強.而且微處理器具有數(shù)據(jù)加工和處理的能力,可以對讀寫數(shù)據(jù)進行邏輯和算術運算,能力很強.這種IC卡存儲的數(shù)據(jù)對外相當于一個-黑盒子-, 保密性極強.目前IC卡上用的微處理器一般為8位CPU,存儲容量幾十KB上下. 此種智能卡常用于重要場合,作為證件和信用卡.

    本講討論了幾種常見的IC卡的結構和特點.IC卡出現(xiàn)雖然僅短短幾年,就已經(jīng)顯示出巨大的優(yōu)點和廣泛的發(fā)展前景.隨著現(xiàn)代電子技術的飛速發(fā)展,隨著市場經(jīng)濟發(fā)展對IC卡需求的擴大,IC卡的應用將會迅速普及.IC卡的結構性能也會不斷改進, 而IC卡的開發(fā)與使用也會越來越方便.將大下一講介紹一個典型的IC卡應用系統(tǒng),供用戶在開發(fā)和使用中參考。