智能卡(RFID)系统

系统定义

智能卡(Smart Card) :内嵌有 微芯片的塑料卡(通常是 一张信用卡的大小)的通称。一些智能卡包含一个RFID芯片,所以它 们不需要与读写器的任何物理接触就能够识别持卡人。智能卡配备有CPU和RAM,可自行 处理数量较多的数据而不会干扰到主机CPU的工作。智能卡 还可过滤错误的数据,以减轻主机CPU的负担。适应于 端口数目较多且通信速度需求较快的场合。 卡内的 集成电路包括中央处理器CPU、可编程只读存储器EEPROM、随机存储器RAM和固化在只读存储器ROM中的卡内操作系统COS(Chip Operating System)。卡中数 据分为外部读取和内部处理部分。

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基本信息

“智能一卡通”是以IC卡技术为核心,以计算 机和通信技术为手段,将智能 建筑内部的各项设施连接成为一个有机的整体,用户通过一张IC卡便可 完成通常的钥匙、资金结算、考勤和某些控制操作,如用lC卡开启房门、IC卡就餐、购物、娱乐、会议、停车、巡更、办公、收费服务等各项活动。而不必 像以往携带多把沉重的钥匙开门,去各个 对应部门交费等繁杂的操作。整个系 统可根据需要对各部门进行监控管理和决策,各局部 系统和终端可自动将收集到的信息整理归纳,供系统查询、汇总、统计、管理和决策。通过IC卡可互相沟通,既满足 各个职能管理的独立性,又保证 整体管理的一致性。从不同 使用场合可以分为:校园智能一卡通,小区智能一卡通,办公大楼智能一卡通,企业智能一卡通,酒店智能一卡通,智能大 厦智能一卡通等。根据卡 片类型可以分为:IC卡(使用最为广泛),ID卡(逐步淘汰中),CPU卡发展趋势

目前,我国智 能卡还主要应用在通信和政府应用领域,在金融与电子支付、移动多 媒体广播电视等智能卡应用的新兴领域,市场正在逐步形成,行业各 细分市场利润水平变动趋势情况(智研咨询数据统计)如下:

(1)通信智 能卡市场利润水平

最近几年,我国通 信智能卡产品的毛利率水平呈现逐渐下降趋势。主要原因是:随着移 动增值业务的出现和发展,通信智 能卡的功能与性能出现了新的变化,通信运 营商为加强对产业链的掌控,对某些 共性技术规范和标准实行共享制度,加剧了 智能卡商之间的竞争。于是,在通信 智能卡的采购上,由于标准共享、功能相同,导致价 格成为决定各供应商供卡量的最重要因素,价格竞 争因此愈演愈烈,产品毛 利率水平一路走低。

进入2008 年后,通信智 能卡市场发生新的变化。由于技术进步,具有更多功能、更大容量、更高性 能的通信智能卡开始出现,如3G SIM 卡、大容量SIM卡和面向行业应用的SIM 卡,这些产 品一经推出立即得到市场的认可和接受,定价较高,毛利率 水平相对也较高,从而拉 升了通信智能卡产品整体的毛利率水平。未来几年,随着高 端通信智能卡市场的发展,通信智 能卡产品整体毛利率还将继续提高或保持较高的水平。

(2)税务、社保等 政府应用市场利润水平

由于政府部门对税务、社保等 领域应用的智能卡产品的技术含量、安全性要求较高,市场进 入设置了较高的门槛;同时,产品推广使用的初期,市场需求较少,供卡企业相对也较少,价格竞争还未出现,产品毛利水平较高。但随着税务、社保领 域信息化建设的全面深入推进,税控卡(盘)、社保卡 的市场需要日益增多,新进竞 争企业开始出现,未来产 品价格将有一定的下降空间;另一方面,产品芯 片成本也在不断降低,可以部 分抵消产品价格下降的不利影响,有利于 产品盈利维持在稳定的利润水平。

(3)金融与电子支付、移动多 媒体广播电视等智能卡应用的新兴市场利润水平

目前,我国智 能卡在金融与电子支付、移动多 媒体广播电视等领域的应用才刚刚起步或处于试点阶段,无论是金融IC卡、城市通卡、手机支付SIM卡,还是移 动多媒体广播电视有条件接收卡,都才处 于各自生命周期的初始阶段。因此,产品保 持了较高的利润水平。

基本组成

基片:现在多为PVC材质,也有塑料或是纸制

接触面:金属材质,一般为铜制薄片,集成电 路的输入输出端连结到大的接触面上,这样便 于读写器的操作,大的接 触面也有助于延长卡片使用寿命;触点一般有8个(C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8,C4和C8设计为将来保留用),但由于 历史原因有的智能卡设计成6个触点(C1 C2 C3 C5 C6 C7)。另外,C6原来设计为对EEPROM供电,但因后来EEPROM所需的程序电压(Programming Voltage)由芯片内直接控制,所以C6通常也就不再使用了。

集成芯片:通常非常薄,在0.5mm以内,直径大约1/4厘米,一般成圆形,方形的也有,内部芯片一般有CPU RAM ROM EPROM。

相关用途

智能卡有什么用途?

从功能上来说,智能卡 的用途可归为如下四点:

1.身份识别-运用内 含微计算机系统对数据进行数学计算,确认其唯一性。

2.支付工具-内置计数器(counter)替代成货币、红利点数、等,数字体的数据。

3.加密/解密-网络迅 速发展的情况下,电子商 务的使用率亦大幅成长,部分厂商表示,网络消 费最重要的在于身份的真实性、资料的完整性、交易的 不可否认以及合法性,藉由密码机制如DES、RSA、MD5等,除可增 加卡片的安全性外,还可采用离线作业,以降低 网络上的通讯成本。

4.信息-由于GSM行动电话的普及,SIM卡需求量大增,加速智 能卡的技术发展,使得行 动电话从原来单纯的电话功能,延伸到 今日的网络联机等功能。其信息存储的功能,使其有 着广泛的商业应用如:

个人财务纪录

银行竞争渐趋激烈,为提高客户的忠诚度,并吸引 更多新客户加入,各家银 行推出各式红利优惠方案,并改善客服制度,而藉由智能卡的使用,不仅可达到全天24小时自由转帐功能,并可以 减低银行员以及客户的书面作业程序时间。目前市 场上已有多家银行发行智能卡,而MasterCard以及VISA两大信 用卡集团也即将换发智能卡。

医疗纪录

一旦健保卡IC化,个人医 疗纪录可储存于芯片中,不论到那家医院就诊,皆可得 知个人医疗状况,医师可 立即得知病患的就诊纪录,病患也 可免除报表填写的时间,并减少 医院病历档案维护成本。此外,国民身分证也可IC化,并将所 有个人辨识资料例如指纹、生日、个人档案存入芯片中,还可作为护照使用,新加坡 以及马来西亚政府已开始使用。

门禁控制

门禁控 制对企业及学校来说相当重要,智能卡 除了可用作一般门禁管理外,还可储存小额款项,与一般商店合作消费,提高卡片的功能性,例如英 国某门禁系统制造商将原本使用于门禁上的智能卡同时可应用于提款机上,便结合 了门禁与电子钱包的功能。

分类介绍

下面将 从不同的角度对IC卡进行 详细分类和简单分析。 

1、存储卡:卡内芯 片为电可擦除可编程只读存储器EEPROM(Electrically Erasable ProgrammableRead-onlyMemory),以及地 址译码电路和指令译码电路。为了能把它封装在0.76mm的塑料卡基中,特制成0.3mm的薄型结构。存储卡属于被动型卡,通常采 用同步通信方式。这种卡片存储方便、使用简单、价格便宜,在很多 场合可以替代磁卡。但该类IC卡不具备保密功能,因而一 般用于存放不需要保密的信息。例如医 疗上用的急救卡、餐饮业 用的客户菜单卡。常见的存储卡有ATMEL公司的AT24C16、AT24C64等。

2、逻辑加密卡:该类卡 片除了具有存储卡的EEPROM外,还带有加密逻辑,每次读/写卡之 前要先进行密码验证。如果连 续几次密码验证错误,卡片将会自锁,成为死卡。从数据管理、密码校 验和识别方面来说,逻辑加 密卡也是一种被动型卡,采用同 步方式进行通信。该类卡 片存储量相对较小,价格相对便宜,适用于 有一定保密要求的场合,如食堂就餐卡、电话卡、公共事业收费卡。常见的逻辑加密卡有SIEMENS公司的SLE4442、SLE4428,ATMEL公司的AT88SC1608等。

3、CPU卡:该类芯 片内部包含微处理器单元(CPU)、存储单元(RAM、ROM和EEPROM)、和输入/输出接口单元。其中,RAM用于存 放运算过程中的中间数据,ROM中固化 有片内操作系统COS(Chip OperatingSystem),而EEPROM用于存 放持卡人的个人信息以及发行单位的有关信息。CPU管理信息的加/解密和传输,严格防 范非法访问卡内信息,发现数次非法访问,将锁死相应的信息区(也可用 高一级命令解锁)。CPU卡的容量有大有小,价格比 逻辑加密卡要高。但CPU卡的良 好的处理能力和上佳的保密性能,使其成为IC卡发展的主要方向。CPU卡适用 于保密性要求特别高的场合,如金融卡、军事密令传递卡等。国际上比较著名的CPU卡提供商有Gemplus、G&D、Schlumberger等。

4、超级智能卡:在CPU卡的基础上增加键盘、液晶显示器、电源,即成为一超级智能卡,有的卡 上还具有指纹识别装置。VISA国际信 用卡组织试验的一种超级卡即带有20个健,可显示16个字符,除有计时、计算机 汇率换算功能外,还存储有个人信息、医疗、旅行用 数据和电话号码等。

混合卡:混合卡 也存在多种形式,将IC芯片和 磁卡同做在一张卡片上,将接触 式和非接触式融为一体,一般都称为“混合卡”。

光卡:在1981年由美 国一家公司提出光卡概念,从而丰 硕了卡片式数据存储方式。光卡(Optical Card)由半导 体激光材料组成的,能够储 存记实并再生大量信息。光卡纪 录格局目前形成了两种格局:Canon型和Delta型。这两种 形式均已被国际标准化组织接收为国际标准。光卡具有体积小,便于随身携带,数据安全可靠,容量大,抗干扰性强,不易更改,保密性 好和相对价格便宜等长处。

交换界面

1.接触式IC卡:该类卡是通过IC卡读写设备的触点与IC卡的触 点接触后进行数据的读写。国际标准ISO7816对此类卡的机械特性、电器特 性等进行了严格的规定。

2.非接触式IC卡:该类卡与IC卡设备无电路接触,而是通 过非接触式的读写技术进行读写(如光或无线技术)。其内嵌芯片除了CPU、逻辑单元、存储单元外,增加了射频收发电路。国际标准ISO10536系列阐 述了对非接触式IC卡的规定。该类卡 一般用在使用频繁、信息量相对较少、可靠性 要求较高的场合。

3.双界面卡:将接触式IC卡与非接触式IC卡组合到一张卡片中,操作独立,但可以共用CPU和存储空间。

数据传输方式

1. 串行IC卡:IC卡与外 界进行数据交换时,数据流 按照串行方式输入输出,电极触点较少,一般为6个或者8个。由于串行IC卡接口简单、使用方便,目前使用量最大。国际标准ISO7816所定义的IC卡就是此种卡。

2.并行IC卡:IC卡与外 界进行数据交换时以并行方式进行,有较多的电极触点,一般在28到68之间。主要具 有两方面的好处,一是数 据交换速度提高,二是现 有条件下存储容量可以显著增加。

应用领域

1.金融卡:也称为银行卡,又可以 分为信用卡和现金卡两种。前者用于消费支付时,可按预 先设定额度透支资金;后者可 作为电子钱包或者电子存折,但不能透支。

2.非金融卡:也称为非银行卡,涉及范围十分广泛,实际包 含金融卡之外的所有领域,诸如电信、旅游、教育和公交等等。

社保卡。

电源

主动卡 (Active card)-内含供电设备(电池),甚至有屏幕、键盘。

被动卡 (Passive card)-由外部提供电源。

仲子路 教您如何区别智能卡,IC卡,ID卡和磁卡?

智能卡又名IC卡,是可读可写的芯片卡。根据存 储容量的不同又分为不同的芯片类型,现在使 用最多的芯片类型有飞利浦S50, 飞利浦S70,复旦FM1108,AT24C64,AT24C04等常用芯片,随着市场的发展,IC卡的使 用量在逐步的替代传统的会员卡,磁卡和条码卡。IC卡只所 以会被广泛使用,是因为IC卡与ID卡,磁卡,条码卡 相比具有更大的安全性,IC卡芯片内有密码模块,可以把密码写到里面,经过密 码校验后才能读取卡内信息,大大加 强了卡的安全性。

ID卡是只读性芯片卡,芯片里 面的信息是提前写入的序列号,此序列 号是全世界唯一的序列号,是只读 不可修改的序列号,所以在软件中使用ID卡,其实只是试用ID卡里面 的号码进行身份识别,关于会 员的信息还是存储在本地电脑或服务器上,其使用 原理和磁条卡的区别不大,主要区 别是使用行为不同,ID卡是感应式读取信息,磁条卡 是刷卡读取信息,ID卡是芯片,不容易损坏,磁条卡容易消磁。

磁条卡 和条码卡试用原理基本一样,都是通 过卡号进行信息的读取,有关会 员的信息也都是存储在本地电脑或服务器上,不同只 是就是磁条卡用的是磁条存储卡号,条码是 通过证卡打印机把条码打印到卡上,然后通 过扫描枪进行识别。磁卡和 条码卡的安全性最低,可以随 时复制一张新的磁条卡。唯一的 好处就是成本低。

构成的子系统

应用场所

学校 医院 大厦 酒店 银行 地铁 景区 部队

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