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        雙界面CPU卡-IC卡的最新發(fā)展趨勢

        文章出處:http://www.mjagi.com 作者:最新&nbsp;&nbsp; 人氣: 發(fā)表時間:2011年09月09日

        [文章內(nèi)容簡介]:雙界面CPU卡-IC卡的最新發(fā)展趨勢

        摘要: 接觸式智能卡在普及過程中暴露出一些不可避免的弱點,發(fā)展雙界面智能卡是當(dāng)前的最新趨勢。本文介紹了雙界面智能卡的基本概念和技術(shù)難點,也介紹了中鈔同方雙界面CPU卡的結(jié)構(gòu)、技術(shù)特性和適用范圍。
          一.前言
          隨著技術(shù)和經(jīng)濟的飛速發(fā)展,人們之間的經(jīng)濟、信息交流越來越頻繁,信息量越來越大,原有的接觸式智能卡已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代社會快節(jié)奏的需求。雖然它在我們的生活發(fā)揮了不可替代的作用,但是在接觸式智能卡普及過程中也暴露出其不可避免的弱點:
        ·  由于惡劣的使用環(huán)境造成接觸式智能卡與卡機具的磨損,導(dǎo)致誤讀錯讀率提高。
        ·  由于接觸不良導(dǎo)致傳輸數(shù)據(jù)出錯。
        ·  在單位時間內(nèi)使用接觸式智能卡頻率高的場所,由于插拔卡速度低造成長時間等待。
          非接觸式智能卡又稱射頻卡,它將芯片和天線完全封裝在卡片內(nèi)部,此種卡的的表面沒有觸點,通過電磁感應(yīng)方式與讀寫器進行通信。與接觸式智能卡相比較,非接觸式卡具有以下優(yōu)點:
        · 可靠性高--非接觸式卡表面無裸露的芯片,避免了芯片因接觸造成物理損壞,且便于卡片的印刷。
        · 操作方便、快捷--讀寫器在一定距離范圍內(nèi)可以從任意方向?qū)ㄆ僮?,靈活多樣的配置。 讀寫器可以同時處理多張智能卡。
        · 加密性能好--非接觸式卡在處理前要與讀寫器進行三次相互認證,而且在通訊過程中所有的數(shù)據(jù)都加密。
          非接觸式智能卡是目前國際智能卡的前沿技術(shù),目前非接觸式智能卡根據(jù)卡中的集成電路不同可大體分為邏輯加密卡和CPU卡。由于CPU卡比邏輯電路加密卡安全性更高,卡片內(nèi)文件管理更有效,實現(xiàn)各種功能的方式更靈活,非接觸式邏輯加密卡符合TYPE A標(biāo)準(zhǔn)占據(jù)絕大多數(shù)市場,非接觸式CPU卡一般采用TYPE B標(biāo)準(zhǔn)。
          二.雙界面CPU卡
          到目前為止,智能卡領(lǐng)域里設(shè)計和安裝的基本上是接觸卡應(yīng)用系統(tǒng),原有大量的接觸式智能卡系統(tǒng)不能馬上轉(zhuǎn)型到非接觸式智能卡系統(tǒng);在射頻信號干擾強烈的環(huán)境非接觸式智能卡無法正常工作。于是產(chǎn)生了雙界面智能卡--接觸式智能卡與非接觸式智能卡接口功能于一個芯片的組合智能卡。
          雙界面卡有以下三種:
          1. 接觸式智能卡系統(tǒng)與非接觸式智能卡系統(tǒng)僅僅是物理的組合到一張卡片中,兩個EEPROM,兩套系統(tǒng)互相獨立。
                
          2. 接觸式智能卡系統(tǒng)與非接觸式智能卡系統(tǒng)彼此操作獨立,但共享卡內(nèi)部分存儲空間。
                 

          3. 接觸式智能卡系統(tǒng)與非接觸式智能卡系統(tǒng)完全融合,接觸式與非接觸式運行狀態(tài)相同,共用一個CPU管理。
          三種雙界面IC卡中,只有最后一種雙界面IC卡才是真正意義上的非接觸式雙界面CPU卡。中鈔同方智能卡公司(以下簡稱中同公司)與三星,OTI公司合作研制成功的雙界面CPU卡--中鈔同方雙界面CPU卡屬于真正意義上的雙界面CPU卡。

          三.雙界面CPU卡技術(shù)難點
          中同公司的技術(shù)人員在實踐中發(fā)現(xiàn)雙界面CPU卡的設(shè)計和制作過程中存在一些技術(shù)難點。這些關(guān)鍵技術(shù)包括:
          1. 電力來源--雙界面IC卡是射頻技術(shù)和接觸卡技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。非接觸應(yīng)用時,由于卡的尺寸限制,使雙界面CPU卡的內(nèi)部不帶電池,需要由讀寫設(shè)備通過無線方式供電,經(jīng)過卡內(nèi)的穩(wěn)壓電路產(chǎn)生芯片工作所需的直流電壓;卡內(nèi)的天線也需要特殊設(shè)計。接觸式應(yīng)用時,要采用接觸式讀寫器端口提供的電源。
          2. 非接觸信號轉(zhuǎn)換--卡內(nèi)天線接收到射頻信號后,通過集成到微處理器中的OTI可編程天線接口,對射頻信號解碼,轉(zhuǎn)換成可以被微處理器識別的信號。天線接口再將處理器返回的數(shù)據(jù)進行調(diào)制后,把射頻信號傳遞給讀寫設(shè)備。
          3. 抗沖突(自動分辨功能)--在非接觸式應(yīng)用時,當(dāng)多張卡同時進入操作區(qū)時,會出現(xiàn)誤讀現(xiàn)象。只能允許一張卡進入或者休眠其它,并逐一喚醒處理。當(dāng)一張卡完成操作未離開操作區(qū)或另一張卡進入時,都不會對已進入操作區(qū)的其它卡有影響。
          4. 低功耗--卡內(nèi)芯片采用低壓低耗CMOS工藝技術(shù)和休眠模式等多種技術(shù)以降低功耗。
          5. 封裝--由于雙界面卡中需要封裝天線、芯片和片外電容等部件,為確保卡片的大小、厚度、柔韌性和可靠性,需要采用獨特的封裝技術(shù)。
          6. 安全--雙界面卡以芯片的物理安全技術(shù)、卡片制造的安全技術(shù)和卡的通信安全技術(shù)這三個方面共同形成卡的安全體系,保證卡片從生產(chǎn)到使用的安全。
          四.真正意義上的雙界面CPU卡
          中同公司和韓國三星半導(dǎo)體公司和以色列OTI公司建立了良好的合作伙伴關(guān)系,結(jié)合三方成熟技術(shù)開發(fā)了基于中鈔同方雙界面CPU卡的操作系統(tǒng)--ZTCOS。
          中鈔同方雙界面CPU卡所采用的韓國三星公司的KS88C92008微處理器,它內(nèi)部包含為雙界面CPU卡研制的專用的SAM87RC八位CPU,功耗小,面向寄存器尋址結(jié)構(gòu),編程方便,尋址迅速,有靈活的指令集和良好的電磁兼容性。該CPU的結(jié)構(gòu)如下:

          中同公司采用的是以色列OTI基于微處理器先進的射頻CPU卡技術(shù),其核心為卡片與讀寫天線的非接觸數(shù)據(jù)傳輸方法,該方法利用低頻電磁波向卡片傳遞能量和交換數(shù)據(jù),無需物理接觸,距離可大15cm。
          中同公司的雙界面CPU卡有良好的兼容性,無論使用非接觸式或者接觸式智能卡讀寫設(shè)備,可以方便的對卡片進行相同的操作??梢詫崿F(xiàn)接觸式系統(tǒng)與非接觸式系統(tǒng)無縫過渡。
          五.雙界面CPU卡的技術(shù)特性
         1.CPU的技術(shù)特性
         8位CMOS低功率CUP(SAM87RC)
         24K Bytes ROM
         512 Bytes RAM
         8K Bytes EEPROM
         自動識別處理模式(接觸式,非接觸式)
        非接觸部分
         支持IOS/ICE14443 TYPE B 協(xié)議
         工作頻率 13.56MHz
         傳輸速率 每秒106Kbps
         軟件實現(xiàn)沖突控制
        接觸部分
         工作電壓 2.7~5.5V
         支持ISO-7816 T=0、T=1通訊協(xié)議
         工作頻率 1~5MHz
         其他接觸式特性符合ISO7816
         工作溫度 -25。C ~ +70。C
        2.COS特點:
         支持多種文件:二進制文件,定長記錄文件,變長記錄文件,循環(huán)文件
         支持多級目錄結(jié)構(gòu)
         支持電子錢包、電子存折功能
         支持?jǐn)?shù)字簽名算法
         支持Triple DES,DES 等加密算法,并支持用戶特有的安全加密算法的下載
         支持線路加密,線路保密功能
         可用作安全保密模塊
         卡內(nèi)不同應(yīng)用之間的'防火墻'隔離
         卡內(nèi)密鑰的專用性
         支持PIN檢驗、KEY認證、數(shù)據(jù)加密、MAC驗證
          中同雙界面卡的操作系統(tǒng)ZTCOS按功能主要分為以下五個模塊:輸入/輸出模塊、內(nèi)存管理模塊、命令解釋模塊、安全管理模塊、文件管理模塊。
          雙界面CPU卡是一種安全方便的信息載體。為了充分發(fā)揮雙界面CPU卡的功能,本公司在實踐中不斷拓展、完善圍繞中鈔同方雙界面CPU卡的各種支撐工具,包括:通用發(fā)卡系統(tǒng)、各種庫和控件等的開發(fā)、各種應(yīng)用系統(tǒng)的解決方案等等。
          六.中同雙界面卡的適用范圍
         各種公共交通系統(tǒng),如公共汽車,電車,地鐵,出租車等。
         各種收費系統(tǒng),如高速公路,過橋收費,碼頭,港口停泊,停車收費,綜合性娛樂場所收費等。
         各種出入管理系統(tǒng),如上崗管理,考勤管理,門禁管理等。
         各種預(yù)付費場合,如電話,電表,煤氣表,水表等;
         各種票據(jù)購買場合,如公園,電影院,飛機場,火車站,碼頭。
         各種人員物品管理領(lǐng)域。如交警管理,駕駛員,物流管理,交通公具管理,餐消費管理,圖書館管理等。
         各種金融交易領(lǐng)域??稍诎踩筝^高的銀行、郵政,電信,證券交易,商場消費,娛樂場所消費等等。
         各種需要加密,認證的領(lǐng)域??梢杂糜谝苿与娫扴IM卡,電子商務(wù)交易安全認證卡,電子資金轉(zhuǎn)帳卡,軟件加密卡,防偽卡,防盜卡。
         各種識別領(lǐng)域。可用于身份(ID)識別卡,生產(chǎn)線部件監(jiān)控卡,貨物管理卡,社會保險卡,醫(yī)療保險卡,工商管理卡,專利卡,稅務(wù)申報卡,病歷卡,各種優(yōu)惠卡。
        利用雙界面卡具有雙重信息交流方式可充分利用現(xiàn)存的接觸式卡系統(tǒng)添加少量的非接觸式收費設(shè)備組建安全、高效的卡消費系統(tǒng)。開發(fā)公司若與金融部門合作利用金融的ATM將銀行帳戶的錢劃入雙界面卡中,節(jié)省不同系統(tǒng)各自的收費點組建費用。一些小額交易,如公交系統(tǒng)收費;公園、電影院門票;高速公路不停車收費,罰款付費等等。大額交易可以利用更安全的接觸式設(shè)備進行。

        本文關(guān)鍵詞:雙界面CPU卡-IC卡的最新發(fā)展趨勢
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