IC卡技术

发布时间:2023-04-07 00:38:20   来源:文档文库   
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非接触式IC卡技术


摘要 本文从与磁卡、接触式IC卡比较的角度着力介绍了非接触式IC卡(又称射频卡)技术,这是世界上最近几年发展起来的一项新技术,它成功地将射频识别技术、磁电技术、计算机技术和IC卡技术结合起来,解决了无源(卡中无电源)、低功耗和免接触这一难题,克服了接触式IC卡由于存在机械接触,容易造成磨损以及由于接触而产生各种故障的问题。而且非接触式IC卡表现出来的防监听、防解密性能也超出一般的IC卡,不论非接触式IC卡本身,还是非接触式IC卡读写设备(无卡座、全密封),均防水、防油、防污、防腐蚀、防扭曲、防静电(包括静电击穿、静电破坏卡中的数据),具有高安全、高可靠、高快捷、高适用等性能。是现代电子技术领域的一大突破。

IC(集成电路)卡于1974年诞生于法国,当时有位叫罗兰·莫雷诺(Roland Moreno的工程师为了将一些个人信息存放在一个便于携带、保存的存贮媒体上,提出了将一个集成电路芯片嵌装于一块塑料基片上构成一张存贮卡的想法,并按此方法做了一张卡片,这就是世界上第一张IC卡。但是由于当时集成电路技术水平有限,市场也没有形成迫切的需要,这种想法并没有立即付诸实施,后来随着集成电路技术的发展,芯片的集成度、容量、安全性都得到了很大的提高,尤其是EEPROM技术的成熟,使得IC卡的生产、应用成为现实。前,以欧洲为中心的IC卡市场已发展成为世界性的市场。
一、 IC卡的类型
IC卡是由一个或多个集成电路芯片组成,并封装成人们携带的卡片。IC卡按其内部封装的芯片种类和功能可分为存贮卡(Memory card)和智能卡(smart card,存贮卡和智能卡的区别就在于存贮卡芯片内不含微处理器cpu只具有存贮数据信息的功能。存贮卡又分为非加密存贮卡(一般存贮卡)和加密存贮卡(简称逻辑加密卡)。加密卡有内建互相认证安全模块,是银行金融应用中在安全和成本上得到完美结合的卡。智能卡又名CPU卡、电脑卡、智慧卡、聪明卡,它不仅具有象存贮卡一样的数据存贮功能,也具有象微电脑一样的逻辑处理、逻辑判断 I/0控制、指令执行功能。智能卡既具有智能性又具有便于携带的特点,这就为现代信息处理带来了一种全新的思维和手段。IC卡按使用方法和信息交换方式又可分为接触式IC卡和非接触式IC(射频卡)接触式IC卡是通过物理接触方式,卡插入卡座后,与外界交换信息,所用集成电路芯片露在塑料卡外面的一面是一块含有电路腿的接触片,大部分都镀金。非接触式IC卡是通过电磁波与外界交换信息,带有射频收发及相关电路的芯片与环形天线全部埋在塑料基片中,在进行读写时,读写设备向射频卡发一组固定频率的电磁波,卡片内与读写设备发射频率相同的LC串联谐振电路,在电磁波的激励下产生共振,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贮存,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,从而完成将卡内数据发射出去或接收读写设备的数据。
根据卡中所镶嵌的集成电路的不同,IC卡主要有四大类:1)存贮器卡;2)加密存贮卡;3CPU卡;4)射频卡。它们的读写属性、安全性、容量、成本和使用的方便性等性能如表1所示。

表1四大类IC卡性能比较

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存储卡 加密存储卡 CPU卡 射频卡
读写属性
全部可读/ 可控制读 /
1K- 2K 较低 较高
/ 最好 2K- 16K 较低
/ 最好 2K- 16K 最高 最高 最高
安全性 容量 开发成本 设备成本 卡成本
1K- 64K

使用方便性 一般 一般 一般 最好
除上述四类卡之外,还有各种专用卡,如予付费卡等。目前,又出现了光卡,其优势已引起广泛的重视。
二、接触式IC
目前市场上使用最多的是接触式IC卡,它与磁卡比较:1其先进的硅片制作工艺完全可以保证卡的抗磁性、抗静电及抗各种射线的能力,而且由于硅片的体积很小,里面有环氧液的保护,外面有PCB板及基片的保护。因此,抗机械、抗化学破坏的能力也很强;2)其容量远比磁卡大,可以作到几千字节(当前已达到2M位),而且EEPROM可以分区,并且可以有不同的访问级别,这就为不同的信息处理及一卡多用提供了方便;3)其加密性为磁卡远不及,首先体现在芯片的结构和读取方式上,由于容量大而且存贮器的读取和写入区域可以任意选择,因此,灵活性大,即使一般的非加密存贮器卡,采用特定的技术,也具备较强的保密性,对于加密存贮器卡,存贮区的访问受逻辑电路的控制,只有各密码核对无误后,才能进行读写操作。而且密码核对次数有规定,超过限制的次数,卡将被锁死;4)其相关设备的成本,也是磁卡的高。因此,目前市场上广泛使用的磁卡有被IC卡替代的趋势。尽管接触式IC卡作为一种成熟的高技术产品,已给人们工作、生活的现代化程度添加了光彩,但也存在某些同磁卡一样的可靠性和操作速度慢的问题。

1)使用时存在IC卡芯片触点与读写设备插座之间频繁的机械接触、容易造成二者的 磨损与由于接触读写而产生的各种故障。例如,由于粗暴、倾斜或不到位插卡,非卡外物插入,以及灰尘、氧化、脱落物或油污导致接触不良等原因造成的故障;
2)由于集成电路芯片有一面在卡片表面裸露,容易造成芯片脱落、静电击穿、弯曲、 扭曲损坏等问题;
3)卡片触点上产生的静电可能会破坏卡中的数据;
4)存在因环境腐蚀及保管使用不当,而造成卡触点损坏使IC卡失效的问题;
5)由于插拔卡的速度较慢,完成一次操作需要的时间比较长,这就严重影响应用在需 要快速响应的场合,例如地铁、公交及高速公路的收费上。
三、非接触式IC
1 概述

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本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/0593ae44336c1eb91a375de3.html

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