摘要
本文从与磁卡和接触式IC卡的较量角度，，，重点先容了非接触式IC卡（又称射频卡）手艺，，，是近年来天下上生长起来的一项新手艺。。。。它乐成地将射频识别手艺、磁电手艺、盘算机手艺和IC卡手艺连系起来，，，解决了无源（卡中无电源）问题、由于机械接触，，，低功耗和免接触的问题战胜了接触式IC卡的保存，，，由于接触而容易造成磨损和种种故障。。。。别的，，，非接触式IC卡的防监控息争密性能也凌驾了一样平常IC卡。。。。无论是非接触式IC卡自己，，，照旧非接触式IC卡读写装备（无卡座、全密封），，，它们都是防水、防油、防污染、防腐、防扭曲和防静电（包括静电击穿和静电损坏卡中的数据），，，具有高清静性、高可靠性、高速率、高适用性等性能，，，是现代电子手艺领域的一大突破。。。。
IC(集成电路)卡于1974年在法国降生，，，其时有一张叫罗兰的卡片•莫雷诺(RolandMoreno)为了在便于携带和生涯的存储媒体上存储一些小我私家信息，，，工程师提出了在塑料基板上嵌入集成电路芯片形成存储卡的想法，，，并制作了天下上第一张IC卡。。。。然而，，，由于其时集成电路手艺水平有限，，，市场没有形成迫切需求，，，这一想法没有连忙实验。。。。厥后，，，随着集成电路手艺的生长，，，芯片的集成、容量和清静性大大提高，，，特殊是EEPROM手艺的成熟，，，使IC卡的生产和应用成为现实。。。。现在，，，以欧洲为中心的IC卡市场已生长成为全球市场。。。。
IC卡的类型
IC卡由一个或多个集成电路芯片组成，，，并包装成人携带的卡片。。。。凭证内部包装的芯片类型和功效，，，IC卡可分为存储卡(Memorycard)和智能卡(smartcard)，，，存储卡和智能卡的区别在于存储卡芯片中不含微处置惩罚器(cpu)，，，只有存储数据信息的功效。。。。存储卡分为非加密存储卡(一样平常存储卡)和加密存储卡(以下简称逻辑加密卡)。。。。加密卡拥有内部建设相互认证的清静�？？？？？？？�，，，是银行金融应用中清静与本钱的完善连系。。。。智能卡又称CPU卡、电脑卡、智能卡、智能卡，，，不但具有与存储卡相同的数据存储功效，，，还具有与微机相同的逻辑处置惩罚、逻辑判断I/0控制，，，指令执行功效。。。。智能卡既智能又便于携带，，，为现代信息处置惩罚带来了新的头脑和手段。。。。凭证使用要领和信息交流要领，，，IC卡可分为接触式IC卡和非接触式IC卡(射频卡)。。。。接触式IC卡通过物理接触将卡插入卡座，，，并与外界交流信息。。。。塑料卡外使用的集成电路芯片是一个带有电路腿的接触片，，，其中大部分是镀金的。。。。非接触式IC卡通过电磁波与外界交流信息。。。。所有带有射频收发和相关电路的芯片和环形天线都埋在塑料基板中。。。。读写时，，，读写装备向射频卡发送一组具有牢靠频率的电磁波。。。。与读写装备发射频率相同的LC串联谐振电路在电磁波的激励下爆发共振，，，使电容用具有电荷。。。。在电容器的另一端，，，有一个单向导通的电子泵。。。。将电容器中的电荷发送到另一个电容器中存储。。。。当累积电荷抵达2V时，，，该电容器可以作为电源为其他电路提供事情电压，，，从而发射卡内数据或吸收读写装备的数据。。。。
IC卡主要有四类：1)存储卡；；；；；；；2)加密存储卡；；；；；；；3)CPU卡;4)射频卡。。。。其读写属性、清静性、容量、本钱和使用利便性如表1所示。。。。
表1四类IC卡性能较量
特征 存储卡 加密存储卡 CPU卡 射频卡 读写属性 所有可读/写作 可控读/写 读/写 读/写 清静性 差 好 最好 最好 容量 1K-64K 1K-2K 2K-16K 2K-16K 开发本钱 低 较低 高 最高 装备本钱 低 低 较低 最高 卡本钱 低 较高 高 最高 使用利便性 一样平常 一样平常 一样平常 最好除上述四种卡外，，，尚有种种特殊卡，，，如付费卡等。。。。现在，，，光卡已经泛起，，，其优势已经引起了普遍的关注。。。。
二、接触式IC卡
现在市场上使用最多的是接触式IC卡，，，与磁卡相比:1)其先进的硅片生产工艺完全可以包管卡的抗磁性、抗静电性和抗种种射线能力。。。。并且由于硅片体积小，，，有环氧�；；；；；；；�，，，有PCB板和基板�；；；；；；；ぁ�。。。因此，，，抗机械和化学损伤的能力也很强；；；；；；；2）其容量远大于磁卡，，，可以抵达数千字节（现在已抵达2M位），，，EEPROM可以分区，，，可以有差别的会见级别，，，为差别的信息处置惩罚和一卡多用途提供了便当；；；；；；；3）其加密性远低于磁卡，，，首先反应在芯片的结构和读取要领上，，，由于容量大，，，可以随意选择存储器的读写区域，，，无邪性大。。。。纵然一样平常的非加密存储卡接纳特定的手艺，，，也具有很强的保密性。。。。关于加密存储卡，，，存储区域的会见由逻辑电路控制。。。。只有在检查每个密码准确后，，，才华举行读写操作。。。。并且密码检查次数有划定，，，凌驾限制次数，，，卡会被锁定；；；；；；；4)其相关装备的本钱也高于磁卡。。。。别的，，，还划定了密码检查次数。。。。若是次数凌驾限制，，，卡将被锁定；；；；；；；4）其相关装备的本钱也高于磁卡。。。。因此，，，市场上普遍使用的磁卡有被IC卡取代的趋势。。。。虽然接触式IC卡作为一种成熟的高科技产品，，，为人们的事情和生涯现代化增添了色泽，，，但也保存一些可靠性和操作速率慢的问题，，，如磁卡。。。。
1)IC卡芯片接触与读写装备插座之间保存频仍的机械接触，，，容易造成两者的磨损和接触读写造成的种种故障。。。。例如，，，由于粗糙、倾斜或插入不到位、插入非卡外物、灰尘、氧化、脱落或油污等缘故原由导致接触不良；；；；；；；
2)由于集成电路芯片一侧袒露在卡片外貌，，，容易导致芯片脱落、静电击穿、弯曲、扭曲损坏等问题；；；；；；；
3)卡触点爆发的静电可能会损坏卡中的数据；；；；；；；
4)保存因情形侵蚀和贮存使用不当导致卡触点损坏导致IC卡失效的问题；；；；；；；
5)由于插拔卡速率慢，，，需要很长时间才华完成一次操作，，，严重影响了地铁、公交、高速公路等需要快速响应的场合的应用。。。。
三、非接触式IC卡
1.概述
非接触式IC卡，，，又称射频卡，，，是近年来天下上生长起来的一项新手艺。。。。它乐成地将射频识别手艺与IC卡手艺相连系，，，解决了无源（卡中无电源）和无接触的问题，，，是电子装备领域的一大突破。。。。
该系统由控制器、读写器和IC卡组成。。。。凭证13.56MHz的事情频率，，，系统在读写器和IC卡之间双向传输数据。。。。读写器将发送的信号通过天线加载到频率为13.56MHz的载波信号上，，，进入读写器事情区域的IC卡吸收脉冲信号。。。。一方面，，，卡芯片中的射频接口�？？？？？？？榛竦玫缭吹缪埂⒏次恍藕藕褪敝有藕�；；；；；；；同时，，，卡芯片中的相关电路调解、解码息争密信号，，，然后判断下令请求、密码和权限，，，若是是读取下令，，，控制逻辑电路将从存储器中读取相关信息，，，加密、编码、调制后通过卡内天线发送给读写器，，，读写器将吸收到的信号解调、解码、解密后发送到后台盘算机。。。。为了修改信息的编写下令，，，由控制逻辑引起的内部电荷泵提高事情电压，，，提供擦写EEPROM所需的高压，，，以重写EEPROM中的内容。。。。为了修改信息的编写下令，，，由控制逻辑引起的内部电荷泵提高事情电压，，，提供擦拭EEPROM所需的高压，，，以重写EEPROM中的内容。。。。若是判断响应的密码和权限纷歧致，，，则返回过失信息与接触IC卡相比，，，非接触（感应）IC卡具有以下优点：
* 操作利便快捷。。。。由于使用非接触式无线通讯，，，读写器可以在感应规模内操作卡，，，阻止插拔卡，，，很是利便用户使用；；；；；；；别的，，，非接触卡在使用时既没有正面也没有负面，，，也没有偏向和角度限制。。。�？？？？？？？ㄆ梢运嬉馔ü列雌魍饷�，，，完成一次操作只需0.1秒，，，大大提高了每次使用的速率。。。。
* 高抗滋扰非接触IC卡具有快速的抗冲突机制，，，可以有用避免卡之间的数据滋扰。。。。当多张卡同时进入读写规模时，，，读写装备可以逐一处置惩罚。。。。这提高了应用程序的并行性，，，现实上提高了系统的事情速率。。。。
* 高可靠性非接触IC卡与读写器之间没有机械接触，，，从基础上消除了接触读写造成的种种故障；；；；；；；卡中的IC芯片和感应天线完全密封在标准PVC中，，，进一步提高了应用程序的可靠性和卡的使用寿命。。。。
* 高清静性非接触式卡的序列号是唯一的，，，制造商在产品出厂前固化在芯片中，，，不可更改；；；；；；；非接触式卡与读写器接纳双向互认验证机制，，，即读写器验证IC卡的正当性，，，IC卡也验证读写器的正当性；；；；；；；非接触式IC卡在数据交流前与读写器举行三次相互认证；；；；；；；所有数据在通讯历程中加密；；；；；；；别的，，，卡中的每个区域都有自己的操作密码和会见条件。。。。
* 适用于种种应用非接触式IC卡的存储结构特征，，，可用于差别场合或系统，，，如企业或机构内部员工“一卡通”，，，可用作考勤、食堂用餐、电话治理、停车场、门禁等；；；；；；；校园“一卡通”，，，可用作学生证、借书证、消耗卡、门禁“铜匙”此时，，，用户可以凭证差别的应用程序设置差别的密码和会见条件。。。。
* 顺应种种要求的非接触式IC卡系统可凭证差别的情形和应用工具实现差别的功效距离。。。。若是用于高速公路或一样平常蹊径和桥梁收费，，，可选择0.6的功效距离m—20m系统，，，如用于电子钱包或公交收费，，，可选择距离仅几厘米的系统。。。。系统设置相当无邪多样。。。。
2.LEGIC和MIFARE手艺
这两种手艺是天下上两种具有代表性的感应卡手艺。。。。LEGIC是瑞士KABA公司提供的感应式IC卡读写手艺，，，MIFARE是PHILIP公司提供的感应式IC卡读写手艺。。。。这两种手艺均接纳13.56MHZ的近距离非接触式IC卡通讯频率标准，，，读写速率与读写距离相同；；；；；；；在通讯清静方面，，，接纳切合IS09798国际标准的三次互感验证手艺，，，对卡和读写装备的正当性举行验证；；；；；；；DSA算法用于加密数据通讯中的通讯数据，，，以确�？？？？？？？ㄉ系氖莶槐徊环ㄐ薷摹�。。。但在清静性方面，，，LEGIC手艺由开发公司向用户允许，，，MIFARE手艺由用户自行肩负。。。。
* MIFARE接纳密码读写控制，，，即读写装备的监控程序需要掌握响应的系统密码，，，才华差别地操作IC卡中的数据(如读写、加值、扣值等)。。。。).其优弱点是显而易见的。。。。优点是可以为差别的数据和操作设置差别的密码，，，但清静性容易被破损，，，由于密码包括在软件中，，，容易导致系统密码泄露或破解。。。。与MIFARE差别，，，LEGIC接纳授权读写控制，，，即读写装备必需先获得“装备授权卡”授权后，，，您可以阅读写本系统的IC卡，，，卡的初始化必需经上级授权卡授权，，，只能在专用授权中使用在权力装备上举行。。。。因此，，，只要系统的各级授权卡、治理卡和特殊授权装备不被不法盗用，，，就不会破解密码。。。。
* MIFARE读写�？？？？？？？橛爰嗫嘏趟慊幽汕泻系テ獠孔芟弑曜嫉牟⑿斜曜�，，，读写历程可由监控程序逐步控制。。。。LEGIC�？？？？？？？橛爰嗫嘏趟慊型ㄑ�，，，读写历程由�？？？？？？？樽远瓿伞�。。。LEGIC比LEGIC更容易集成，，，而MIFARE可以提供更无邪的控制。。。。在抗滋扰性方面，，，平行总线接口的抗滋扰性较差，，，滋扰后不易验证。。。。串行接口的抗滋扰性相对较好，，，滋扰后的数据可以验证。。。。在此，，，特殊值得指出的是，，，由于MIFARE接纳外部总线接口，，，读写数据和系统密码都是通过总线传输的，，，这也埋下了系统清静的隐患。。。。
* 在防撞功效方面，，，MIFARE允许多卡同时进入读写规模，，，然后由读写装备逐一处置惩罚。。。。若是用于公交收费，，，这个功效的设置似乎可以在客流量大的时间加速读卡检票的速率，，，可是容易造成读卡漏读，，，司机或者监票员禁止易羁系，，，容易引起纠纷。。。。LEGIC接纳防碰撞模式，，，只能同时读写一张卡。。。。实践证实，，，该模式不但包管了卡读写的可靠性，，，并且不易造成杂乱，，，这种单卡操作模式完全知足了公交车运行的速率要求。。。。
* 在制卡方面，，，LEGIC手艺接纳平面天线手艺，，，制卡工艺简朴，，，易于定位，，，制品卡不怕弯曲，，，顺应性强，，，价钱低。。。。MIFARE手艺使用一束细铜线作为天线，，，制品卡太过弯曲，，，经常折叠会折断，，，使卡损坏，，，顺应性差。。。。生产历程重大，，，难以定位，，，价钱高。。。。
别的，，，LEGIC读写�？？？？？？？樾∮贛IFARE的读写�？？？？？？？�，，，LEGIC�？？？？？？？榻幽�+5V单电源，，，MIFARE�？？？？？？？榻幽�+5V和+12V双电源，，，因此LEGIC手艺比MIFARE手艺更有利于装备的小型化。。。。
四、一些非接触式IC卡的要害手艺
非接触式IC卡的事情特点反应了设计制造历程中保存的一些手艺难点，，，主要体现在芯片制造和卡片包装上。。。。
1.射频手艺
非接触式IC卡是当今天下先进射频手艺与IC卡手艺相连系的产品，，，主要需要解决射频卡的设计：
*无源设计需要读写器向射频卡发送一组牢靠频率的电磁波，，，通过卡内电路爆发芯片事情所需的直流电压；；；；；；；
*卡内需有专门设计的天线，，，并埋在卡内；；；；；；；
*必需包管优异的抗滋扰性能，，，并且必需配备“防冲突”电路。。。。
2.低功耗手艺
无论是有源照旧无源设计的非接触式IC卡，，，最基本的要求都需要降低功耗，，，以提高卡的使用寿命，，，扩大应用场合。。。�？？？？？？？梢运�，，，降低功耗同样主要，，，确保一定的距离。。。。因此，，，卡芯片一样平常接纳非�？？？？？？？量痰牡凸氖忠蘸拖喙厥忠�，，，如电路设计“休眠模式”设计制造手艺。。。。
3.封装手艺
由于非接触式IC卡需要埋设天线、芯片等特殊部件，，，需要特殊的包装手艺和专用装备，，，以确保芯片电路在高温高压历程中的尺寸、厚度、无邪性和清静性。。。。
4.清静手艺
除卡的通讯清静手艺外，，，还应从卡芯片的物理清静手艺和卡制造的清静手艺两个方面与前者形成强盛的清静系统。。。。
5.非接触式IC卡的类型
可以说，，，按卡内集成电路种类繁多，，，可分为：
*存储卡中的集成电路具有加密逻辑和电可擦除的可编程，，，只读存储器EEPROM。。。。
*CPU卡、卡中的芯片电路包括MPU(中央处置惩罚器)、EEPROM、RAM、ROM等，，，片内操作系统COS装置在ROM中，，，部分卡内芯片还集成了协处置惩罚器CAU，，，以提高清静性和事情速率。。。。
*低频卡、卡和读写器之间的通讯频段为低频段，，，如125KHZ。。。。
*高频卡、卡、读写器之间的通讯频段为高频段，，，如13.56MHZ、2.45GHZ等
凭证事情距离的差别可分为：
*卡卡和读写器之间的近距离和有用距离是几十厘米。。。。
*卡卡和读写器之间的有用距离是几米到几十米。。。。
凭证卡内芯片供电方法的差别，，，可分为：
*带电池的有源卡和卡。。。。
*无源卡和卡内无电池，，，读写装备在事情时无线供电。。。。
六、应用非接触式IC卡
正是由于非接触式IC卡的上述特点，，，它在某些领域具有无与伦比的优势。。。。普遍应用于电子钱包、铁路、地铁、公交、渡轮、高速公路、一样平常路桥、食堂食物销售、门禁系统、考勤系统、身份证等领域。。。。特殊是在地铁、公交、路桥、渡轮等收费应用中，，，近期将占整张卡应用的50%以上。。。。
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