IC卡技術講座之一：IC卡的種類和特性

文章出處：http://www.nyfzw.net 作者：   人氣： 發表時間：2011年09月15日

隨著我國市場經濟的發展和金融現代化，現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最晚，但卻是最有前途的一種，最終它將取代現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。由于其內部具有現代高科技產品－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網。比起磁卡等僅記錄少量數據的卡型，具有極大的靈活性和可靠性。而現金卡是持卡人以現金購買的電子貨幣。可以多次使用，自動計費。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、醫療卡等。在卡上金額少于一定限額時，要重新交費才可繼續使用。IC卡在此領域應用，主要是由于其優良的保密性，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、醫療證、住宿證等。由于IC卡可以記錄大量信息，并且可以分區存款，因此可以做到一卡多用，簡化驗證的手續。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器，在一定距離內即可收發讀寫器的信號，實現非接觸讀寫。這種IC卡常用于身份驗證，電子門禁等場合。卡上記錄信息簡單，讀寫要求不高，卡型變化也較大，可以作成徽章等形式。

    根據IC卡內部結構可以分為以下三類:
    1. 存儲卡: 這種IC 卡內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:存儲數據量大,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.卡上數據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,不需讀寫器聯網的特點,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據讀寫安全, 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. 四個數據存儲區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務操作,不會影響其它存儲區.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據.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,IC卡片內集成了中央處理器CPU, 程序存儲器ROM, 數據存儲器EEPROM 和RAM, 一般ROM 中還配有卡上操作系統軟件COS(Chip operating system).

IC卡上的微處理器可以執行COS監控程序,接收從讀寫器送來的命令和數據, 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過卡上COS,所以保密性更強.而且微處理器具有數據加工和處理的能力,可以對讀寫數據進行邏輯和算術運算,能力很強.這種IC卡存儲的數據對外相當于一個-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卡出現雖然僅短短幾年,就已經顯示出巨大的優點和廣泛的發展前景.隨著現代電子技術的飛速發展,隨著市場經濟發展對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,供用戶在開發和使用中參考。