IC卡基本知识培训.doc

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IC卡基本知识培训江苏恒宝

IC卡基本知识培训

江苏恒宝软件技术有限公司

二零零四年六月

目录

一、卡概述 3

1.1 磁条卡 3

1.2 凸字卡 3

1.3 条码卡 4

1.4 接触型IC卡 4

1.5 非接触型IC卡 5

1.6 双界面IC卡 6

1.7 混合卡 6

二、IC卡的基本概念与发展 6

2.1IC卡基本概念 6

2.2IC卡历史 7

2.3IC卡芯片主要生产厂商 7

2.3.1国际智能卡芯片主要生产厂商 7

2.3.2国内智能卡芯片主要生产厂商 7

三、IC卡分类 7

3.1根据卡中所镶嵌的集成电路不同分类 7

3.1.1存储器卡 7

3.1.2逻辑加密卡 9

3.1.3CPU卡 10

3.2根据卡上数据的读写方法不同分类 10

3.2.1接触型IC卡 10

3.2.2非接触型IC卡 11

3.2.3双界面IC卡 11

3.2.4混合卡 11

四、IC卡优缺点 11

4.1IC卡和其它卡的比较 11

4.2IC卡和磁卡比较 12

五、IC卡应用领域 12

六、IC卡应用现状与前景 12

6.1IC卡国际应用现状 12

6.2IC卡国内应用现状 12

6.3IC卡市场前景 13

七、当前研发中心的相关COS产品介绍 13

7.1已经拥有自主研发的COS产品 13

7.2上位机软件 13

7.3安全密钥管理体系 13

7.4CPU卡结构和COS 13

7.4.1CPU卡内部结构 14

7.4.2我公司税控卡片的芯片指标 15

7.4.3文件系统概述 15

附录1、IC卡基本技术术语 20

一、卡概述

目前，应用于信息处理的卡片主要分为非半导体卡和半导体卡两大类，非半导体卡主要有磁卡、激光卡、凸字卡，半导体卡主要是IC卡，分为有触点卡和无触点卡。

有触点卡分为存储IC卡、逻辑加密卡和带CPU的存储卡（智能卡CPU卡）。

无触点卡主要是射频卡。

1.1磁条卡

磁卡的结构主要由塑料卡片和贴在其上的磁条组成，磁条上有三条存储信息的磁道，ISO对此有明确的规范，从卡的尺寸，物理特性，凸印字符等到磁条的尺寸，位置，读写性能以及各磁道的数据格式等条码卡目前使用在金融等多种领域

优点：

成本低；

缺点：

存储容量低安全性低；

1.2凸字卡

使用：

银行——标识身份、有效期

1.3条码卡

特点：

成本低，易仿造，安全性低

使用：

商场、书店

1.4接触型IC卡

通过和读卡器触点直接接触获取电压进行通讯；

优点：

存储容量大、安全性高、读写终端设备造价便宜

缺点：

刷卡速度慢

1.5非接触型IC卡

非接触式IC卡又称射频卡，成功地解决了无源（卡中无电源）和免接触这一难题。

主要用于公交、轮渡、地铁的自动收费系统，也应用在门禁管理、身份证明和电子钱包。

优点：

1.可靠性高，无机械接触，从而避免了各种故障；

2.操作方便，快捷，使用时没有方向性，个方向操作；

3.安全和保密性能好，采用双向验证机制。

读写器验证IC卡的合法性，同时IC卡验证读写器的合法性。

每张卡均有唯一的序列号。

制造厂家在产品出厂前已将此序列号固化，不可再更改，因此可以说世界上没有两张相同的非接触IC卡；

4.可多卡操作，具有快速防冲突机制；

5.可以适合多种应用，它的存储结构特点使它一卡多用，用户可根据不同的应用设定不同的密码和访问条件。

缺点：

抗干扰能力差

1.6双界面IC卡

双界面CPU卡是基于单芯片的、集接触式与非接触式接口为一体的智能卡，这两种接口共享同一个微处理器、操作系统和EEPROM。

卡片包括一个微处理器芯片和一个与微处理器相连的天线线圈，由读写器产生的电磁场提供能量，通过射频方式实现能量供应和数据传输。

1.7混合卡

由两种以上不同类型的卡混合使用，支持多种读写终端，适合有多种要求的场合；这种类型的卡多为过渡型卡。

二、IC卡的基本概念与发展

2.1IC卡基本概念

IC卡（IntegratedCircuitCard）也就是集成电路卡，国际标准组织（ISO）对IC卡的简单定义如下：

一张镶嵌集成电路芯片的信用卡大小的塑胶卡片，并对于IC卡的物理和电器指标以及应用标准做出较详尽的规定（见ISO7816）。

2.2IC卡历史

1970年，法国人罗兰德·莫瑞诺（RolandMoreno）第一次提出IC卡概念，并申请了专利，他在专利申请书中，对这项发明作了如下阐述：

卡片上具有可进行自我保护的存储器。

1976年，法国BULL公司研制了世界第一张由双晶片组成的智能卡。

2.3IC卡芯片主要生产厂商

2.3.1国际智能卡芯片主要生产厂商

欧洲：

Philips、Siemens、SGS等；

美国：

TI、Catalyst、MOTOROLA、ATMEL等；

日本：

NEC、OKI、Toshiba、Hitachi等；

韩国：

SAMSUNG等；

2.3.2国内智能卡芯片主要生产厂商

上海：

华虹、华源、贝岭、复旦微电子等；

北京：

华大、大唐电信、清华微电子等。

三、IC卡分类

3.1根据卡中所镶嵌的集成电路不同分类

3.1.1存储器卡

存储器卡在技术上可以分成两类，分别是普通存储器卡和逻辑加密存储器卡。

作为普通存储器卡的卡芯芯片只含有数据存储器，通常简称为“存储卡”；适用于对安全性要求不高的系统。

例如ATMEL公司的AT45D041等

3.1.1.1AT45D041性能简介

•这种型号的IC卡是一种不具备加密功能大容量的存储卡，存储容量为528K字节（约4Mbit）。

，两个264字节的数据缓存区

•AT45D041的工作频率为10MHz（最大）；

•工作电压为5V±10％；

•工作电流读为25mA，写为50mA；

•数据保持100年；

•工作温度为0—70℃，根据要求可超过指定工作温度

3.1.1.2AT24C01A/02/04/08/16/64系列卡性能简介

·容量别为1k/2k/4k/8k/16k/64kbit

·循环擦写：

1,000,000次

·数据保存期：

100年

·温度范围：

-250C—700C

·结构单一，无分区，只有读、写操作

3.1.1.3SSF1101性能简介

SSF1101为4Mbit的串行闪速存储器（FlashMemory），串行口符合SPI协议。

芯片具有四根器件识别脚，因此在一个系统中可以扩展使用多达16片。

·SPI串行数据接口，符合SPI标准

·4MBit闪存存储器，512页面，每页面1024字节

·内置4位器件地址译码电路，可直接并联扩展存储容量，最多可连接16片芯片

·双1K字节的数据缓冲器，可在编程期间写入或读取数据,读取/写入地址自动递增

·高速页面编程，典型时间20ms

·高速页面到数据缓冲器传输，典型时间100us

·内置擦除/编程时序逻辑

·页面擦除典型时间10ms

·器件擦除典型时间2s

·硬件写保护

·最高10MHz时钟频率

·低功耗，单电源5V工作，有低电压2.7V～3.5V可选择

·约18uA典型休眠电流

·CMOS和TTL输入/输出电平兼容

·宽工作温度（商用）

·内置加电复位电路

在进行Buffer和主Flash之间的传送或比较时，可操作未用的Buffer和状态寄存器

3.1.2逻辑加密卡

逻辑加密存储器卡采用带有安全逻辑的芯片作为卡芯，可对数据存取用密码保护，通常简称为“加密卡”。

适用于对安全性有一定要求、单一应用的系统

如西门子公司的SLE4442、SLE4428等

应用：

目前国内加密卡的应用如电话卡、医疗保险卡、工商组织机构代码卡、报税卡、暂住证以及考勤卡、门控卡、售饭卡等企业内部管理卡。

3.1.2.1SLE4442卡

（1）简介

•256字节EEPROM组织方式

•32位保护存储器组成方式

•3字节用户密码，密码错误计数：

3次。

•温度范围：

0℃～70℃

•至少10万次擦写

•至少10年数据保存期

（2）保密特性：

1、写保护区（前32个字节）的每一字节可单独进行写保护，进行写保护后，内容不

可再更改（即固化数据）。

2、密码核对正确前，全部数据均可读，如果有需要，可对数据进行适当加密。

3、核对密码正确后可写入或修改。

4、三字节的用户密码，核对正确后本身可更改，有效至卡下电为止。

5、密码出错计数器，初始值为3，密码核对出错1次，便减1，若计数器值为0，则

卡自动锁死，数据只可读出，不可再进行更改也无法再进行密码核对；若不为零时，

有一次密码核对正确，可恢复到初始值。

6、字节地址21～26为用户代码，我公司可为大用户在此专设一个全球唯一代码，以

便用户统一发行使用（所有的卡出厂后不可再修改）。

7、字节地址0～5、6～7出厂前已由厂家写好，不可更改。

•

3.1.2.2SLE4428卡

（1）简介

•1024字节的EEPROM

•1024字节的写保护区（固化数据）

•2字节的密码，错误计数8次

•温度范围：

-35℃～80℃

•至少100,000次擦写循环

•至少10年数据保存期

（2）功能描述:

1、SLE4428容量为1Kbytes,地址空间由0～1023。

2、所有数据除密码外,在任意情况下均可被读出,密码在核对正确后可以被读出。

3、所有数据包括密码本身在核对正确密码后可以写入或更改。

4、所有数据都可以按字节进行写保护，写保护后数据固化，任何情况下不可更改。

5、有一个密码出错计数器。

地址是1021。

初始值为8,密码核对出错一次,便减1。

若计数器值为0,则整张卡的数据被锁死,只可读出,不可写入或更改且无法继续核对密码;若不为0,则只需有一次核对正确,计数器将恢复为初始值。

3.1.2.3AT88SC102卡简介

（1）、主要指标：

·两个512位存储区

·带加密逻辑1K位串行EEPROM

·采用低功耗CMOS工艺

·2字节密码，密码错误计数：

4次

·温度范围：

-25℃～70℃

·10万次擦写次数

·100年数据保存期

3.1.3CPU卡

CPU卡的集成电路芯片是一个MCU（微控制单元）。

在单元里有ROM（用于存储指令代码）、RAM（随机存储器）、EEPROM（作为用户数据存储）和CPU（中央处理器）。

对CPU卡内的信息流进行控制和处理则由CPU卡的操作系统COS来完成。

3.2根据卡上数据的读写方法不同分类

3.2.1接触型IC卡

通过和读卡器触点直接接触获取电压进行通讯

优点：

可靠性高

缺点：

刷卡速度慢

与机械接触，有磨损

u适合读写操作复杂的场合

3.2.2非接触型IC卡

通过RF收发电路进行通讯

优点：

可靠性高、加密性能好

应用范围广、操作方便

无磨损、寿命长

缺点：

抗干扰能力差

u适合刷卡速度快的场合

3.2.3双界面IC卡

优点：

拥有接触型IC卡和非接触型IC卡的优点

u适合各种场合

3.2.4混合卡

优点：

支持多种读写终端

u适合有多种要求的场合

以及一些过渡型产品

四、IC卡优缺点

4.1IC卡和其它