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1、ICIC卡技术及应用卡技术及应用 2008年年9月月陈陈欢欢主讲主讲第一章 智能卡概论1.1智能卡基础知识智能卡基础知识1.2卡的分类卡的分类1.3智能卡的应用基础智能卡的应用基础1.4智能卡的国际标准智能卡的国际标准1.5IC卡应用的核心问题卡应用的核心问题1.6IC卡生命周期卡生命周期1.7电子标签电子标签第一章 智能卡概论 1.1智能卡基础知识智能卡基础知识IC卡卡IntegratedCircuitCardSmartCardIntelligentCardMicrocircuitCardMicrochipCard将集成电路芯片嵌入塑料基片将集成电路芯片嵌入塑料基片,封装成卡。封装成卡。1.
2、1.1智能卡的称呼智能卡的称呼return1.1.2IC卡发展史卡发展史19721972年年年年 RolandMerenoRolandMereno（法）提出（法）提出（法）提出（法）提出ICIC卡设想。卡设想。卡设想。卡设想。19761976年年年年BullBull公公公公司司司司（法法法法）研研研研制制制制第第第第一一一一张张张张ICIC卡卡卡卡，开开开开 始微电子技术与计算机结合的应用。始微电子技术与计算机结合的应用。始微电子技术与计算机结合的应用。始微电子技术与计算机结合的应用。19911991年年年年全球全球全球全球ICIC卡发行突破卡发行突破卡发行突破卡发行突破1 1亿张亿张亿张亿张
3、20032003年年年年全球全球全球全球ICIC卡发行将达卡发行将达卡发行将达卡发行将达6363亿张亿张亿张亿张19931993年年年年中国政府启动金卡工程中国政府启动金卡工程中国政府启动金卡工程中国政府启动金卡工程19981998年年年年中国发行中国发行中国发行中国发行ICIC卡超卡超卡超卡超800800万张万张万张万张20002000年年年年中国中国中国中国ICIC卡需求量达卡需求量达卡需求量达卡需求量达4 4亿张以上亿张以上亿张以上亿张以上20082008年年年年中国中国中国中国ICIC卡发行量达卡发行量达卡发行量达卡发行量达8 8亿张以上亿张以上亿张以上亿张以上 应应应应用用用用领领领
4、领域域域域：银银银银行行行行、交交交交通通通通、通通通通信信信信、卫卫卫卫生生生生、社社社社保保保保、公用事业公用事业公用事业公用事业 return按介质分按介质分纸卡纸卡磁卡磁卡ICIC卡卡光卡光卡 1.2卡的分类卡的分类return1存储器卡存储器卡卡中的集成电路为卡中的集成电路为EEPROM2.逻逻辑辑加加密密卡卡卡卡中中的的集集成成电电路路为为加加密密逻逻辑辑EEPROM3.CPU卡卡实质为单片机的嵌入式应用实质为单片机的嵌入式应用按芯片功能按芯片功能存储器卡：无加密、逻辑加密存储器卡：无加密、逻辑加密CPU卡：普通型、超级智能卡卡：普通型、超级智能卡1信信用用卡卡由由银银行行发发行行
5、和和管管理理，作作为为支支付付工工具，可透支。具，可透支。2.储储蓄蓄卡卡又又称称现现金金卡卡，作作为为电电子子钱钱包包，不不能透支。能透支。3.非金融卡非金融卡用于各种事物管理等。用于各种事物管理等。按用途分按用途分金融卡金融卡非金融卡非金融卡信用卡信用卡储蓄卡储蓄卡身份证身份证社保卡社保卡交通卡等交通卡等1接接触触式式IC卡卡IC芯芯片片上上有有8个个触触点点与与外外界界相连。相连。2.非非接接触触式式IC卡卡没没有有引引出出触触点点，带带有有射射频频收发电路。收发电路。按读写方式按读写方式接触式接触式IC卡：串行通讯和并行通讯卡：串行通讯和并行通讯非接触式非接触式IC卡卡磁磁卡卡是是一一
6、种种识识别别卡卡，卡卡上上载载有有进进行行预预期期应应用用所所要要求求输输入入的的数数据据。使使用用时时必必须须提提供供持卡人的个人识别码持卡人的个人识别码PIN。（PersonalIdentificationNumber）磁卡应符合磁卡应符合ISO7810-1987ISO7812-1987ISO7813-1987ISO4909-1987 1.2.1磁卡磁卡1.2.2接触式接触式IC卡卡1.存储卡存储卡（1）存储器卡的逻辑结构）存储器卡的逻辑结构l卡内嵌入的芯片多为通用卡内嵌入的芯片多为通用EEPROM(或或FlashMemory)。l无安全控制逻辑，可对片内信息不受限制地任意存无安全控制逻辑
7、，可对片内信息不受限制地任意存取。取。l卡片制造中也很少采取安全保护措施。卡片制造中也很少采取安全保护措施。l不完全符合或支持不完全符合或支持ISO/IEC7816国际协议，而多采国际协议，而多采用用2线串行通信协议线串行通信协议(I2C总线协议总线协议)或或3线串行通信线串行通信协议协议(SPI协议协议)。（2）存储器卡的特点）存储器卡的特点存储器卡功能简单，没有存储器卡功能简单，没有(或很少有或很少有)安全保安全保护逻辑，但价格低廉、开发使用简便、存储容量护逻辑，但价格低廉、开发使用简便、存储容量增长迅猛，因此多用于某些简单的、内部信息无增长迅猛，因此多用于某些简单的、内部信息无需保密或不
8、允许加密需保密或不允许加密(如急救卡如急救卡)的场合。的场合。（3）存储器卡的主要应用场合）存储器卡的主要应用场合 存储器卡的代表产品为美国Atmel公司的EEPROM 卡AT24系列2线串行芯片和AT93系列3线串行系列，Flash Memory卡AT45D系列(28 Mb，SPI协议)。（4）存储器卡的代表产品）存储器卡的代表产品2.逻辑加密卡逻辑加密卡（1）逻辑加密卡的逻辑结构）逻辑加密卡的逻辑结构l具有安全控制逻辑，安全性能较好。具有安全控制逻辑，安全性能较好。l同时采用同时采用ROM、PROM、EEPROM等存储技术。等存储技术。l从芯片制造到交货，均采取较好的安全保护措施，从芯片制
9、造到交货，均采取较好的安全保护措施，如运输密码如运输密码TC(TransportCode)的取用。的取用。l支持支持ISO/IEC7816国际标准。国际标准。l一般均为专门为一般均为专门为IC卡设计的芯片。卡设计的芯片。l为提高安全性，逻辑加密卡的存储空间被分为多个为提高安全性，逻辑加密卡的存储空间被分为多个不同的功能区。不同的功能区。（2）逻辑加密卡的特点）逻辑加密卡的特点由于具有一定的保密功能，且价格较由于具有一定的保密功能，且价格较CPU卡低，因此在需卡低，因此在需要保密但对安全性要求不是太高的场合，逻辑加密卡得以大量要保密但对安全性要求不是太高的场合，逻辑加密卡得以大量应用，如电话卡、
10、网吧上网卡、停车卡等小额消费场合，已成应用，如电话卡、网吧上网卡、停车卡等小额消费场合，已成为目前为目前IC卡在非金融领域的最主要的应用形式。卡在非金融领域的最主要的应用形式。(1)安全数据存储、传输和处理：面向字节操作的逻辑加密安全数据存储、传输和处理：面向字节操作的逻辑加密卡，如卡，如Atmel的的AT88SC200、Philips的的PC2032/2042、Siemens的的SLE4418/4428/4432/4442等，应用于保险卡、加油卡、驾驶等，应用于保险卡、加油卡、驾驶卡、借书卡等。卡、借书卡等。（3）逻辑加密卡的应用场合与代表产品）逻辑加密卡的应用场合与代表产品(2)相关数据记
11、录、存储、处理，包括：相关数据记录、存储、处理，包括：一次性使用的不可重置式，如一次性使用的不可重置式，如Siemens的的SLE4406/4436、Atmel的的AT88SC06、Gemplus的的GPM276/103。可重置式，如可重置式，如Siemens的的SLE4404(64次次)、Atmel的的AT88SC101/102(128次次)，应用于，应用于IC卡电话、小额电子钱包。卡电话、小额电子钱包。3.CPU卡卡8 8 8 8位单片机位单片机位单片机位单片机片上操作系统片上操作系统片上操作系统片上操作系统COSCOSCOSCOS存在存在存在存在ROMROMROMROM内。内。内。内。R
12、AMRAMRAMRAM存放中间处理结果与作为中间缓存器。存放中间处理结果与作为中间缓存器。存放中间处理结果与作为中间缓存器。存放中间处理结果与作为中间缓存器。E E E E2 2 2 2PRONPRONPRONPRON供用户访问的存储区：信息、密码、密钥、供用户访问的存储区：信息、密码、密钥、供用户访问的存储区：信息、密码、密钥、供用户访问的存储区：信息、密码、密钥、应用文件。应用文件。应用文件。应用文件。1.2.3非接触式非接触式IC卡卡CICCContactlessIntegratedCircuitCardCICCContactlessIntegratedCircuitCard无触点无触点
13、无触点无触点集成电路卡集成电路卡集成电路卡集成电路卡RFCRadioFrequencyCardRFCRadioFrequencyCard射频卡射频卡射频卡射频卡操作快捷、便利操作快捷、便利操作快捷、便利操作快捷、便利可靠、长寿可靠、长寿可靠、长寿可靠、长寿安全安全安全安全抗干扰能力强抗干扰能力强抗干扰能力强抗干扰能力强一卡多用一卡多用一卡多用一卡多用1.CICC的分类的分类按卡内集成电路分按卡内集成电路分按频率分：低频按频率分：低频125kHz13.56MHz高频高频915MHz2.45GHz5.8GHz按工作距离分：近距卡、远距卡按工作距离分：近距卡、远距卡技术标准：技术标准：ISO/IEC
14、14443TYPEAMIFARE标准卡标准卡ISO/IEC14443TYPEB标准卡标准卡2.典型非接触式典型非接触式IC卡的系统框图卡的系统框图1.2.4组合卡组合卡复合卡复合卡组合卡组合卡1.2.5光卡光卡存储容量大存储容量大 字节字节 （400400万文字或万文字或几十张彩照）几十张彩照）性价比高性价比高可靠、耐用可靠、耐用安全性高安全性高1.2.6TM卡卡TMTouchMemory接触式存储器接触式存储器iButtonIdentificationButton识别纽扣识别纽扣电子标签卡电子标签卡return1.3.1IC卡提供的信息卡提供的信息 1.3智能卡的应用基础智能卡的应用基础1、
15、印在卡上的可供人阅读的信息、印在卡上的可供人阅读的信息用来标识发行人的标志、使用期限、客户姓名、用来标识发行人的标志、使用期限、客户姓名、帐号和签名等，是作为交易支付的基础。帐号和签名等，是作为交易支付的基础。2、机器可读数据、机器可读数据卡上凸出字符用于压印帐单，提供凭证、帐目。卡上凸出字符用于压印帐单，提供凭证、帐目。3、提供机器可读的授权信息和数据收集系统的标识、提供机器可读的授权信息和数据收集系统的标识符。符。return1.3.2IC卡存储区的分配和功能简介卡存储区的分配和功能简介1、公开的（不保密的存储区）、公开的（不保密的存储区）内含公用信息，如发行标识符、持卡人帐号等。内含公用
16、信息，如发行标识符、持卡人帐号等。2、外部不可读的存储区、外部不可读的存储区仅供内部使用，如仅供内部使用，如PIN值、密钥。不允许将值、密钥。不允许将PIN值向外界传值向外界传送。送。3、保密存储区、保密存储区含帐面余额、卡使用的服务类型及限额。含帐面余额、卡使用的服务类型及限额。允许读取数据进行交易，并修改（如余额等）允许读取数据进行交易，并修改（如余额等）4、记录区、记录区内含交易细节，称为日志，可供查询。内含交易细节，称为日志，可供查询。一般分四个存储区一般分四个存储区1.3.3IC卡应用系统的基本构成卡应用系统的基本构成1.3.4应用系统结构应用系统结构 Interfacedevice
17、读写设备读写设备/读写器读写器1.3.5IC卡的接口设备卡的接口设备l配配合合IC卡卡工工作作的的接接口口设设备备IFD(Interfacedevice)，或称为读写设备，或称为读写设备/读写器。读写器。lIFD可可以以是是一一个个由由微微处处理理器器、键键盘盘、显显示示器器与与I/O接接口口组组成成的的独独立立设设备备，该该设设备备通通过过IC卡卡上上的的8个个触触点点向向IC卡卡提提供供电电源源并并与与IC卡相互交换信息。卡相互交换信息。return1.4智能卡的国际标准智能卡的国际标准标准是标准是IC卡设计制造与应用的支撑点，符合卡设计制造与应用的支撑点，符合标准是标准是IC卡生存的条件
18、。卡生存的条件。按按IC卡数据传送方式分接触式卡数据传送方式分接触式IC卡和非接触卡和非接触式式IC卡，故标准不同。卡，故标准不同。1、接触式、接触式IC卡的国际标准卡的国际标准ISO/IEC7816国际标准。第国际标准。第3、4章讨论。章讨论。2、非接触式、非接触式IC卡的国际标准卡的国际标准ISO/IEC10536、14433和和15693国际标准。第国际标准。第5章章讨论。讨论。returnICIC卡内芯片功能。卡内芯片功能。ICIC卡芯片内数据的读写。卡芯片内数据的读写。ICIC卡的读卡器。卡的读卡器。ICIC卡片上数据的安全。卡片上数据的安全。ICIC卡应用系统网络与数据的可靠性与安
19、全性。卡应用系统网络与数据的可靠性与安全性。ICIC卡的标准。卡的标准。1.5IC卡应用的核心问题卡应用的核心问题return 制造制造发行发行应用应用回收回收1.6IC卡生命周期卡生命周期return制造：芯片与卡的制造制造：芯片与卡的制造发行：具有应用功能的卡的发行。发行：具有应用功能的卡的发行。应用：持卡人在特定部门管理下的使用。应用：持卡人在特定部门管理下的使用。回收：回收处理损坏卡、失效卡。回收：回收处理损坏卡、失效卡。return1.7电子标签电子标签2004年年10月，科技部会同月，科技部会同14个部委启动个部委启动中国射频识别（中国射频识别（RFID）技术政策白皮）技术政策白皮
20、书编写工作，经过书编写工作，经过12稿最终完成了稿最终完成了白皮书编制。白皮书编制。2006年年6月月9日，中日，中国射频识别（国射频识别（RFID）技术政策白皮书）技术政策白皮书正式以国家技术产业政策的形式对外公正式以国家技术产业政策的形式对外公布。布。return作为国家作为国家RFID产业政策的权威中国射产业政策的权威中国射频识别（频识别（RFID）技术政策白皮书共分为）技术政策白皮书共分为五章，分别阐述五章，分别阐述RFID技术发展现状与趋技术发展现状与趋势、中国发展势、中国发展RFID技术战略、中国技术战略、中国RFID技术发展及优先技术发展及优先应用应用领域、推进产领域、推进产业化
21、战略和宏观环境建设，指明我国业化战略和宏观环境建设，指明我国RFID技术和产业总体发展目标、指导思技术和产业总体发展目标、指导思想和原则以及想和原则以及发展途径发展途径，指出我国，指出我国RFID产业实施进程分培育期、成长期和成熟产业实施进程分培育期、成长期和成熟期三个阶段进行。期三个阶段进行。RFID技术的应用可追溯到第二次世界大技术的应用可追溯到第二次世界大战中飞机的敌我目标识别，随着大规模战中飞机的敌我目标识别，随着大规模集成电路、网络通信、信息安全等技术集成电路、网络通信、信息安全等技术的发展，的发展，RFID技术进入商业化应用阶段。技术进入商业化应用阶段。由于由于RFID技术具有高速
22、移动物体识别、技术具有高速移动物体识别、多目标识别和非接触识别等特点，显示多目标识别和非接触识别等特点，显示出巨大的发展潜力与应用空间，被认为出巨大的发展潜力与应用空间，被认为是是21世纪的最有发展前途的信息技术之世纪的最有发展前途的信息技术之一。一。RFID技术涉及信息、制造、材料等诸多技术涉及信息、制造、材料等诸多高技术领域，涵盖无线通信、芯片设计高技术领域，涵盖无线通信、芯片设计与制造、天线设计与制造、标签封装、与制造、天线设计与制造、标签封装、系统集成、信息安全等技术。一些国家系统集成、信息安全等技术。一些国家和国际跨国公司都在加速推动和国际跨国公司都在加速推动RFID技术技术的研发和
23、应用进程。的研发和应用进程。RFID标签的分类标签的分类按照能量供给方式分按照能量供给方式分有源有源无源无源半有源半有源按照工作频率分按照工作频率分低频（低频（LF）高频（高频（HF）超高频（超高频（UHF）微波频段（微波频段（MW）目前国际上目前国际上RFID应用以应用以LF和和HF标签标签产品为主；产品为主；UHF标签开始规模生产，由于标签开始规模生产，由于其具有可远距离识别和低成本的优势，有其具有可远距离识别和低成本的优势，有望在未来五年内成为主流；望在未来五年内成为主流；MW标签在部标签在部分国家已经得到应用。中国已掌握分国家已经得到应用。中国已掌握HF芯芯片的设计技术，并且成功地实现
24、了产业化，片的设计技术，并且成功地实现了产业化，同时同时UHF芯片也已经完成开发。芯片也已经完成开发。RFID读写器产品类型较多，部分先进产读写器产品类型较多，部分先进产品可以实现多协议兼容。中国已经推出品可以实现多协议兼容。中国已经推出了系列了系列RFID读写器产品，小功率读写模读写器产品，小功率读写模块已达到国外同类水平，大功率读写模块已达到国外同类水平，大功率读写模块和读写器片上系统块和读写器片上系统(SoC）尚处于研发）尚处于研发阶段。阶段。形形色色的电子标签形形色色的电子标签形形形形色色色色的的电电子子标标签签IC卡应用系统卡应用系统陆永宁陆永宁东南大学出版社东南大学出版社智能卡应用系统智能卡应用系统黄淼云黄淼云清华大学出版社清华大学出版社IC卡的技术与应用卡的技术与应用王卓人王卓人电子工业出版社电子工业出版社金卡工程杂志金卡工程杂志智能卡网站智能卡网站参考资料参考资料return思考与练习思考与练习1.IC卡的分类卡的分类2.什么是什么是I2C总线协议？总线协议？3.IC卡应用系统的基本构成是什么？卡应用系统的基本构成是什么？4.IC卡的国际标准有哪些？卡的国际标准有哪些？5.IC卡应用的核心问题是什么？卡应用的核心问题是什么？6.接触式接触式IC卡的三种类别，分别画出其卡的三种类别，分别画出其结构示意图。结构示意图。