IC卡原理

　　導(dǎo)讀：IC卡在身份證，銀行的電子錢(qián)包，電信的手機(jī)SIM卡，公共交通的公交卡等在人們的日常生活中扮演這重要角色，但你懂它嗎?知道它是如何工作的嗎?今天我們一起了解IC卡的原理。

IC卡原理——介紹

　　IC卡也稱智能卡，是1970年由法國(guó)人Roland Moreno發(fā)明的, 有一次他將可編程設(shè)置的IC芯片放于卡片中，使卡片具有更便攜。國(guó)際上對(duì)它有多種叫法。英文名稱有“Smart Card”、“IC Card”等;在亞洲特別是香港、臺(tái)灣地區(qū)，多稱為“聰明卡”、“智慧卡”、“智能卡”等;在我國(guó)，一般簡(jiǎn)稱為“I卡”

　　IC卡的表面是一塊塑料或PVC材料，印有各種圖案、文字和號(hào)碼，稱為“卡基”;在“卡基”的固定位置上嵌裝一種特定的IC芯片就成為我們通常所說(shuō)的IC卡。根據(jù)嵌裝的芯片不同就產(chǎn)生了各種類(lèi)型的IC卡。

　　IC卡用在我們生活中的食、住、行等方方面面，使用越來(lái)越廣泛，并且有擴(kuò)大的趨勢(shì)，因此掌握該方面的知識(shí)很有必要。

IC卡原理——種類(lèi)

　　IC卡按界面可分為接觸式和非接觸式:

　　接觸式IC卡”

　　該類(lèi)卡是通過(guò)IC卡讀寫(xiě)設(shè)備的觸點(diǎn)與IC卡的觸點(diǎn)接觸后進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO7816對(duì)此類(lèi)卡的機(jī)械特性、電器特性等進(jìn)行了嚴(yán)格的規(guī)定。

　　非接觸式IC卡:

　　該類(lèi)卡與IC卡設(shè)備無(wú)電路接觸，而是通過(guò)非接觸式的讀寫(xiě)技術(shù)進(jìn)行讀寫(xiě)(例如光或無(wú)線技術(shù))。其內(nèi)嵌芯片除了CPU、邏輯單元、存儲(chǔ)單元外，增加了射頻收發(fā)電路。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO10536系列闡述了對(duì)非接觸式IC卡的規(guī)定。該類(lèi)卡一般用在使用頻繁、信息量相對(duì)較少、可靠性要求較高的場(chǎng)合。

　　按內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為以下三種：

　　存儲(chǔ)器卡：

　　其內(nèi)嵌芯片相當(dāng)于普通串行EEPROM存儲(chǔ)器，這類(lèi)卡信息存儲(chǔ)方便，使用簡(jiǎn)單，價(jià) 格便宜，很多場(chǎng)合可替代磁卡，但由于其本身不具備信息保密功能，因此，只能用于保密性要求不高的應(yīng)用場(chǎng)合。

　　邏輯加密卡:

　　加密存儲(chǔ)器卡內(nèi)嵌芯片在存儲(chǔ)區(qū)外增加了控制邏輯，在訪問(wèn)存儲(chǔ)區(qū)之前需要核對(duì)密碼，只有密碼正確，才能進(jìn)行存取操作，這類(lèi)信息保密性較好，使用與普通存儲(chǔ)器卡相類(lèi)似。

　　CPU卡:

　　CPU卡內(nèi)嵌芯片相當(dāng)于一個(gè)特殊類(lèi)型的單片機(jī)，內(nèi)部除了帶有控制器、存儲(chǔ)器、時(shí)序控制邏輯等外，還帶有算法單元和操作系統(tǒng)。由于CPU卡有存儲(chǔ)容量大、處理能力強(qiáng)、信息存儲(chǔ)安全等特性。廣泛用于信息安全性要求特別高的場(chǎng)合。

IC卡原理——原理

　　IC卡工作的基本原理是：射頻讀寫(xiě)器向IC卡發(fā)一組固定頻率的電磁波，卡片內(nèi)有一個(gè)LC串聯(lián)諧振電路，其頻率與讀寫(xiě)器發(fā)射的頻率相同，這樣在電磁波激勵(lì)下，LC諧振電路產(chǎn)生共振，從而使電容內(nèi)有了電荷;在這個(gè)電容的另一端，接有一個(gè)單向?qū)ǖ碾娮颖?，將電容?nèi)的電荷送到另一個(gè)電容內(nèi)存儲(chǔ)，當(dāng)所積累的電荷達(dá)到2V時(shí)，此電容可作為電源為其它電路提供工作電壓，將卡內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接受讀寫(xiě)器的數(shù)據(jù)。

　　EEPROM技術(shù)

　　電擦除式可編程是IC卡技術(shù)的核心。該技術(shù)使晶體管密度增大，改善了性能，增加了容量，達(dá)到在同樣面積上存儲(chǔ)更大數(shù)據(jù)量的目的。作為數(shù)據(jù)或程序的存儲(chǔ)空間，EEPROM的數(shù)據(jù)可以至少保持 10年的時(shí)間，擦寫(xiě)次數(shù)達(dá)10萬(wàn)次以上。EEPROM技術(shù)還提供了很大的靈活性，通過(guò)設(shè)置不可修改的標(biāo)志位，能夠?qū)EPROM單元轉(zhuǎn)變成可編程只讀存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器或不可讀的保密存儲(chǔ)單元。

　　加密技術(shù)

　　IC卡中的CPU卡采用特殊的加密技術(shù)，不僅可以驗(yàn)證信息的正確性，同時(shí)還能檢查通信雙方身份的合法性，從而保證信息傳送的安全性。這是通過(guò)IC卡中存儲(chǔ)的銀行密鑰與讀卡器兼黑盒子中存儲(chǔ)的銀行密鑰的相互校驗(yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，從而保證了持卡者本身和讀卡器雙方都具有合法身份。總之，采用先進(jìn)的加密技術(shù)后，不僅具有高度安全性、嚴(yán)謹(jǐn)性，還具有靈活便捷、成本低等優(yōu)勢(shì)。

　　RFID技術(shù)

　　射頻識(shí)別RFID(Radio Frequency Identification)技術(shù)是一種利用電磁波進(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)淖R(shí)別方法，被識(shí)別的物體本身應(yīng)具有電磁波的接收和發(fā)送裝置。RFID系統(tǒng)使用的通信頻段范圍為<135kHz或>300MHz～GHz級(jí)。

　　射頻識(shí)別IC卡是一種使用電磁波和非觸點(diǎn)來(lái)與終端通信的 IC卡。使用此卡時(shí)，不需要把卡片插入到特定讀寫(xiě)器插槽之中。一般來(lái)說(shuō)，通信距離在幾厘米至1米范圍內(nèi)。射頻識(shí)別卡使用得較多，而且發(fā)展?jié)摿^大。

IC卡原理——特點(diǎn)

　?、翊鎯?chǔ)容量大：其內(nèi)部有RAM、ROM、EEPROM等存儲(chǔ)器，容量可以到幾兆字節(jié)，可存儲(chǔ)文字、聲音、圖形、圖象等信息。

　?、蝮w積小，重量輕，抗干擾能力強(qiáng)，便于攜帶，易于使用。

　?、蟀踩愿撸篒C卡從硬件和軟件等幾個(gè)方面實(shí)施其安全策略，可以控制卡內(nèi)不同區(qū)域的存取特性。加密IC卡本身具有安全密碼，如果試圖非法對(duì)之進(jìn)行數(shù)據(jù)存取則卡片自毀，不可再進(jìn)行讀寫(xiě)。

　　Ⅳ對(duì)網(wǎng)絡(luò)要求不高：IC卡的安全可靠性使其在應(yīng)用環(huán)境中對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性、敏感性要求降低，有利于在`網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量不高的環(huán)境中應(yīng)用。

　　總結(jié)：IC卡有接觸類(lèi)和非接觸類(lèi)兩種，非接觸類(lèi)主要通過(guò)lc震蕩使得卡內(nèi)有工作電壓，將卡內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接受讀寫(xiě)器的數(shù)據(jù)。接觸類(lèi)則是直接讀寫(xiě)卡。

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