IC卡技术讲座之一：IC卡的种类和特性

文章出处：http://www.nexussmartsolutions.com 作者：   人气： 发表时间：2011年09月15日

随着我国市场经济的发展和金融现代化，现金和各种证件正逐渐被各种卡片所取代。其中IC卡是卡片家庭中出现最晚，但却是最有前途的一种，最终它将取代现在广泛使用的光电卡、条码卡、磁卡的地位而成为主流。我们知道：IC卡又叫智能卡，它是将大规模集成电路（IC）封装在卡片中，卡片上印有说明文字和图像。由于其内部具有现代高科技产品－集成电路，因此，不但可以存储大量信息，具有极强的保密性能，并且抗干扰、无磨损、寿命长。因此在广泛的领域中得到应用。

    根据IC卡的应用领域，可以分为金融卡和非金融卡两大类。金融卡又可以分为信用卡和现金卡两种。金融卡是我国大力建设的金卡工程的主要媒体。其中，信用卡由银行发行和管理，持卡人必须在银行有帐号、有存款。持卡人可以用信用卡作为消费时的支付工具，可以使用存款，必要时也允许透支限额内的资金。由于IC卡上记录了持卡人主要信息，故不一定要求消费场所与银行联网。比起磁卡等仅记录少量数据的卡型，具有极大的灵活性和可靠性。而现金卡是持卡人以现金购买的电子货币。可以多次使用，自动计费。使用方便，但不允许透支。如水电费的交费卡、煤气费卡、就餐卡、医疗卡等。在卡上金额少于一定限额时，要重新交费才可继续使用。IC卡在此领域应用，主要是由于其优良的保密性，可以防止伪造和窃用。非金融卡主要是作为电子证件，用来记录持卡人的各方面信息，作为身份识别。如IC卡身份证、进门证、考勤卡、医疗证、住宿证等。由于IC卡可以记录大量信息，并且可以分区存款，因此可以做到一卡多用，简化验证的手续。从IC卡的读写方法上来分类：有接触型和非接触型两种。两种卡的集成电路均密封在塑料卡基片内部，可防水，防尘，防磁。但接触型IC卡的表面可以看到一个方型镀金接口，共有八个或六个镀金触点，用于与读写器接触，通过电流信号完成读写。持卡人刷卡时，须将IC卡手稿读写器，读写完毕，读写器可自动弹出，或由持卡人抽出卡片。因此这种IC卡刷卡慢，但可靠性高，多用于存储信息量大，读写操作复杂的场合。非接触型IC卡卡上设有射频信号接收器或红外线收发器，在一定距离内即可收发读写器的信号，实现非接触读写。这种IC卡常用于身份验证，电子门禁等场合。卡上记录信息简单，读写要求不高，卡型变化也较大，可以作成徽章等形式。

    根据IC卡内部结构可以分为以下三类:
    1. 存储卡: 这种IC 卡内封装的集成电路一般为电可擦除的可编程只读存储器EEPROM.这种器件的特点是:存储数据量大,容量为几KB到几十KB.信息可以长期保存,也可以在读写器中擦除和改写.读写速度快,操作简单.卡上数据的保护主要依赖于读写器中的软件口令以及向卡上加密写入信息,软件读出时破译.因此这种IC卡安全性稍差.但这种IC卡结构简单,使用方便,成本低,与磁卡相比又有存储容量大, 信息在卡上存储,不需读写器联网的特点,因此也得到广泛的应用. 主要用于安全性要求不高的场合,如电话卡,水电费卡,医疗卡等.

    2.逻辑加密卡:这种IC卡中除了封装了上述EEPROM存储器外,还专设有逻辑加密电路,提供了硬件加密手段.因此不但存储量大,而且安全性强,不但可保证卡上存储数据读写安全, 而且能进行用户身份的认证. 由于密码不是在读写器软件中而是存储于IC卡上,所以几乎没有破密的可能性.例如:美国ATMEL1604逻辑加密卡, 卡上设有三级保密功能.总密码用于身份的认证,非法用户三次密码核对错误即可使卡报废. 四个数据存储区可分别存储不同信息,又各和独立的读写密码.可以做到一卡多用, 在不同读写器件中核实相应密码进行某一业务操作,不会影响其它存储区.卡上信息不能随意改写,改写前需先擦除,而擦除需核对擦除需要核对擦除密码. 这样即使是持卡人自己也不能随意更改卡上数据.因此这种逻辑加密卡保密性极强,能自动识别读写器,持卡人和控制操作类型,常用于安全性要求高的场合.

    3.CPU卡:这是真正的卡上单片机系统,IC卡片内集成了中央处理器CPU, 程序存储器ROM, 数据存储器EEPROM 和RAM, 一般ROM 中还配有卡上操作系统软件COS(Chip operating system).

IC卡上的微处理器可以执行COS监控程序,接收从读写器送来的命令和数据, 分析命令后控制对存储器的访问.由于这种卡具有智能,读写器对卡的操作要经过卡上COS,所以保密性更强.而且微处理器具有数据加工和处理的能力,可以对读写数据进行逻辑和算术运算,能力很强.这种IC卡存储的数据对外相当于一个-黑盒子-, 保密性极强.目前IC卡上用的微处理器一般为8位CPU,存储容量几十KB上下. 此种智能卡常用于重要场合,作为证件和信用卡.

    本讲讨论了几种常见的IC卡的结构和特点.IC卡出现虽然仅短短几年,就已经显示出巨大的优点和广泛的发展前景.随着现代电子技术的飞速发展,随着市场经济发展对IC卡需求的扩大,IC卡的应用将会迅速普及.IC卡的结构性能也会不断改进, 而IC卡的开发与使用也会越来越方便.将大下一讲介绍一个典型的IC卡应用系统,供用户在开发和使用中参考。