射频接触式/非接触式芯片卡知识

文章出处：http://www.nexussmartsolutions.com 作者： 人气： 发表时间：2012年02月26日

    第一节 射频卡

    射频卡，学名叫“非接触式卡”。虽然有的人把射频卡叫IC卡，但因为接触式IC卡也叫IC卡，同时射频IC卡一般指指高频卡，而ID卡习惯叫低频卡，所以还是把非接触式的芯片卡叫为射频卡或非接触式卡来得直接一些。

    射频卡按载波频率分为低频射频卡、高频射频卡、超高频射频卡和微波射频卡。低频射频卡的频率为125~134KHz〔单位：千赫〕 ，也称低频率(LF)，如EM4100型号的ID卡、T5557卡； 高频射频卡的频率为13.56MHz〔单位：兆赫〕，也称高频率(HF)，如MF1卡、I-CODE-Ⅱ卡； 超高频射频卡的频率为433~869~915MHz〔单位：兆赫〕，也称超高频的频率(超高频)，如UCODE卡；微波卡的频率为2.45~5.8GHz 〔单位：吉赫或千兆赫兹〕，也称微波(uW)，如EM4122中的一种微波卡。

    现在市面上最常见的射频卡主要是MF1卡与ID卡，很多人把这两类卡俗称为高频卡与低频卡。我们主要针对这两类卡做一些讲解。

    一、MF1卡

    MF1卡主要是两种，一种是S50，10万次的擦写次数，数据可保存10年，16个扇区，1K byte（字节）的存储容量，即8Kbit（位）的存储容量；另一种是S70， 10万次的擦写次数，数据可保存10年，40个扇区，4K byte（字节）的存储容量，即32Kbit（位）的存储容量。但主要以S50卡居多，主要用做一卡通方面（因为扇区多，每个扇区均可至少开发出一种功能），比如一张卡同时可用考勤、消费、门禁、停车等功能。

    S70卡和S50卡在协议和命令上是完全兼容的，唯一不同的就是两种卡的容量，S70卡一共有40个扇区，前面32个扇区（0～31）和S50卡一模一样。后面8个扇区（32～39）， 每个扇区都是16个块，同样每个块16个字节，并且同样是最后一块是该扇区的密码控制块。

    MF1卡：因为以荷兰飞利浦公司生产的MIFARE ONE PHILIPS IC S50已经成为一种类似行业性的标准，所以市面上常把MF1 PHILIPS IC S50卡片称为MF1原装卡片，而把兼容MF1 S50这款芯片的卡片叫做MF1 兼容卡，如利用上海复旦公司的FM11RF08芯片生产的卡片，还有利用上海华虹公司、上海贝岭公司、杭州士兰微、德国西门子（现改名为英飞凌）、美国ISSI公司等的兼容S50芯片生产的卡片。以上兼容芯片有的是“完全”兼容S50的，有的是部分兼容的（比如说机具匹配电容等要做部分修改）。

    二、ID卡

    对于市面上的ID卡，许多人称为EM卡。由于瑞士EM公司的卡用芯片以低频为主，并且其低频ID芯片性能非常有优势，也已经成为一种类似行业性的标准，这样大家造成了那种“EM卡就是ID卡、ID卡就是EM卡”的错误观念。

    实际上，大陆流行的ID卡用芯片主要是台湾生产的兼容EM4100的ID芯片，比如4001、8803、8805等，占90％以上的市场。一个主要原因是，它们便宜，而EM4100芯片相对贵多了，而一般使用场合的性能悬殊并不大。

    还有一种常见错误观点：ID卡只是一种内含物理序列号的只读卡。实际上，ID卡也有可读可写的有一定存储空间的卡，如EM4150。只是可读写的ID卡用量不大，所以大家就习惯了这种叫法。
ID卡因相对价格便宜，一般做为单一功能使用居多，如作为停车或门禁或考勤或消费等。

    三、Type类型的卡

    目前生产RFID产品的很多公司都采用自己的标准，国际上还没有统一的标准。目前，可供射频卡使用的几种标准有ISO10536、ISO14443、ISO15693和ISO18OOO。应用最多的是ISO14443和ISO15693，这两个标准都由物理特性、射频功率和信号接口、初始化和反碰撞以及传输协议四部分组成，都有相应的标准内容。I-CODE-Ⅱ卡就是采用ISO15693协议的，不过现在市面上使用最广泛的还是采用ISO14443协议的卡片。

    采用ISO14443协议的射频卡，常分为Type A卡、Type B卡、Type C卡、Type D卡、Type E卡、Type F卡、Type G卡。

    Type A卡：代表Type A非接触智能卡芯片主要有：Mifare Light、MIFARE1、Mifare2 (即：Mifare Pro)等。在亚洲等地区，Type A技术和产品占据了很大的市场份额。Type A技术设计简单扼要，应用项目的开发周期可以很短，同时又能起到足够的保密作用，可以适用于非常多的应用场合。

    Type B卡：二代居民身份证就是Type B卡。法国英赛德公司（INSIDE公司）的micropass D8-CEPAS、美国意法半导体公司（ST公司）的SR176、美国爱特梅尔公司（ATMEL公司）的AT88RF020 也是Type B卡。Type B是一个开放式的非接触式智能卡标准，所有的读写操作可以由具体的应用系统开发者定义，每个厂家在具体设计、生产其本身的智能卡产品时，将会把其本身的一些保密特性融入其产品中，例如加密的算法、认证的方式等等。

    Type C卡：Type C由日本索尼公司研制。其Feilica八达通卡及深圳通卡成功地应用于香港的地铁运营系统与深圳公交地铁运营系统。该非接触智能卡有一个非常重要的特性，即数据写操作挫败时的数据优恢复功能。

    Type F卡：以前国内流行的LEGIC卡（瑞士LEGIC公司）是Type F卡。其最大的特点是保密性非常强大。

    Type D卡、Type E卡、Type G卡：因在国内运用较少，就不多做讲述。

    采用ISO15693协议的射频卡有美国德州仪器公司（TI公司）的Tag-it、德国英飞凌公司(infineon公司)的My-D、瑞士EM公司的EM4135、荷兰飞利浦公司(Philips公司)的I-CODE 2等。

    四、对芯片厂家的误解

    有些人对芯片厂家也有些误解，这里不举例了，只做些澄清。

    一家芯片公司并不一定只生产一种频率的射频卡用芯片。比如，瑞士EM公司除了EM4100/EM4102等低频卡用芯片以外，也生产EM4034/EM4035/EM4135等高频卡用芯片。美国TI公司（德州仪器）也是一样，有低频芯片R4FF（也称只读型芯片0034）与W4FF（也称读写型0036），也有高频芯片R1-112B（ISO15693协议）。

    同样，一家芯片公司并不一定只生产射频卡芯片，也生产接触式卡芯片。比如，复旦公司既生产FM4442、FM4428等接触式芯片，也生产FM11RF08射频卡用芯片。美国ISSI公司既生产IS23SC4442、IS24C01等接触式芯片，也生产IS23SC4439等射频卡用芯片。

    当然，很多芯片公司除了开发生产卡用芯片，还开发其它芯片如手机用芯片等。

    五、对芯片种类太多感到茫然不解

    有许多卡业同行对射频芯片怎么这么多的种类感到茫然，为什么不能一两种射频芯片就解决呢？

    这涉及到许多方面的因素，现简单罗列几条理由：

    1、性价比。如果只要求达到一定的性能，价格相对便宜，这种芯片市场推广就强，如ID卡。或者，芯片厂家放开某些标准，有许多兼容芯片涌现，这种芯片推广力度也强，如MF1卡。针对这类芯片，相应的机具开发商与软件开发商做出的“二次”开发就多，又相应地扩大了这类芯片的市场。而有些性能较好的芯片，但价格较高，或者开放不够，相应的二次开发也不够，市场容量就相对小多了，国家强制推行的另当别论。

    2、每种芯片都有自己独特的技术优势（暂不论兼容芯片），但芯片公司许多技术机密是不完全开放的，这样许多芯片除了开发相应的卡用芯片外，还开发相应的读写机具用芯片以与卡用芯片配套。这就造成了每款卡用芯片必须配合相应的读写机具，或者每款读写机具芯片必须配合相应的卡用芯片才能发挥作用。

    3、每种频率的卡用芯片必须与相应频率的读写机具配合。低频卡用芯片配合相应的低频读写芯片，微波卡用芯片配合相应的微波读写机具，读写芯片、读写线圈、电容及电子元件也得相应的变动。

    六、射频卡注意事项

    1、首先要知道该射频卡用的大概芯片种类。是MF1卡，还是ID卡；是T5557卡，还是TI卡；等等。因为每一类芯片的使用完全不一样

    2、其次要了解该射频卡用的芯片具体型号。MF1卡还分S50卡与S70卡；ID卡还分只读卡与读写卡；TI卡低频卡还分只读低频卡与读写低频卡[举例]；等等。同样每一款具体芯片的价格差别也很大。

    3、另外，要知道该款芯片卡是原装卡还是兼容卡。比如MF1卡用芯片有原装飞利浦生产的S50芯片，也有华虹、复旦等公司生产的兼容芯片。原装芯片卡与兼容芯片卡差别还是比较大的

    4、印刷或生产中的特殊情况：射频卡打孔或烫金。因为射频卡中含有芯片或线圈，打孔可能会打到芯片或线圈或者影响磁场，烫金也会造成类似的效果。万一遇到这种情况，要注意芯片位与线圈位。射频卡打凸的情况很少见，原因与射频卡打孔或烫金的情况类似。与此相反，接触式IC卡打凸烫金的现象较普遍，只要不在芯片位上就相对影响较小，不过芯片位要与北面文字（尤其是箭头）或插卡方式对应。

    5、遇到打内码的情况。ID卡经常会遇到打内码（ID的物理内码，即ID的物理序列号），常见的是ABA（8H）格式、ABA（6H）格式、WG26格式。其中，要注意一点：目前，8803、8805芯片以大号码为主，ABA（8H）格式与ABA（6H）格式（8位，如果要10位前面加两个“0”）不同；4001芯片以小号码为主，ABA（8H）格式与ABA（6H）格式（8位，如果要10位前面加两个“0”）相同，但也有大号码。大小号码的界限是ABA（8H）格式为“0016777215”，即ABA（8H）格式小于“0016777215”的为小号码[此时ABA（8H）格式的数据与ABA（6H）格式的数据一样]，即ABA（8H）格式大于“0016777215”的为大号码[此时ABA（8H）格式的数据与ABA（6H）格式的数据完全不一样]。
    MF1卡也会遇到打内码的情况，尤其是公交卡。MF1卡打内码一般是打ABA的反码，有时也会遇到WG26的情况。
    MF1卡与ID卡的特殊内码（即自己定义的内码格式），就要编写特殊软件来进行。
    针对ID卡来说，还会遇到ID卡物理内码要求连号的特殊情况。ID卡物理内码连号，指这一段连码的ID物理号全部买断，当然允许其中断号。因为ID卡层压，废品率较高，可以有些ID芯片压坏了，其中的一引起ID物理号就断号。

    6、如果是ID卡，还涉及到厚度及相应价格。通常来说，MF1卡厚度在0.80mm，但实际上人像也许厚度一般在0.85～0.90mm，这与人像工艺有关。但对于ID厚度来说，按厚度来说一般分为厚卡（1.80mm）、中厚卡（也称为厚薄卡，1.05mm）与薄卡（0.80mm），厚度不同，价格不同，通常价格是按薄卡↘中厚卡↘厚卡而递减，因为这涉及到电容、芯片等相关的技术与成本问题。
一般自动发卡机（这里仅指拿卡取卡的那种机具）能过的射频卡厚度在0.78-0.95mm，尤其是停车场使用较多。当然自动发卡机可以调厚度，但客户不一定愿意调整自动发卡机。

    7、复合卡与高温卡：对于射频卡与接触式卡的简单组合或低频卡与高频卡的简单组合及射频卡与磁条卡的简单组合，有人称为双界面卡。但对于我们来说，只能说是复合卡，因为不共用芯片组或COS等，只是简单地组合在一起。比如说：MF1卡（或ID卡）与SLE4442卡的组合，即为射频卡与接触式卡的组合；ID卡与MF1卡的组合，即为低频卡与高频卡的组合；MF1卡（ID卡）与磁条卡（低抗磁条或高抗磁条）的组合，即为射频卡与磁条卡的组合。这些组合，各自的芯片或线圈或磁条基本上各自为政，只能算是复合卡，但价格比两种卡片价格之和都还要高，是一个利润点。
市面上所说的高温射频卡有两种，一种是利用耐高温ABS层压（印刷层）而成的所谓“高温卡”，中料依然是PVC料，成本稍微增加一点，但不多，这种最常见；另一种就是利用PET料（印刷层）层压而成的“高温卡”，中料也是PVC料，但PET料相对较贵，成本也增加很多，工艺也复杂不少，但纯粹的全是用PET料制成的射频卡很少见（技术与成本因素限制较大）。高温射频卡主要用在停车场及高速公路系统。

    另外，还有些人提出什么“防水卡”，只能说是额外加了一层层压膜的射频卡，仅此而已，这只是相对于压光卡而言（很多制卡厂家为了降低成本，印刷层与中料层合时均不加层压膜，时间长了，或水浸时间久了，印刷面会有一些磨损）。

    8、印刷工艺方面，与普通卡悬殊不大。卡片的表面内容一般以“4+1”情况最多，“4+1”指正面彩色背面单一颜色。

    9、表面是否加层压膜。加层压膜后的智能卡保存时间长，不会轻易磨坏印刷表层。不加层压膜（俗称“压光”）的智能卡，过个几年印刷表面会慢慢磨得有点模糊。接触式卡片表面一般加层压膜，射频人像卡表面一般加层压膜。其它情况，客户不特殊说明，射频卡表面一般不加层压膜。但工厂有特殊规定的按相应规则办理。保护膜不同于层压膜，保护膜只是为了保证客户投入使用前保持卡片表面光洁度或生产时保持卡片表面光洁度。层压膜是取不下来的，而保护膜是随时可以取下来的。

    10、是有芯片的白卡还是有印刷面的成品卡：白卡是白卡价。印刷成品卡一般是在白卡的价格上加上印刷费。

    11、数量多少：因为每一次印刷是有一定色差的。如果有样卡，会以样卡为主，印刷会尽量接近样卡的颜色。如果没有样卡，就是常规印刷。有些客户对颜色特别注意，有时有些印刷必须用特种印刷才能解决。

    12、货期多少天：白卡一般交货期不超过两天。但印刷卡，一般规定是10天左右交货。如果印刷卡要4-5天交货，就会收相应的加急费。特殊情况，如工厂货多，货期又会有相应变化。

    13、中途是否会改变印刷版面：印刷版面已经定好，下单印刷好后，中途因客户需求发生变化，要求改单，会收相应的改单成本。改单成本就是到改单时已发生的一切费用。若已做成成品卡，基本上成品卡的价钱就是改单的成本了。

    14、税与费哪方出：税是指税收，发票费用基本上都是客户承担，这也是法律上的规定，双方协商的另外再说。
快递费用，一般来说是客户出快递费，双方也可协商。快递方式有“到付”与“预付”两种情况：如果快递公司找客户收款再交货给客户，称为“到付”，但有的快递公司不接受“到付”的情况；如果智能卡公司先交款给快递公司（如智能卡公司自己应付或垫付这样的情况），快递公司不再找客户收款，就称为“预付”。
　
    第二节 接触式卡

    因为大家对接触式卡了解较多，这里不详细讲述，只是简单讲述五个方面日常生活上遇到的与接触式卡相关的问题。

    一、首先判别是什么接触式芯片

    利用专用接触式读写机具自动检查这张接触式卡是用的什么芯片。是SLE4442卡还是SLE4428卡，是AT88SC16还是AT88SC32卡，等等。

    因为纯凭外观有时很难判别是什么芯片，如AT88SC32与AT88SC64的外观就基本上一样。

    二、分清非加密卡与可加密卡

    非加密卡一般不用授权加密，除非系统商使用软件来判别数据修改后的卡片为授权卡（先修改某扇区某块段的哪块数据，再以密码与该数据来判别是否为授权卡）。

    如何接单数据卡与可加密卡，请参考“第一节 射频卡”----“七、射频卡交货后的一些注意事项”---“3、这款卡片是否授权（或者叫加密）”中的内容。

    非加密卡，有些人也称之为数据卡，如：AT24C01A、AT24C04、AT24C08、AT24C16、AT24C32、AT24C64、AT93C46、AT45D041等。其中，AT45D041为大容量存储卡，存储容量为4M位。

    可加密卡，可以修改芯片相应密码来取得新的密码，如AT88SSC102、AT88SC1608、SLE4404、SLE4406、SLE4442、SLE4428等。其中，SLE4442密码错误连续输错3次，卡会死锁，只能读数据不能写数据；SLE4428密码错误连续输错8次，卡会死锁，只能读数据不能写数据；SLE4404密码错误连续输错4次，卡会死锁，只能读数据不能写数据。

    三、原装卡与兼容卡

    现在很难区分原装卡与兼容卡。不过，一般来说，SLE4442卡原装芯片模块表面电路分布很美观，四周伸出8个角；ATMEL卡原装芯片模块表面有ATMEL标志。但是，实际上有的兼容芯片做的外观与原装芯片差不多。

    四、兼容芯片的种类

    SLE4442、SLE4428的兼容芯片主要有复旦公司生产的FM4442、FM4428，贝岭公司生产的BL7442、BL7428，ISSI公司生产的IS23SC4442、IS23SC4428。ATMEL系列的兼容芯片主要是ISSI公司生产的相关对应芯片，如IS23SC1604兼容AT88SC1604，IS24C04兼容AT24C04等。目前，市面上既生产兼容西门子接触式芯片又生产兼容爱特梅尔接触式芯片的芯片厂家主要是美国ISSI公司。

    五、加密卡破解

    4442卡、4428卡的密码已经可以被破解，但我们这里不评价。