李俊華　劉　俊

摘要：通過介紹IC卡的分類和發(fā)展，結(jié)合不同階段的IC卡的特點，分析雙界面CPU卡的優(yōu)勢和市場可行性

關(guān)鍵詞：IC卡 雙界面 可行性

一、IC卡概述

IC卡是集成電路卡（Integrated Circuit Card）的簡稱，是鑲嵌集成電路芯片（該芯片可用于編程設(shè)計開發(fā)）的塑料卡片或者PVC卡片，其外形和尺寸都遵循國際標(biāo)準(zhǔn)（ISO）。芯片一般采用不易揮發(fā)性的存儲器（只讀存儲器ROM、隨機存儲存儲器EEPROM）、保護(hù)

非加密存儲器卡：即普通存儲器卡，通常簡稱為存儲卡?？▋?nèi)的集成電路芯片主要是EEPROM，具有數(shù)據(jù)存儲功能，不具有數(shù)據(jù)處理功能和硬件加密功能。

邏輯加密存儲器卡：通常簡稱為加密卡。在非加密存儲器卡的基礎(chǔ)上增加了安全加密邏輯電路，該加密邏輯電路通過校驗密碼方式來保護(hù)卡內(nèi)的數(shù)據(jù)對于外部訪問是否開放。

CPU卡：也稱智能卡，卡內(nèi)的集成電路中帶有微處理器MPU、存儲單元（包括隨機存儲器RAM、程序存儲器ROM/FLASH、隨機存儲存儲器RAM）以及芯片操作系統(tǒng)COS。裝有COS的CPU卡相當(dāng)于一臺微型計算機，不僅具有數(shù)據(jù)存儲功能，同時具有命令處理和數(shù)據(jù)安全保護(hù)等功能。

二、IC卡接觸方式

接觸式IC卡

接觸式IC卡首先它的安全性比磁卡高得多，它的數(shù)據(jù)經(jīng)過加密后不可復(fù)制，安全密碼核對錯誤有自毀功能，而磁卡佷容易被復(fù)制，數(shù)據(jù)也不安全。所以接觸式IC卡在我們的生活發(fā)揮了不可替代的作用。主要有以下幾點優(yōu)點：儲存容量大；重量輕、體積小，抗干擾能力強，便于攜帶、易于使用；安全性能高；網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性強。

但是從中也暴露出其不可避免的弱點：

因惡劣的使用環(huán)境造成接觸式智能卡與卡機實踐性的磨損，導(dǎo)致誤讀、錯讀率提高；由于接觸不良導(dǎo)致傳輸數(shù)據(jù)出錯；在單位時間內(nèi)使用接觸式智能卡頻率高的場所，由于插拔卡速度低，造成長時間等待。

2.2非接觸式IC卡

非接觸式智能卡又稱射頻卡，它將芯片和天線完全封裝在卡片內(nèi)部，此種卡的的表面沒有觸點，通過電磁感應(yīng)方式與讀寫器進(jìn)行通信。與接觸式智能卡相比較，非接觸式卡具有以下優(yōu)點：可靠性高；操作方便、快捷；加密性能好

2.3 雙界面CPU卡

“一卡多用”是IC卡應(yīng)用所追求的目標(biāo)，所以為發(fā)揮這2種卡各自的優(yōu)勢，既支持接觸式通訊、又支持非接觸式通訊的雙界面IC卡——接觸式智能卡與非接觸式智能卡接口功能于一個芯片的組合智能卡便成為當(dāng)前的熱點。

雙界面卡有以下三種：

1.接觸式智能卡系統(tǒng)與非接觸式智能卡系統(tǒng)僅僅是物理的組合到一張卡片中，兩個EEPROM，兩套系統(tǒng)互相獨立。

2.接觸式智能卡系統(tǒng)與非接觸式智能卡系統(tǒng)彼此操作獨立，但共享卡內(nèi)部分存儲空間。

3.接觸式智能卡系統(tǒng)與非接觸式智能卡系統(tǒng)完全融合，接觸式與非接觸式運行狀態(tài)相同，共用一個CPU管理。

三種雙界面IC卡中，只有最后一種雙界面IC卡才是真正意義上的非接觸式雙界面CPU卡。

三、雙界面CPU卡的技術(shù)難點

在實踐中發(fā)現(xiàn)雙界面CPU卡的設(shè)計和制作過程中存在一些技術(shù)難點。這些關(guān)鍵技術(shù)包括：

1.電力來源

雙界面IC卡是射頻技術(shù)和接觸卡技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。非接觸應(yīng)用時，由于卡的尺寸限制，使雙界面CPU卡的內(nèi)部不帶電池，需要由讀寫設(shè)備通過無線方式供電，經(jīng)過卡內(nèi)的穩(wěn)壓電路產(chǎn)生芯片工作所需的直流電壓；卡內(nèi)的天線也需要特殊設(shè)計。接觸式應(yīng)用時，要采用接觸式讀寫器端口提供的電源。

2.非接觸信號轉(zhuǎn)換

卡內(nèi)天線接收到射頻信號后，通過集成到微處理器中的OTI可編程天線接口，對射頻信號解碼，轉(zhuǎn)換成可以被微處理器識別的信號。天線接口再將處理器返回的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制后，把射頻信號傳遞給讀寫設(shè)備。

3.抗沖突（自動分辨功能）

在非接觸式應(yīng)用時，當(dāng)多張卡同時進(jìn)入操作區(qū)時，會出現(xiàn)誤讀現(xiàn)象。只能允許一張卡進(jìn)入或者休眠其它，并逐一喚醒處理。當(dāng)一張卡完成操作未離開操作區(qū)或另一張卡進(jìn)入時，都不會對已進(jìn)入操作區(qū)的其它卡有影響。

4.低功耗

卡內(nèi)芯片采用低壓低耗CMOS工藝技術(shù)和休眠模式等多種技術(shù)以降低功耗。

5.封裝

由于雙界面卡中需要封裝天線、芯片和片外電容等部件，為確保卡片的大小、厚度、柔韌性和可靠性，需要采用獨特的封裝技術(shù)。

6.安全

雙界面卡以芯片的物理安全技術(shù)、卡片制造的安全技術(shù)和卡的通信安全技術(shù)這三個方面共同形成卡的安全體系，保證卡片從生產(chǎn)到使用的安全。

四、雙界面CPU卡的現(xiàn)狀

目前使用最多的就是非接觸式邏輯加密卡與雙界面CPU卡。

在現(xiàn)階段，國內(nèi)IC卡應(yīng)用領(lǐng)域并沒有廣泛使用雙界面CPU卡，這主要由于以下幾個原因：

1.卡片造價高

單就卡片本身的成本來說，每張雙界面CPU卡的成本在50元以上，少量訂購一般在80元左右。

2.壞卡率高

雙界面CPU卡裸露的部分非常容易損壞，壞卡率遠(yuǎn)高于非接觸式邏輯加密卡。高壞卡率增加了卡片使用者的經(jīng)濟負(fù)擔(dān)。造成壞卡有多種原因，很難區(qū)分使用者、讀卡設(shè)備和卡片本身的責(zé)任，無形中增加了很多糾紛。3.供貨周期長

雙界面CPU卡的芯片全部在國外生產(chǎn)，封裝也大多數(shù)在國外，國內(nèi)只有少數(shù)幾家公司能夠封裝，但技術(shù)不過關(guān)造價很高，現(xiàn)在已經(jīng)基本不再自己封裝了（雖然對外還選稱能夠自己封裝）。國外生產(chǎn)的直接后果是供貨周期長，不能滿足用戶的緊急需要。

4.反應(yīng)時間長

雙界面CPU卡對供電的要求高，算法復(fù)雜，反應(yīng)時間長，在使用頻繁的場所，用戶會感覺不方便。

五、結(jié)論

基于雙界面CPU卡的現(xiàn)狀，以及學(xué)校復(fù)雜的環(huán)境，綜合平衡安全性和系統(tǒng)造價等因素，我們學(xué)校在校園一卡通系統(tǒng)中采用的是非接觸式邏輯加密卡。

在安全性方面，一卡通系統(tǒng)采用金融化的方式設(shè)計，有多種機制滿足整個系統(tǒng)的安全，不僅僅依靠卡片來提供安全性。

在卡片的造價和壞卡率上，非接觸式邏輯加密卡比雙界面CPU卡更具有優(yōu)勢，用戶在經(jīng)濟和心理上更容易接受。