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智能卡介绍
发布日期:2019-5-29 13:58:00


智能卡介绍
智能卡(Smart Card 或 IC Card),又称智慧卡、聪明卡、集成电路卡及IC卡,是指粘贴或嵌有集成电路芯片的一种便携式卡片塑料。卡片包含了微处理器、I/O接口及存储器,提供了数据的计算、访问控制及存储功能,卡片的大小、接点定义目前是由ISO规范统一,主要规范在 ISO7810 中。

 

智能卡也是内嵌有微芯片的塑料卡(通常是一张信用卡的大小)的通称。一些智能卡包含一个RFID芯片,所以它们不需要与读写器的任何物理接触就能够识别持卡人。智能卡配备有CPU和RAM,可自行处理数量较多的数据而不会干扰到主机CPU的工作。智能卡还可过滤错误的数据,以减轻主机CPU的负担。?#35270;?#20110;端口数目较多且通信速度需求较快的场合。卡内的集成电路包括中央处理器CPU、可编程只读存储器EEPROM、随机存储器RAM和固化在只读存储器ROM中的卡内操作系统COS(Chip Operating System)。卡中数据分为外部读取和内部处理部分。
智能卡发展历史
IC卡是集成电路卡(Integrated Circuit Card)的英文简称,在有些国家也称之为智能卡、智慧卡、微芯片卡?#21462;?#23558;一个专用的集成电路芯片镶嵌于符合 ISO7816 标准的PVC(或ABS等)塑料基片中,封装成外形与磁卡类?#39057;?#21345;片形式,即制成一张IC卡。当然也可以封装成纽扣、钥匙、饰物等特殊形状。

IC卡的最初设想是由日本人提出来的。1969年12月,日本的有村国孝(KunitakaArimura)提出一种制造安全可靠的信用卡方法,并于1970年获得专利,那时叫ID卡(Identification Card)。1974年,法国的罗兰·莫雷?#25285;≧olandMoreno)发明了带集成电路芯片的塑料卡片,并取得了专利权,这就是早期的IC卡。1976年法国布尔(Bull)公司研制出世界第一枚IC卡。1984年,法国的PTT(Posts,Telegraphs andTelephones)将IC卡用于电话卡,由于IC卡良好的安全性和可靠性,获得了意想不到的成功。随后,国际标准化组织(ISO,International Standardization Organization)与国际电工委员会(IEC,International Electrotechnical Commission)的联合?#38469;?#22996;员会为之制订了一系列的国际标准、规范,极大地推动了IC卡的?#33455;?#21644;发展。

IC卡?#29616;?#20197;往的识别卡,具有以下特点:一是可靠性高—— IC卡具有防磁、防静电、防机械损坏和防化学破坏等能力,信息可保存100年以上,读写次数在10万次以上,至少可用10年;二是安全性好;三是存储容量大;四是类型多。从全球范围看,现在IC卡的应用范围已不再局限于早期的通信领域,而广泛地应用于金融财务、社会保险、交通旅游、医疗卫生、政府行政、商品零售、休闲娱乐、学校管理及其它领域。

目前在中国,随着金卡工程建设的不断深入发展,IC卡已在众多领域获得广泛应用,并取得了初步的社会效益和经济效益。2000年,全国IC卡发行量约为2.3亿张,其中电信占据了大部分市场份额。公用电话IC卡1.2亿多张,移动电话SIM卡超过4200万张,其它各类IC卡约6000万张。2001年IC卡总出货量约3.8亿张,较上年增长26%;发行量约3.2亿张,较上年增长40%。从应用领域来看,公用电话IC卡发行超过1.7亿张,SIM卡发行5500万张,公交IC卡为320万张,社保领域发卡为1400万张,其它发卡为8000万张。

尽管IC卡的发行量保持了较高的增长率,但市场销售额在IT市场中的比重还很小。据CCID统计,2001年中国计算机市场销售额约2502亿元,而IC卡市场销售额不到21亿元。IC卡市场还构不成中国IT业的亮点,对IT市场的拉动作用并不明显。这一方面制约IT企业对IC卡?#38469;?#30340;?#24230;耄?#21478;一方面,也预示着中国IC卡市场的巨大发展?#21344;洹?#38543;着政府管理和支持力度的加大、?#38469;?#30740;发水平的提升,IC卡市场竞争格局将发生深刻的变化。由于高端芯片、核心模块、金融POS机、生产设备等?#36824;?#22806;企业所掌握,造成国外品牌对一些细分市场?#21335;嘍月?#26029;。随着政府智能卡项目的启动,移动通信市场的逐步开放,国内企业?#38469;?#23454;力和工艺流程的优化,使得国外品牌市场份额受?#33014;?#22823;程度?#21335;?#21046;,而国内品牌将会有快速的发展。一些从电信市场成长起来的国内IC卡企业,依?#34892;?#21402;的?#24335;?#21644;?#38469;?#23454;力,将在身份证、金融、社保、交通等领域继续拓展业务,直接参与国际化竞争。

2002年乃至今后5年,是中国IC卡应用向纵深发展的时期。中国IC卡市场格局必将由无序走向有序,市场竞争必将由有限走向无限,IC卡市场将逐步走向成熟,进入微利时代。在这?#20013;问?#19979;,单纯的发卡量和新产品的数量并不能衡量IC卡产业与市场的发展水平,市场发展的程度最终取决于IC卡的应用水平及其带来的社会效益。从可?#20013;?#21457;展的?#23884;?#35762;,加强行业规范,推动IC卡企业由产品和?#38469;?#22411;转向应用和服务型,将成为中国IC卡市场发展的重要趋势。

1970年,法国人罗兰德·莫瑞?#25285;≧oland Moreno)第一次将可进行编程设置的IC(IntegratedCircuit)芯片放于卡片中,使卡片具有更多的功能。当时,他对这项?#38469;?#30340;描述是?#21512;?#23884;有可进行自我保护存储器的卡片。这样就诞生了世界?#31995;?#19968;张IC卡

在此后的三十多年里,随着超大规模集成电路?#38469;酢?#35745;算机?#38469;?#20197;及信息安全?#38469;?#31561;的发展,IC卡种类更加丰富,?#38469;?#20063;更趋成熟,已在国内外得到了广泛的应用。

智能卡相关规范
IC卡是一种很规范的产品,不论其外形,还是其内部芯片的电气特性,甚至于其应用方法?#38469;?#19968;些较严格的协议控制。最基础最重要的一套规范是ISO/IEC 7816协议。这套协议不仅规定了IC卡的机械电气特性,而?#19968;?#35268;定了IC卡(特别是智能卡)的应用方法(包括COS中很多数据结构)。

除了7816协议之外,在各个可能应用IC卡的特定领域内还有一些更为具体的协议,?#28909;?#22312;中国,金融领域制定PBOC规范,交通管理体系,社会福利体系都有其特定的规范。这些协议规范都是建立在7816协议基础之上,且将7816协议加?#36291;?#20307;化形成的。

当然,7816协议并不是独立存在(定义)的,它里面有很多概念引自于其它一些相关的协议规范。?#28909;?#22312;7816协议中有一些数据的组织采用了“BER-TLV”,而有关“BER-TLV”这个概念?#21335;?#32454;表述则是在IEC 8825 ASN.1协议中给出。由此可见7816协议并非完全独出心裁,能够采用规范的概念的场合就不自作主张。这使得各?#20013;?#35758;规范形成一个严密的体系。

智能卡的操作系统
智能卡操作系统通常称为芯片操作系统COS。COS一般都有自己的安全体系,其安全性能通常是衡量COS的重要?#38469;?#25351;标。
COS功能包括:传输管理、文件管理、安全体系、命令解释。

智能卡分类
智能卡是IC卡(集成电路卡)的一种,按所嵌的芯片类型的不同,IC卡可分为三类:
1.存储器卡:卡内的集成电路是可用电擦除的可编程只读存储器EEPROM,它仅具数据存储功能,没有数据处理能力;存储卡本身无?#24067;用?#21151;能,只在文件上?#29992;埽?#24456;容易被破解。
2.逻辑?#29992;?#21345;:卡内的集成电路包括?#29992;?#36923;辑电路和可编程只读存储器EEPROM,?#29992;?#36923;辑电路可在一定程度上保护卡和卡中数据的安全,但只是低层次防护,无法防止恶意攻击。
3.智能卡(CPU卡)。

下面将从不同的?#23884;?#23545;IC卡进行详细分类和简单分析。
一、 根据镶嵌的芯片的不同划分为:
1.存储卡:卡内芯片为电可擦除可编程只读存储器EEPROM(Electrically Erasable ProgrammableRead-onlyMemory),以及地址译码电路和指令译码电路。为了能把它封装在0.76mm的塑料卡基中,特制成 0.3mm 的薄型结构。存储卡属于被动型卡,通常采用同步通信方式。这种卡片存储方便、使用简单、价格便宜,在很多场合可以替代磁卡。但该类IC卡不具备保密功能,因而一般用于存放不需要保密的信息。例如医疗上用的?#26412;?#21345;、餐饮业用的客户菜单卡。常见的存储卡有ATMEL公司的 AT24C16、AT24C64 ?#21462;?br /> 2.逻辑?#29992;?#21345;:该类卡片除?#21496;?#26377;存储卡的EEPROM外,还带有?#29992;?#36923;辑,每次读/写卡之前要先进行密码验证。如果连续几次密码验证错误,卡片将会自锁,成为死卡。从数据管理、密码校验和识别方面来?#25285;?#36923;辑?#29992;?#21345;也是一种被动型卡,采用同步方式进行通信。该类卡片存储量相对较小,价格相?#21592;?#23452;,?#35270;?#20110;有一定保密要求的场合,如?#31243;?#23601;餐卡、电话卡、公共事业收费卡。常见的逻辑?#29992;?#21345;有SIEMENS公司的SLE4442、SLE4428,ATMEL公司的AT88SC1608?#21462;?br /> 3.CPU卡:该类芯片内部包含微处理器单元(CPU)、存储单元(RAM、ROM和EEPROM)、和输入/输出接口单元。其中,RAM用于存放运算过程中的中间数据,ROM中固化有片内操作系统COS(Card Operating System),而EEPROM用于存放持卡人的个人信息以及发行单位的有关信息。CPU管理信息的加/解密和传输,严格防范非法访问卡内信息,发现数次非法访问,将锁死相应的信息区(也可用高一级命令解锁)。CPU卡的容量有大有小,价格比逻辑?#29992;?#21345;要高。但CPU卡的良好的处理能力和上佳的保密性能,使其成为IC卡发展的主要方向。CPU卡?#35270;?#20110;保密性要求特别高的场合,如金融卡、军?#26053;?#20196;传递卡?#21462;?#22269;际上比?#29616;?#21517;的CPU卡提供商有Gemplus、G&D、Schlumberger?#21462;?br /> 4.超级智能卡:在CPU卡的基础上增加键盘、液晶显示器、电源,即成为一超级智能卡,有的卡上还具有指纹识别装置。VISA国际信用卡组织试验的一种超级卡即带有20个健,可显示16个字符,除有计时、计算机汇率换算功能外,还存储有个人信息、医疗、旅行用数据和电话号码?#21462;?br />
二、 根据卡与外界数据交换的界面不同划分为:
1.接触式IC卡:该类卡是通过IC卡读写设备的触点与IC卡的触点接触后进行数据的读写。国际标准 ISO 7816 对此类卡的机械特性、电器特性等进行了严格的规定。
2.非接触式IC卡:该类卡与IC卡设备无电?#26041;?#35302;,而是通过非接触式的读写?#38469;?#36827;行读写(如光或无线?#38469;酰?#20854;内嵌芯片除了CPU、逻辑单元、存储单元外,增加了射频收发电路。国际标准 ISO 10536 系列阐述了对非接触式IC卡的规定。该类卡一般用在使用频?#34180;?#20449;息量相对较少、可靠性要求较高的场合。
3.双界面卡:将接触式IC卡与非接触式IC卡组?#31995;?#19968;张卡片中,操作独立,但可以共用CPU和存储?#21344;洹?br />
三、 根据卡与外界进行交换时的数据传输方式不同划分为:
1.串行IC卡IC卡与外界进行数据交换时,数据流按照串行方式输入输出,电极触点较少,一般为6个或者8个。由于串行IC卡接口简单、使用方便,目前使用量最大。国际标准 ISO 7816 所定义的IC卡就是此种卡。
2.并行IC卡IC卡与外界进行数据交换时以并行方式进行,有较多的电极触点,一般在28到68之间。主要具有两方面的好处,一是数据交换速度提高,二是现有条件下存储容量可以显著增加。

四、 根据卡的应用领域不同可划分为:
1.金融卡:也称为银行卡,又可以分为信用卡和现金卡两种。前者用于消费支付时,可按预先设定额度透支?#24335;穡?#21518;者可作为电子钱包或者电子存折,但不能透支。
2.非金融卡:也称为?#19988;?#34892;卡,涉及范围十分广泛,实际包含金融卡之外的所有领域,诸如电信、旅游、教育和公交等?#21462;?br /> 3.交通卡: 应用广泛。
4.政府应用卡:现在应用较广泛,?#28909;?#26368;近大力推广的社保卡。

智能卡用途
从功能上来?#25285;?#26234;能卡的用途可归为如?#28388;?#28857;:
1.身份识别
2.支付工具
3.?#29992;?/ 解密
4.信息管理
 


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