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IC卡

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IC卡 (Integrated Circuit Card,集成电路卡),也称智能卡(Smart card)、智慧卡(Intelligent card)、微电路卡(Microcircuit card)或微芯片卡等。它是将一个微电子芯片嵌入符合ISO 7816标准的卡基中,做成卡片形式。IC卡与读写器之间的通讯方式可以是接触式,也可以是非接触式。由于IC卡具有体积小便于携带、存储容量大、可靠性高、使用寿命长、保密性强安全性高等特点,IC卡的概念是在20世纪70年代初提出来的,法国的布尔公司于1976年首先创造出了IC卡产品,并将这项技术应用于金融、交通、医疗、身份证明等行业,它将微电子技术和计算机技术结合在一起,提高了人们工作、生活的现代化程度 。

IC卡是集成电路卡,IC卡芯片具有写入数据和存储数据的能力,可对IC卡存储器中的内容进行判定。在卡上封装有符合ISO标准的芯片,有6~8个触点和外部设备进行通信,在IC卡上可以有彩色图案和说明性文字按ISO标准,IC卡的部分触点及其定义为:VCC:IC卡工作电源;GND:接地;VPP:存储器编程电源;CLK:有关信号的定时与同步;I/O:卡中串行数据的输入与输出;RST:复位信号。当IC卡插入IC卡读卡器后,各接点对应接通,IC卡上的超大规模集成电路就开始工作 。

根据卡中所镶嵌集成电路的不同,IC卡可分为存储卡、非接触式IC卡、光卡、非接触式智能IC卡、智能卡 。

存储卡,也称记忆卡(Memory Card),卡内有具有存储功能的集成电路存储器,还有数据存储器(EEPROM)、工作存储器(RAM)或程序存储器(EPROM)。存储卡使用半导体存储器。存储器中所有存储单元的总和称为存储容量,存储卡的最大容量目前为512 KB。存储卡读出/写入一个字的时间称作读/写时间,读写器在接收地址和读命令时,即可将卡中的内容读出,读出时间约为几微秒,读写器在送来地址、要写数据和写命令时,即可进行写入,写入一个数据的时间比读出一个数据的时间长得多,一般需要5~10 ms 。

非接触式IC卡又称射频卡,是近几年发展起来的一项新技术,它将射频识别技术和IC卡技术结合在一起,解决了无源(卡中无电源)和免接触的技术问题 。

非接触式IC卡与接触式IC卡相比有以下特点:

(1)可靠性高。由于读写之间无机械接触,避免了由于接触读写而产生的各种故障;且非接触式IC卡表面无裸露的芯片,无芯片脱落、静电击穿、弯曲损害等后顾之忧 。

(2)操作方便。无接触通信使读写器在10 cm的范围内就可以对卡片进行操作,且非接触式IC卡在使用时无方向性,卡片可以以任意方向掠过读写器表面完成操作,既方便又提高了速度 。

(3)防冲突。非接触式IC卡中有快速防冲突机制,能防止卡片之间出现数据干扰,读写器可以“同时”处理多张非接触式IC卡 。

(4)可以适应多种应用。非接触式Ic卡存储器结构的特点使其适于一卡多用,可以根据不同的应用设定不同的密码和访问条件 。

(5)加密性能好。非接触式IC卡的序号是唯一的,在出厂前已固化,其与读写器之间有双向验证机制;非接触式IC卡在处理前要与读写器进行3次相互认证 。

光卡(Optical Card)技术是计算机光盘存储技术的孪生兄弟,出现于20世纪80年代中期。光卡的记录介质由半导体激光材料组成,基板材料采用聚碳酸酩(用于高速喷气式飞机窗户的有机材料)。该材料在耐用性方面是目前普通IC卡所采用的聚氯乙烯(PVC)的100倍,光卡的大小与IC卡一样(长85.6 mm、宽54 mm、厚0.76 mm)。光卡利用半导体激光照射来记录和提取信息,是能够存储并再生信息的大容量卡式媒体。光卡的特点如下:

(1)容量大,能存储4.2 MB的信息,能保存文字、数据资料、照片、图片、图像资料;安全性好,不怕强电、强磁干扰;可靠性好,拥有独特的信息保密手段,可以做到一卡一码,密码无法用常规方法读取;读写信息速度快,数据读取速度为26 KB/s,数据写入速度为10 KB/s;用专利技术制造,可以防止伪造,且运用了多种加密技术;使用简便;价格相对便宜 。

美国国会于1996年认定光卡记录的信息具有法律效应,选定光卡作为绿卡工程用卡,此外,在汽车管理、医疗保健等方面也大量使用光卡。加拿大提供光卡给旅游者使用。光卡在我国的医疗保健上也有使用,如北京有些医院就使用了光卡 。

目前,关于非接触式智能IC卡的ISO标准14443包含A类和B类。B类标准的性能为:芯片在工作时,电压供应和时钟永不间断;能够提供更高的数据传送速率。其特点为:适合用于使用量巨大、小金额的消费;系统维护简便;可以减小人为破坏;质量轻、体积小,可靠性好;可以有多种多样的数据载体;可以应付各种环境;读写更加小巧 。

智能卡是20世纪80年代初推出的,它是在塑料卡片中嵌人含有微处理器、存储器和输入/输出接口的lC卡芯片而制成的,芯片具备存储功能和信息处理功能,相当于一台微型计算机。智能卡具备普通lC卡所有的功能和特点,它的硬件组成有CPU或MPU、EEP-ROM、EPROM、RAM、ROM等。另外,智能卡内可存储安全控制软件,本身具有检验个人身份证号、确定持卡人合法性的功能。其存储容量可达到64~512 KB,拓宽了普通IC卡的应用范围 。

IC卡具有如下特点:

体积小而且轻,非常便于携带;存储容量大,CPU卡含微处理器,存储器可分成若干应用区,便于一卡多用,方便保管;可靠性高,IC卡防磁、防静电、抗干扰能力强,可靠性比磁卡高;使用寿命长,信息可读写十万次,使用寿命长;保密性强、安全性高,IC卡本身具有硬件安全设置,可以控制IC卡内某些区的读写特性,如果试图解密则这些区自锁,即不可进行读写操作。IC卡内的信息加密后不可复制,密码核对错误,卡本身有自毁功能,所以IC卡中的数据安全可靠;网络要求不高,IC卡的安全可靠性使其在应用中对计算机网络的实时性、敏感性要求低,可以在网络质量不高的环境中或在不联机的情况下应用;IC卡的读写机构比磁卡的读写机构简单,可靠,造价便宜,容易推广,维护简单 。

IC卡有设置密码、修改密码、密码解锁等功能。为确保您的IC卡安全,可根据个人需要,为IC卡设置密码 。

用户根据本人或本单位的需要,可到公司指定的发卡储值点办理缴款储值业务,以备日后车辆加油使用,也可持卡到各圈存机办理圈存业务 。

用户的加油卡不慎遗失或被盗,可到发卡储值点办理挂失、补卡手续;加油卡使用期以卡片背面打印的有效期为准,到期的加油卡应办理延期或换卡手续,以便继续持卡加油 。

用户在办理lC卡储值时,发卡储值点为其开具普通发票;用户可随时在任意一台IC卡加油机上了解加油卡资金余额,也可到发卡储值点查询,打印对账单。单位司机卡用户可凭单位管理卡查询附属司机卡的全部信息 。

黑卡是指当持卡人使用的加油卡丢失后,进行挂失且挂失生效的卡片。当其他人使用黑卡时,加油机自动将此卡锁住,该卡将不能继续加油 。

灰卡是指加油卡在加油过程中,将卡错误拔出,卡中未扣除本次加油的金额,加油机就会将此卡标记为灰卡。此卡在下次加油时加油机将会自动扣除上次本应扣除的金额,然后才能继续本次加油 。

IC卡的应用过程主要分制造、发行、使用、回收四个阶段。

(1)IC卡的制造。IC卡的制造商从lC卡芯片制造商处购入lC卡芯片卡,按照IC卡发行机构的委托要求,经过印刷、打码、烫金、封装、过胶、测试等流程,生产出所需的IC卡。如德国的SIEMENS公司就是一家IC卡芯片制造商,SIEMENS提供芯片,公司根据客户(如电信公司)的要求生产成IC卡,供应给社会 。

(2)lC卡的发行。IC卡的发行通常由应用部门或特定的机构来完成,他们收到制造商提供的IC卡后按自己的一套规则处理,发放给合格的申请者。如电信公司就是IC卡发行机构,他们委托生产公司生产lC电话卡,然后购买并按地区规划、发行。IC卡的发卡可分为IC卡的初始化和IC卡的首次充值两个过程。IC卡的初始化,是指由空白卡(只封装芯片)变成个人卡的全过程,包括设定某种应用项目的专利编号、发行者编号,认定读写器密码、存取权限等;IC卡的首次充值,是在lC卡充值点由IC卡应用系统人员完成的,记录内容有卡号、卡类、金额、日期、操作员、机号等。IC卡充值后即可发行 。

(3)IC卡的使用。IC卡的持有人凭合法的IC卡向应用部门要求履行授予的权利。如一个购买了电话卡的用户打IC卡电话等 。

(4)IC卡的回收。IC卡的回收是指已发行的IC卡因为丧失了使用价值或其他原因由发行机构收回处理。目前一般都省略了该环节,用完的IC卡由用户自己处理 。

IC卡的正常使用需要以IC卡为基本手段的信息管理系统支撑,即IC卡应用系统。通过这个系统,卡能为用户提供信息,向用户提供服务,保证用户用卡的安全。一般认为IC卡应用系统应包括以下三方面的内容:

(1)硬件技术。硬件技术包括IC卡芯片技术、IC卡模块技术、IC卡装配技术、IC卡测试技术、IC卡卡基技术、IC卡读写机具研制技术等 。

(2)软件技术。软件技术包括系统软件和应用软件。系统软件包括计算机网络系统、通信系统,以及卡内操作系统(Chip Operating System,简称COS)的开发、IC卡读写机具与各种高级语言接口函数的开发、存储管理、密码技术、安全方案等;应用软件包括COS的发卡界面和与应用管理信息系统有关的应用软件 。

(3)IC卡应用领域的业务分析。IC卡应用领域的业务分析应该且必须由开发lC卡应用系统的有关业务部门提供。与管理信息系统的业务分析一样,它的深度和广度直接影响IC卡应用系统的成败 。

(4)销售终端设备。销售终端(Point of Sale,POS)是由银行设置在商业网点或特约商户处的信用卡授权终端机。在实际运用中,一般利用现金收款机作为终端机与主计算机相连,并借助于光电识读设备为计算机录入商品信息。当带有条码的商品通过结算台扫描时,商品条码所表示的信息被读取到计算机,计算机从数据库文件中查询到该商品的名称、价格等,并经过数据处理打印出收据。POS系统最早应用于零售业,以后逐渐扩展至其他如金融、旅馆等服务行业,利用POS系统的范围也从企业内部扩展到整个供应链 。

加油站IC卡是现金储值卡,对卡上数据的安全性和保密性有极高的要求,本系统在IC卡选型上采用以下标准:

(1)识别卡集成电路卡标准《ISO/IEC7816 - 1/2/3/4》。

(2)《中国金融集成电路( lC)卡规范》V2.0的第1、2、9部分。

(3)人民银行制定的金融lC卡标准(PBOCI.O)。

根据以上标准我们选用射频CPU卡,卡上存有用户的基本信息、余额、交易的必要条件、最近交易的历史明细,同时还存有各种数据读写的权限和认证密码。所有和卡进行数据交换的操作,必须经过卡内的CPU;所有操作的数据都是加密的;加密的操作是由卡终端内的安全模块完成的。错误的操作次数将被IC卡记录,当操作次数大于规定的数值时,lC卡将自锁、甚至毁掉自身的数据,以保证对全局的安全 。