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IC卡工作的基本原理IC卡与ID卡定义

IC卡（intergrated Circuit Card，集成电路卡），又称为智能卡，智慧卡，微电路卡，微芯片卡 等等 。
它是将一个微电子芯片嵌入符合ISO 7816标准的卡基中，做成卡片形状 。
IC卡与读写器之间的通讯可以是接触式的，也可是是非接触式的 。
根据通讯接口把IC卡分成接触式IC卡、非接触式IC卡、双界面卡（同时具备接触式与非接触式通讯接口） 。
IC卡由于其固有的信息安全、便于携带、比较完善的标准化等优点，在身份认证、银行、电信、公共交通、车场管理等领域正得到越来越多的应用，例如二代身份证，银行的电子钱包，电信的手机SIM卡，公共交通的公交卡、地铁卡，用于收取停车费的停车卡等，都在人们日常生活中扮演重要角色 。
IC卡是继磁卡之后出现的又一种信息载体 。IC卡是指集成电路卡，一般用的公交车卡就是IC卡的一种，一般常见的IC卡采用射频技术与支持IC卡的读卡器进行通讯 。IC卡与磁卡是有区别的，IC卡是通过卡里的集成电路存储信息，而磁卡是通过卡内的磁力记录信息 。IC卡的成本一般比磁卡高，但保密性更好 。
非接触式IC卡又称射频卡，成功地解决了无源（卡中无电源）和免接触这一难题，是电子器件领域的一大突破 。主要用于公交、电信、银行、车场管理等领域 。主要的功能包括安全认证，电子钱包，数据储存等 。常用的门禁卡、二代身份证属于安全认证的应用，而银行卡、地铁卡等则是利用电子钱包功能 。
产品原理
IC卡工作的基本原理是：射频读写器向IC卡发一组固定频率的电磁波，卡片内有一个LC串联谐振电路，其频率与读写器发射的频率相同，这样在电磁波激励下，LC谐振电路产生共振，从而使电容内有了电荷；在这个电容的另一端，接有一个单向导通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内存储，当所积累的电荷达到2V时，此电容可作为电源为其它电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接受读写器的数据 。
产品分类
按结构分
存储器卡
其内嵌芯片相当于普通串行EEPROM存储器，这类卡信息存储方便，使用简单，价 格便宜，很多场合可替代磁卡，但由于其本身不具备信息保密功能，因此，只能用于保密性要求不高的应用场合 。
IC卡
逻辑加密卡
加密存储器卡内嵌芯片在存储区外增加了控制逻辑，在访问存储区之前需要核对密码，只有密码正确，才能进行存取操作，这类信息保密性较好，使用与普通存储器卡相类似 。
CPU卡
CPU卡内嵌芯片相当于一个特殊类型的单片机，内部除了带有控制器、存储器、时序控制逻辑等外，还带有算法单元和操作系统 。由于CPU卡有存储容量大、处理能力强、信息存储安全等特性 。广泛用于信息安全性要求特别高的场合 。
超级智能卡
在卡上具有MPU和存储器并装有键盘、液晶显示器和电源，有的卡上还具有指纹识别装置等 。
按界面分
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ISO7816对此类卡的机械特性、电器特性等进行了严格的规定 。
非接触式IC卡
该类卡与IC卡设备无电路接触，而是通过非接触式的读写技术进行读写（例如光或无线技术） 。其内嵌芯片除了CPU、逻辑单元、存储单元外，增加了射频收发电路 。国际标准ISO10536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繁、信息量相对较少、可靠性要求较高的场合 。
技术参数

IC卡工作的基本原理IC卡与ID卡定义
文章插图
双界面卡
具有接触和非接触两种通讯界面的卡片，一般非接触部分处理电子钱包的消费，而接触部分处理圈存等安全性要求较高的交易 。
ID卡
ID卡全称为身份识别卡（Identification Card），是一种不可写入的感应卡，含固定的编号，主要有台湾SYRIS的EM格式、美国HIDMOTOROLA等各类ID卡 。ID卡与磁卡一样，都仅仅使用了“卡的号码”而已，卡内除了卡号外，无任何保密功能，其“卡号”是公开、裸露的 。所以说ID卡就是“感应式磁卡” 。ISO标准ID卡的规格为：85.5x54x0.80±0.04mm（高/宽/厚），市场上也存在一些厚、薄卡或异型卡 。
id卡在弱点系统中一般作为门禁或者停车场系统的使用者身份识别，由于其无须内置电源，使用时无接触且寿命长，因此在弱点系统中有广泛的应用 。ID卡的出现基本淘汰了早起的磁卡或接触式IC卡，但由于ＩＤ卡不可写入用户数据，其记录内容仅限卡号只可由芯片厂一次性写入，开发商只可读出卡号加以利用，无法根据系统的实际需要定制新的号码管理制度 。同时由于ID卡卡内无内容，故其卡片持有者的权限、系统功能操作要完全依赖于计算机网络平台数据库的支持 。另外，现在行业内基本共识是ID卡不适合做成一卡通，也不适合做消费系统 。ID卡不能做消费的最大原因是“信用问题”，因此ID卡无密钥安全机制，且不能写卡，所以消费数据和金额只能全部存在电脑的数据库内，而电脑是靠管人员来管理的，从道德上及机制上完全存在作弊空间，另外，万一电脑问题而导致消费数据丢失，则将出现灾难性后果，因此，要使消费者认同小区管理的ID卡的权威性是不可能的，太多的金钱纠纷只能使ID卡消费系统无法使用 。
IC卡与ID卡定义
IC卡全称集成电路卡（Integrated Circuit Card），又称智能卡（Smart Card） 。可读写，容量大，有加密功能，数据记录可靠，使用更方便，如一卡通系统，消费系统等，目前主要有PHILIPS的Mifare系列卡 。ID卡全称身份识别卡（Identification Card），是一种不可写入的感应卡，含固定的编号，主要有台湾SYRIS的EM格式、美国HID、TI、MOTOROLA等各类ID卡 。
IC卡初始化加密
1.IC卡在使用时，必须要先通过IC卡与读写设备间特有的双向密钥认证后，才能进行相关工作，从而使整个系统具有极高的安全保障 。所以，就必须对出厂的IC卡进行初始化（即加密），目的是在出厂后的IC卡内生成不可破解的一卡通系统密钥，以保证一卡通系统的安全发放机制 。而ID卡不用 。
2.IC卡初始化加密后，交给用户使用时，客户通过IC卡发行系统，又将各用户卡生成自己系统的专用密钥 。这样，就保证了在其它用户系统发行的用户卡不能在该系统使用，保证了系统的专一性，从而保证了系统的安全使用机制 。
3，ID卡与磁卡一样，都仅仅使用了“卡的号码”而已，卡内除了卡号外，无任何保密功能，其“卡号”是公开，裸露的 。所以说ID卡就是“感应式磁卡”，也就根本谈不上需要还是不需要初始化的问题 。
4.初始化过程为什么不交由用户自己做呢？这是因为：
1）如果由用户自己初始化，就不能防范用户内部人员作弊 。因为用户在使用一卡通系统时，若有员工用社会上买来的卡随意初始化，便可随意发行成住户才能使用的住户卡，甚至可随意给卡充值消费，这不仅将造成严重作弊后果，也将导致一卡通系统的安全出现使用机制上的严重漏洞 。
2）另外，若用户买到劣质出厂卡自己初始化，而在系统上不能使用，则会使系统使用性能不良或瘫痪，这将造成事故责任不清 。
3）初始化过程在厂家执行，主要是IC卡安全密钥认证机制的基本需要，也是IC卡系统集成商的行规 。就像城市公共交通IC卡一样，这些卡在交给公交系统使用前，每张卡的密钥都要进行出厂加密控制 。
4）如果因用户缺乏专业性管理而万一丢失了初始化授权用的密钥卡，用户和厂家将无法补用该卡 。所以，初始化工作由厂家做，才有安全保障 。
系统比较
1.安全性：
IC卡的安全性远大于ID卡.ID卡内的卡号读取无任何权限，易于仿制.IC卡内所记录数据的读取，写入均需相应的密码认证，甚至卡片内每个区均有不同的密码保护，全面保护数据安全，IC卡写数据的密码与读出数据的密码可设为不同，提供了良好分级管理方式，确保系统安全 。
2.可记录性：
ID卡不可写入数据，其记录内容（卡号）只可由芯片生产厂一次性写入，开发商只可读出卡号加以利用，无法根据系统的实际需要制订新的号码管理制度 。
IC卡不仅可由授权用户读出大量数据，而且亦可由授权用户写入大量数据（如新的卡号，用户的权限，用户资料等），IC卡所记录内容可反复擦写 。
3.存储容量：
ID卡仅仅记录卡号;而IC卡（比如Philips mifare1卡）可以记录约1000个字符的内容 。
4.脱机与联网运行：
由于ID卡卡内无内容，故其卡片持有者的权限，系统功能操作要完全依赖于计算机网络平台数据库的支持 。
而IC卡本身已记录了大量用户相关内容（卡号，用户资料，权限，消费余额等大量信息），完全可以脱离计算机平台运行，实现联网与脱机自动转换的运行方式，能够达到大范围使用，少布线的需求 。
5.一卡通扩展应用：
ID卡由于无记录，无分区，只能依赖网络软件来处理各子系统的信息，这就大大增加对网络的依赖;如果在ID卡系统完成后，用户欲增加功能点，则需要另外布线，这不仅增加了工程施工难度，而且增加了不必要的投资 。所以说，使用ID卡来做系统，难以进行系统扩展，难以实现真正的一卡通 。
而IC卡存储区自身分为16个分区，每个分区有不同的密码，具有多个子系统独立管理功能，如第一分区实现门禁，第二分区实现消费，第三分区实现员工考勤等等 。充分实现一卡通的目的，并且可以做到完全模块化设计，用户即使要增加功能点，也无需再布线，只需增加硬件和软件模块，这便于IC卡系统以后的随时升级扩展，实现平稳升级，减少重复投资 。
比如：某小区曾建立了ID卡一卡通系统，但由于ID卡系统的上述弊端，系统无法投入日常使用，因而只能将该系统完全作废，后改采用IC卡一卡通系统 。
6、智能化系统的维护和运行：
比如：电脑发行了一张新的用户ID卡，就必须通过ID卡系统的网络，用人工方式将所有ID卡号一个个下载到各ID卡读卡控制器中，否则ID卡被作为无效卡而不能使用；若要更改用户权限，则需在每个ID卡控制器上输入有权限的ID卡号 。又比如：在系统投入使用后经常要新增ID卡，则每新增一张卡或修改了某一张卡片的权限，就必需在该卡可用的所有控制器上输入该卡片号码，这就大大增加了人工操作和维护的工作量和时间 。另外，如果多几个一卡通子系统，或子系统稍大一点时，系统维护管理的复杂程度将是呈几何级数增，将直接导致系统不能正常运行 。
而采用IC卡的一卡通系统，IC卡发行后，卡本身就是一个数据信息载体，即使通讯网络不通，读写控制器照常实现脱机读写卡运行 。若更改用户权限，可将用户的权限直接写在IC卡内，新增用户更改权限只需修改卡片即可，完全不必对各个控制器进行修改，从技术机制上避免了管理者到处更改控制器卡片使用权限的问题，达到了提高管理效率、实现智能化管理的目地 。
7、性价比：
虽然ID卡片及ID卡读卡器较IC卡卡片及读卡器便宜，但从整个一卡通系统的构成（布线成本、结构组成）上看，两个系统的价格相当，而只有IC卡系统运行才能稳定、可靠，因而IC卡系统的性价比要远高于ID卡系统 。
另外，考虑到当今各实施单位硬件环境不很成熟，系统维护人员对电脑知识不很熟悉的现实情况，不可能建立或维护一套完备的网络系统，来支持ID卡一卡通系统的24小时不断网运转 。所以，满足联网和脱机运行互相适应的智能IC卡一卡通系统，是当今用户的唯一选择 。
8、一卡通行业有两个定论：
ID卡不可能做成一卡通（如上所述），ID卡不可能做消费，除非能接受其不足之处（如上下所述）：
ID卡不能做消费的最大原因是“信用”问题 。因ID卡无密钥安全认证机制，且不能写卡，所以消费数据和金额只能全部存在电脑的数据库内，而电脑是靠物管人员来管理的，从道理上及机制上完全存在作弊空间，另外，万一因电脑问题而导致消费数据崩溃，则将出现灾难性后果 。
因此，要使消费者认同管理中的ID卡的权威性（即信用）是不可能的，太多的金钱纠纷只能使ID卡消费系统无法使用，尤其是公用系统中，如小区管理系统 。
而IC卡消费系统，因为它的高可靠性、不可被破解的符合ISO9001国际安全认证机制，更主要因为 “电子钱包”即IC卡就在用户手中，每笔消费金额都由用户自已“掌握”在手中，所以说IC卡消费系统是极有“信用”的消费系统 。当然，联网状态下，电脑内还存有与用户IC卡内一致的数据，对系统而言，这也是实现了双安全数据备份 。
9、IC卡当成ID卡用的“奇怪”现象：
【IC卡工作的基本原理IC卡与ID卡定义】 有些ID卡设备、系统厂商，迫于IC卡的强大优势，对外也宣称它的系统可用IC卡，但其实与使用ID卡一样，仅用了IC卡公共区的卡号，并无更改其ID卡的系统结构，更不具有IC卡所拥有的密钥认证、读写的安全机制 。所以从实质上推断出其仍是ID卡一卡通系统，与传统的ID卡系统相比只是更浪费资源，更具有欺骗性而已，同样无法具有IC卡一卡通系统的优势［1］。

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