非接觸式智能卡

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(重定向自非接触式IC卡)

非接觸式智能卡(Contactless Smart Card)

目錄

什麼是非接觸式智能卡[1]

  非接觸式智能卡是指帶有射頻識別晶元的信用卡或其他用途的卡。

非接觸式智能卡的特點[2]

  非接觸式IC卡的讀/寫,通常由非接觸型IC卡與讀卡器之間通過無線電波來完成。非接觸型IC卡本身是無源體,當讀卡器對卡進行讀/寫操作時,讀卡器發出的信號由兩部分疊加組成。一部分是電源信號,該信號由卡接收後,與其本身的L/C產生諧振,產生一個瞬間能量來供給晶元工作。另一部分則是結合數據信號,指揮晶元完成數據的修改、存儲等,並返回給讀卡器。

  非接觸型IC卡的特點是:

  (1)可靠性高、使用壽命長。卡上無外露機械觸點,卡片與讀寫器之間無機械接觸,不會導致污染、損傷、磨損、靜電等,大大降低了讀/寫故障率。完全封閉的封裝形式具有防水汽、防靜電、防震動和防電磁干擾的優良特性;

  (2)操作方便、快捷。不必進行卡的插拔,且非接觸智能卡使用時沒有方向性,用戶不必將卡片從錢包中取出來即可刷卡,大大提高了每次使用的方便性和系統運作的速度。

  (3)防止衝突、抗干擾性好。非接觸智能卡中有主衝突機制,能防止卡片之間出現數據干擾,可以“同時”處理多張卡片,提高了應用的並行性,無形中提高了系統工作效率和速度。

  (4)因為完全密封,卡上無機械觸點,所以既便於卡的印刷,又不易受外界不良因素的影響,提高了卡的使用壽命,且更加美觀。

  (5)適用範圍廣、一卡多用。非接觸智能卡的存儲器結構特點使它適合於一卡多用,能廣泛應用於不同的系統,用戶可以根據不同的應用設置不同的密碼和訪問條件,真正做到一卡通。

  (6)安全性高,無論在卡與讀卡器之間進行無線頻率通信時,還是卡內數據讀/寫時,都經過了複雜的數據加密和嚴格授權。卡中的用戶區可按用戶要求,設置成若幹個小區,每個小區都可分別設置密碼。

  (7)體積小,重量輕,便於攜帶,質量可靠,性能穩定,使用成本便宜。

非接觸式智能卡的工作原理[3]

  非接觸式IC卡,又名感應卡,誕生於20世紀90年代初,由於存在著磁卡和接觸式IC卡不可比擬的優點,它一經問世,便立即引起廣泛的關註,並以驚人的速度得到推廣與應用。

  非接觸式IC卡由IC晶元:感應天線組成,並完全密封在一個標準PVC卡片中,無外露部分。非接觸式IC卡的讀寫操作,通常由非接觸型IC卡與讀寫器之間通過無線電波來完成。

  非接觸型IC卡本身是無源體,當讀寫器對卡進行讀寫操作時,讀寫器發出的信號由兩部分疊加組成:一部分是電源信號,該信號由卡接收後,與其本身的L/C產生諧振,產生一個瞬間能量來供給晶元工作。另一部分則是結合數據信號,指揮晶元完成數據、修改、存儲等一系列操作,並返回給讀寫器。

  由非接觸式IC卡所形成的讀寫系統,無論是硬體結構,還是操作過程都得到了很大的簡化,同時藉助於先進的管理軟體,可離線進行操作,使得數據讀寫過程更為簡單。

  非接觸式IC卡與磁卡、接觸式IC卡相比,有諸多優點。磁卡由於其結構簡單,存儲容量小,安全保密性差,讀寫設備複雜且維護費用高,作為20世紀七八十年代技術水平的產品已風光不再,面臨下崗。

  接觸式IC卡與磁卡相比,更加安全可靠,除了存儲容量大,還可一卡多用,同時可靠性比磁卡高,壽命長;讀寫機構比磁卡讀寫機構簡單可靠,造價便宜,維護方便,容易推廣。正由於以上優點,使得接觸式IC卡市場遍佈世界各地,風靡一時。然而,當前風頭正健的接觸式IC卡面臨著後來者非接觸式IC卡的強勁挑戰。

  非接觸式IC卡與傳統的接觸式IC卡相比,它在繼承接觸式IC卡的優點(如大容量、高安全性等)的同時,又剋服了接觸式IC卡所無法避免的缺點(如讀寫故障率高,由於觸點外露而導致的污染、損傷、磨損、靜電以及插卡這個不便的讀寫過程等)。非接觸式IC卡以完全密封的形式及無接觸的工作方式,使之不受外界不良因素的影響,從而使用壽命完全接近IC晶元的自然壽命,因而卡本身的使用頻率和期限以及操作的便利性都大大地高於接觸式IC卡。

  可見,非接觸式IC卡不僅代表著卡技術發展多年的結晶,也象徵著卡的應用又提高到一個新的階段。同時,非接觸式IC卡國際標準IS014443的誕生,將使之兼容接觸式IC卡從而為非接觸式IC卡帶來了無窮無盡的潛力。毫無疑問,集眾家之大成的非接觸式IC卡將在身份識別、金融電子貨幣、公共交通、智能樓宇、小區物業、社會保障諸多領域獨領風騷。

  非接觸式IC卡與讀卡器之間通過無線電波來完成讀寫操作。二者之間的通信頻率為13.56MHz。

  非接觸式IC卡本身是無源卡,當讀寫器對卡進行讀寫操作時,讀寫器發出的信號由兩部分疊加組成:

  一部分是電源信號,該信號由卡接收後,與本身的L/C產生一個瞬間能量來供給晶元工作。

  另一部分則是指令和數據信號,指揮晶元完成數據的讀取、修改、儲存等,並返回信號給讀寫器。

  讀寫器一般由單片機、專用智能模塊和天線組成,並配有與Pc的通信介面,列印口,I/O口等,以便應用於不同的領域。非接觸式IC卡讀寫系統框圖如圖1所示。
Image:非接触式IC卡读写系统框图.jpg

非接觸式智能卡的構造[3]

  (1)1024×8位EEPROM存儲區

  其分為16個扇區,每扇區分為4塊(塊0,塊1,塊2,塊3),按塊號編址為0~63共64塊。存儲區的分佈見表1,如圖2所示。
Image:存储区的分布图.jpg
Image:存储区分布图.jpg

  廠商代碼區:第0扇區的塊0(即絕對地址0塊)用於存放廠商代碼,已經固化,不可更改。

  ·數據區:所有扇區都有3塊(每塊16個位元組)存儲數據。(扇區0只有兩個數據塊和一個只讀廠商代碼塊)

  ·值塊:值塊可用作電子錢包(有效的命令有:read,write,increment,decrement,restore,transfer)。每個值塊的值為4個位元組。

  (2)扇區控制塊(塊3)

  每個扇區都有一個扇區控制塊,包括:

  ·密碼A和密碼B(可選),讀取時返回“0”。

  ·訪問該扇區4塊的存取控制。

  ·如果不需要密碼B,塊3的最後6個位元組可用做數據。

非接觸式智能卡的主要運營模式[4]

  非接觸式智能卡支付的運營模式決定了非接觸式智能卡支付價值鏈中各方的利益分配原則及合作關係。目前非接觸式智能卡支付的運營模式主要有以下三類:

  (一)以金融機構為主體的運營模式

  隨著全球EMV遷移的進一步深入,各大金融機構紛紛推出了符合EMV國際標準的非接觸式銀行卡。這種卡能給用戶帶來更大的便捷性,在小額支付領域有較大的市場空間

  2003年。VISA飛利浦合作,共同推廣非接觸式VISA信用卡。2004年8月,VISA在馬來西亞的吉隆坡首次試驗推廣非接觸式信用卡。2000名試驗者在超市飯店、機場等地方進行購物和服務消費,參與試驗的商戶POS機具改造後,支持VISA wave非接觸卡。

  這類運營模式的特點是:非接觸式智能卡更多地作為銀行磁條卡的替代,銀行卡產業的利益基本沒有受到其他行業的影響,非接觸式智能卡和行業應用的結合很少。

  (二)以移動運營商金融機構為主體的運營模式

  目前,手機支付的技術模式主要包括簡訊模式、WAP模式、非接觸式智能卡模式等。其中,融合了非接觸式智能卡技術的手機支付模式推動了移動運營商與金融機構資源共用、優勢互補,共同運營手機支付服務。這種運營模式中,金融機構單獨發卡或者和移動運營商聯合發卡,並且將銀行卡和用戶的手機號碼綁定。移動運營商向手機廠商定製手機,並承擔用戶更換手機的成本

  在這類模式中,目前比較成功的移動運營商是日本的NTT DoCoMo和南韓的SK Telecom。例如,NTT DoCoMo與日本三井住友信用卡公司合作,使三井住友的信用卡綁定NTT DoCoMo的手機。用戶在支持NTT DoCoMo手機支付的商場、地鐵等場所,用手機完成支付。

  手機支付的最大特點在於一個手機號碼可以綁定多張銀行卡,將手機的移動性和移動通信的實時性與銀行卡的支付便捷性有機地結合在一起,從而擴大了銀行卡的潛在用戶規模和應用領域。這種運營模式能充分調動移動運營商和金融機構的積極性,快速推動市場擴張。

  (三)以行業卡發行機構為主體的運營模式

  行業卡是為瞭解決行業內部頻繁使用的小額支付而發行的非接觸式智能卡,如日本的Suica、中國香港地區的八達通、新加坡的易通卡(ez—link)等。發行機構多為行業內的組織。與以上兩種方式相比,這種運營模式具有以下特點:1、行業卡屬於預付費卡,不具備取現和信貸功能;2、行業卡使用範圍多局限在行業內部,但在某些地區,也出現行業卡向其他領域擴張的趨勢;3、行業卡一定程度上對銀行卡有替代作用,銀行卡產業利益受到影響。

非接觸式智能卡的發展趨勢[4]

  (一)非接觸式智能卡市場需求不斷增長

  與接觸式智能卡相比,非接觸式智能卡具有更高的可靠性、更快的刷卡速度以及更安全的技術保障等優勢,市場對非接觸式智能卡的需求將日益增長。

  首先,現金支付仍是小額支付領域的主流方式,在該領域推廣銀行卡就必須提高銀行卡的交易速度。非接觸式智能卡能較好地解決這個問題。在銀行卡組織牽頭、眾多商業銀行積極配合和共同推廣下,非接觸式金融卡的發行量將越來越大。其次,隨著移動通信市場競爭的加劇,提高用戶忠誠度成為移動運營商保持競爭力的要素。而手機支付業務恰能達到增加用戶吸引力,實現和其他業務交叉銷售的目的。因此,移動運營商將會大力推動手機支付業務的發展。

  美國市場調查公司Frost&Sullivan的調查結果顯示,非接觸式智能卡晶元的需求2003年為9300萬片,2004年上升躍至1.25億片,而2009年預計全球非接觸式智能卡晶元需求將達到9億片。目前來看,公交系統的採購量占到整個市場的3/4,在今後的幾年中政府將是重要的購買者,預計電子護照與身份證更新系統將占據非接觸式智能卡市場中一半的份額。

  (二)非接觸式智能卡的技術標準趨向於統一

  在金融非接觸式智能卡方面,2005年3月,VISA和萬事達宣佈統一採用萬事達的PayPass作為非接觸式支付標準,而美國運通一直支持PayPass;2006年3月,JcB宣佈支持PayPass協議。PayPass成為金融非接觸式智能卡全球標準的趨勢日益明顯。

  在行業非接觸式智能卡方面,飛利浦的MIFARE技術和索尼的FeliCa標準得到廣泛應用。與之兼容的NFC標準在飛利浦、諾基亞等廠商的推動下,將得到越來越廣泛的應用。

  (三)非接觸式智能卡與手機的結合將越來越緊密

  儘管非接觸式智能卡支付技術較新,但因單一卡片功能有限,非接觸式支付與手機結合的趨勢日益明顯。這種結合對推動非接觸式支付的快速發展起到重要作用:一方面,人們希望通過非接觸式卡來解決頻繁的小額支付問題;另一方面,對於存在巨大存量市場和增量市場的手機用戶來說,手機具有隨身攜帶的便捷性以及支付需求處理的實時性特點,兩者的結合將會給用戶帶來更多的便利。

  非接觸式智能卡與手機的結合使非接觸式智能卡的功能得到擴展,例如,在支持NFC技術的諾基亞3220手機上,持卡人可以在手機里查詢最近的九筆刷卡記錄;可以將手機當讀寫設備,直接讀取海報上的相關商品信息,然後利用手機完成遠程支付。這是單一的智能卡所不能完成的。

  (四)金融非接觸式智能卡和行業非接觸式智能卡在小額支付領域出現融合

  未來小額支付的發展趨勢是金融機構與行業機構緊密合作,利用各方優勢,整合多方資源,聯合管理和運營非接觸式智能卡,建立和完善價值鏈,為用戶創造更快捷、更安全的支付方式

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參考文獻

  1. 饒元,陸淑敏,楊寶剛編著.附錄 面向價值鏈的RFID體系架構與企業應用.科學出版社,2007年09月第1版.
  2. 肖鐵岩,龍明,龍莉莉編著.第八章 辦公自動化系統 建築智能化問答實錄.機械工業出版社,2008.1.
  3. 3.0 3.1 張鐸編著.第5章 其他識別技術產品 自動識別技術產品與應用.武漢大學出版社,2009.09.
  4. 4.0 4.1 劉廷煥,許羅德主編.專題報告 新興支付篇 非接觸式智能卡的應用發展現狀及趨勢 中國銀行卡產業發展研究報告2007~2008.上海文化出版社,2008.8.
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