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揭开IC卡的神性面纱
来源： 日期：2013-11-14 15:25:53 人气：标签：
智能卡(smartcard)是指在一张给定大小的塑料卡片上面封装了集成电路芯片，用于存储和处理数据。所以智能卡在国内又称ic卡。
ic卡的概念是70年代提出的，法国bull公司首创ic卡产品，并将这项技术应用到金融，交通，医疗，身份证明等多个方面。ic卡的核心是集成电路芯片，一般用3μm以下半导体技术制造。ic卡具有写入数据和存储数据的能力。ic卡可存储其中的内容根据需要可以有条件的供外部读取，或供内部信息处理和校验用。
ic卡分类
根据其中的集成电路的不同，ic卡可以分为以下三类：
1．存储器卡：卡中的集成电路为eeprom（电可擦除可编程只读存储器）。它仅有数据存储能力，没有数据处理能力。
2．逻辑加密卡：卡中的集成电路具有加密逻辑和eeprom在对卡中的数据进行操作前，必须验证每个卡的操作密码。密码的验证是由卡中的芯片完成，而不是由读卡终端完成。卡中有一个错误计数器，如果连续三次验证密码失败，则卡中数据被自动锁死，该卡不能再使用。
3．cpu卡：卡中的集成电路包括cpu（中央处理器）、eeprom、ram（随机存储器）以及固化在rom（只读存储器）中的cos(片内操作系统)。其唯一的工作方式为”用户方式”，分为通用型和专用型两种。专用形是指其中的cpu为专用的、保密的，与通用型的主要差别在于其有很好的物理保护措施。智能卡的发展方向是保密的专用型。
如按卡与外界的数据传送形式来分，ic卡可分为接触型和非接触型两种。当前广泛使用的接触型ic卡，在这种卡的左上角有印制版，上面有8个触点可与外部接触．非接触型ic卡的集成电路不向外引出触点，因此它除了有上述ic卡的电路外，还带有射频收发电路及其相关电路（非接触ic卡也分为存储器卡，逻辑加密卡及cpu卡）。
按应用领域来分，ic卡分为金融卡和非金融卡两种．金融卡又有信用卡和现金卡，信用卡主要由银行发行和管理，持卡人用它作为消费时的收付工具；现金卡作为电子钱包使用。非金融卡应用于各种事物和安全管理场所。
存储器卡上的信息与磁卡上的信息一样，很容易读出，也能修改，所以其安全性也是有问题，一般用在对安全要求不太高的场合，如健康卡等。存储器卡的容量一般在1kb到16kb之间。我们日常家用的水、电、煤气卡、饭卡等也是这种卡，其实要有读写卡机很容易破解。
逻辑加密卡一般在卡内存放密码，仅当外界输入的密码与卡内所存密码相符时，才允许使用该卡．因此与存储器比较提高了安全性．目前的逻辑加密卡存储容量还不够大，在某些应用领域，其安全性也不能满足要求，部分银行卡是这种卡。
cpu卡中一般有rom、ram和eeprom三种存储器。rom中存放的是程序，程序是为ic卡的cpu专门设计的，用它来解释读写器送来的命令。ic卡应用系统根据应用需要由读写器送一系列命令到ic卡，通过改变命令的内容和命令的顺序就可以满足不同的需要，因此有较高的灵活性。同时因为cpu有计算功能，存储容量又大，可以进行比较复杂的加密/解密运算，极大提高了安全性，eeprom主要用来存放一些应用数据，其容量比逻辑加密卡大，可实现一卡多用。我们用的atm卡、卫星接收解密卡都是这种卡。
ic卡与外界的接触端子都是统一的，因为is07816国际标准已经都规定好了。
ic卡生产
智能卡包括三个部分：塑料基片（有或没有磁条）、接触面、集成电路
1．半导体厂家将大的硅片切成小块，一个六英寸直径的硅片可以造出上千个芯片。
2．对小硅片进行光刻以产生必要的电路，并将她封装在黑色的集成电路模块中。
3．将集成电路的输入输出端连结到大的接触面上，便于今后读写器的操作。
4． 后，把造好的模块嵌入到卡上。
ic卡内部芯片类型
一般ic卡所使用的主要芯片分为通用芯片和专用芯片两大类。所谓通用芯片，就是普通的集成电路芯片，如美国atmel公司的at24c01两线串行链接协议存储芯片。其出厂时就有两种供货形式，一是封装成集成电路直接提供给 终用户使用，二是以裸芯片的形式提供给ic卡生产厂商封装成ic卡。裸芯片几乎没有安全性设计，也不完全符合目前ic卡的国际标准，但因其开发使用简单、价格便宜，比较适合于初期的对安全性要求不高的ic卡应用。所谓专用芯片， 就是专为ic卡而设计、制造的芯片，如荷兰philips公司的pcb2032/2042芯片。这种芯片符合目前ic卡的iso国际标准、具有较高的安全性。
ic卡所使用的专用芯片一般分为存储器芯片和微处理器芯片两大类。存储卡使用存储器芯片作为卡芯，智能卡则使用微处理器芯片作为卡芯。
ic卡经常使用的存储器芯片种类及特性见下表。
ic卡经常使用盼微控制器芯片的种类及特性见下表
ic卡使用的ic芯片以带有安全逻辑的存储器芯片和带有加密运算的微控制器芯片 为普遍，两种芯片的典型逻辑结构见右图。
考虑到ic卡和计算机的紧密相关性及低电压技术用于ic卡上的可靠性等问题，目前市场上推出的ic卡用芯片还没有低电压芯片。由于低电压、低功耗芯片非常适合于ic卡应用，随着半导体技术的发展和ic卡应用领域的逐步扩大，低电压芯片必将成为ic卡的主要芯片。例如，美国motorola公司将开发工作电压可小于2v的ic卡用芯片。
由于ic卡的应用要求有较高的安全性，用于ic卡的芯片要比普通芯片具有较多在安全方面的考虑。例如，防止用扫描高频电子显微镜对存储器进行读取，防止用户再次激活测试功能等。此外，用于ic卡的芯片还具有较高的抗干扰能力。
目前，国际上许多较有影响的ic芯片制造商致力于ic卡用芯片的制造，主要公司有：美国ti、catalyst、motorola、atmel等；日本nec、oki、toshiba、hitachi等；欧洲philips、siemens、sgs等。
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