非接触式IC卡性能简介（M1）

非接触式IC卡性能简介（M1）

 

一、             主要指标

l  容量为8K位EEPROM

l  分为16个扇区，每个扇区为4块，每块16个字节,以块为存取单位

l  每个扇区有独立的一组密码及访问控制

l  每张卡有唯一序列号，为32位

l  具有防冲突机制，支持多卡操作

l  无电源，自带天线，内含加密控制逻辑和通讯逻辑电路

l  数据保存期为10年，可改写10万次，读无限次

l  工作温度：-20℃~50℃(湿度为90%)

l  工作频率：13.56MHZ

l  通信速率：106 KBPS

l  读写距离：10 cm以内（与读写器有关）

 

二、             存储结构

1、M1卡分为16个扇区，每个扇区由4块（块0、块1、块2、块3）组成，（我们也将16个扇区的64个块按绝对地址编号为0~63，存贮结构如下图所示：

 

	块0		数据块	0
扇区0	块1		数据块	1
	块2		数据块	2
	块3	密码A   存取控制   密码B	控制块	3
	块0		数据块	4
扇区1	块1		数据块	5
	块2		数据块	6
	块3	密码A   存取控制   密码B	控制块	7
		∶ 　　　　　　∶ 　　　　　　∶
	0		数据块	60
扇区15	1		数据块	61
	2		数据块	62
	3	密码A    存取控制   密码B	控制块	63

 

2、第0扇区的块0（即绝对地址0块），它用于存放厂商代码，已经固化，不可更改。

3、每个扇区的块0、块1、块2为数据块，可用于存贮数据。

   数据块可作两种应用：

★  用作一般的数据保存，可以进行读、写操作。

★  用作数据值，可以进行初始化值、加值、减值、读值操作。

4、每个扇区的块3为控制块，包括了密码A、存取控制、密码B。具体结构如下：

A0 A1 A2 A3 A4 A5   FF 07 80 69     B0 B1 B2 B3 B4 B5

 

   

 

            密码A（6字节）  存取控制（4字节） 密码B（6字节） 

 

5、每个扇区的密码和存取控制都是独立的，可以根据实际需要设定各自的密码及存取控制。存取控制为4个字节，共32位，扇区中的每个块（包括数据块和控制块）的存取条件是由密码和存取控制共同决定的，在存取控制中每个块都有相应的三个控制位,定义如下：

   

          块0：   C10   C20   C30

          块1：   C11   C21   C31

          块2：   C12   C22   C32

          块3：   C13   C23   C33

 

  三个控制位以正和反两种形式存在于存取控制字节中，决定了该块的访问权限（如 

  进行减值操作必须验证KEY A，进行加值操作必须验证KEY B，等等）。三个控制

  位在存取控制字节中的位置，以块0为例：

 

   对块0的控制：

           bit  7    6     5       4     3      2      1      0

字节6				C20_b				C10_b
字节7				C10				C30_b
字节8				C30				C20
字节9

                ( 注： C10_b表示C10取反 )

 

      存取控制（4字节，其中字节9为备用字节）结构如下所示：

          bit  7    6      5       4     3      2      1      0

字节6	C23_b	C22_b	C21_b	C20_b	C13_b	C12_b	C11_b	C10_b
字节7	C13	C12	C11	C10	C33_b	C32_b	C31_b	C30_b
字节8	C33	C32	C31	C30	C23	C22	C21	C20
字节9

                     ( 注： _b表示取反 )

 

    6、数据块（块0、块1、块2）的存取控制如下：

 

控制位（X=0..2）			访 问 条 件 （对数据块 0、1、2）
C1X	C2X	C3X	Read	Write	Increment	Decrement, transfer, Restore
0	0	0	KeyA|B	KeyA|B	KeyA|B	KeyA|B
0	1	0	KeyA|B	Never	Never	Never
1	0	0	KeyA|B	KeyB	Never	Never
1	1	0	KeyA|B	KeyB	KeyB	KeyA|B
0	0	1	KeyA|B	Never	Never	KeyA|B
0	1	1	KeyB	KeyB	Never	Never
1	0	1	KeyB	Never	Never	Never
1	1	1	Never	Never	Never	Never

     （KeyA|B 表示密码A或密码B，Never表示任何条件下不能实现）

 

  例如：当块0的存取控制位C10 C20 C30=1 0 0时，验证密码A或密码B正确后可读；

        验证密码B正确后可写；不能进行加值、减值操作。

 

    7、控制块块3的存取控制与数据块（块0、1、2）不同，它的存取控制如下：

 

			密码A		存取控制		密码B
C13	C23	C33	Read	Write	Read	Write	Read	Write
0	0	0	Never	KeyA|B	KeyA|B	Never	KeyA|B	KeyA|B
0	1	0	Never	Never	KeyA|B	Never	KeyA|B	Never
1	0	0	Never	KeyB	KeyA|B	Never	Never	KeyB
1	1	0	Never	Never	KeyA|B	Never	Never	Never
0	0	1	Never	KeyA|B	KeyA|B	KeyA|B	KeyA|B	KeyA|B
0	1	1	Never	KeyB	KeyA|B	KeyB	Never	KeyB
1	0	1	Never	Never	KeyA|B	KeyB	Never	Never
1	1	1	Never	Never	KeyA|B	Never	Never	Never

   例如：当块3的存取控制位C13 C23 C33=1 0 0时，表示：

           密码A：不可读，验证KEYA或KEYB正确后，可写（更改）。

         存取控制：验证KEYA或KEYB正确后，可读、可写。

           密码B：验证KEYA或KEYB正确后，可读、可写。

 

三、             工作原理

卡片的电气部分只由一个天线和ASIC组成。

天线：卡片的天线是只有几组绕线的线圈，很适于封装到IS0卡片中。

ASIC：卡片的ASIC由一个高速（106KB波特率）的RF接口，一个控制单元和一个

      8K位EEPROM组成。

工作原理：读写器向M1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，其频率与讯写器发射的频率相同，在电磁波的激励下，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储存，当所积累的电荷达到2V时，此电容可做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取读写器的数据。

 

四、             M1射频卡与读写器的通讯

                                               

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

        

选择卡片

Select  Tag

 

 

                                          

                

 

          改变扇区

三次相互验证

Authentication

 

 

中止

Halt

 

减值

decrement

 

加值

increment

 

写 块

Write block

 

读 块

Read

 

                                                                          

 

         不改变扇区

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

复位应答（Answer to request）

M1射频卡的通讯协议和通讯波特率是定义好的，当有卡片进入读写器的操作范围时，读写器以特定的协议与它通讯，从而确定该卡是否为M1射频卡，即验证卡片的卡型。

 

防冲突机制 (Anticollision Loop)

当有多张卡进入读写器操作范围时，防冲突机制会从其中选择一张进行操作，未选中的则处于空闲模式等待下一次选卡，该过程会返回被选卡的序列号。

 

选择卡片(Select Tag)

选择被选中的卡的序列号，并同时返回卡的容量代码。

 

三次互相确认(3 Pass Authentication)

选定要处理的卡片之后，读写器就确定要访问的扇区号，并对该扇区密码进行密码校验，在三次相互认证之后就可以通过加密流进行通讯。（在选择另一扇区时，则必须进行另一扇区密码校验。）

 

对数据块的操作

读 (Read)：读一个块；

写 (Write）：写一个块；

加（Increment）：对数值块进行加值；

减（Decrement）：对数值块进行减值；

存储（Restore）：将块中的内容存到数据寄存器中；

传输（Transfer）：将数据寄存器中的内容写入块中；

    中止（Halt）：将卡置于暂停工作状态；