磁卡

英語名稱：magnetic card

一種卡片狀的磁性記錄介質，與各種讀卡器配合作用。磁卡是利用磁性載體記錄了一些信息，用來標識身份或其它用途的卡片。

視使用基材的不同，磁卡可分為PET卡、PVC卡和紙卡三種；

視磁層構造的不同，又可分為磁條卡和全塗磁卡兩種。

磁條卡由塑料卡片和貼在其上的磁條組成，磁條上有三條存儲信息的磁道。ISO明確規範了磁條卡的相關特性，説明如下：

l ISO7810規定磁條卡的物理特性，包括卡的材料、構造和尺寸。通常磁條卡的尺寸為85.5 X 54 X 0.76(mm)；

l ISO7811規定了磁條卡上三條磁道的數據格式和記錄信息的位置，參見表7。

表7 磁條卡參數

磁卡和IC卡是當前信息化社會中最常使用的兩種卡種，是我們錢包中的“常客”，我國每年的髮卡量已超過兩億張。那磁條卡和IC卡的區別又在什麼地方呢？對比説明參見表8。

表8 磁條卡與IC卡對比

磁條卡是卡片界的元老，其使用時間最長、使用數量最大。隨着信息化和電子化技術的發展，磁條卡因上文所述的缺點，開始逐漸淡出歷史舞台。

磁卡是一種磁記錄介質卡片。它由高強度、耐高温的塑料或紙質塗覆塑料製成,能防潮、耐磨且有一定的柔韌性，攜帶方便、使用較為穩定可靠。通常，磁卡的一面印刷有説明提示性信息，如插卡方向；另一面則有磁層或磁條，具有2-3個磁道以記錄有關信息數據。

磁條上有3個磁道。磁道1、磁道2、磁道3為讀寫磁道，在使用時可以讀出，也可以寫入。

磁道1可記錄數字（0－9）、字母（A－Z）和其他一些符號（如括號、分隔符等），最大可記錄79個數字或字母。

磁道2和3所記錄的字符只能是數字（0－9）。磁道2最大可記錄40個字符，磁道3最大可記錄107個字符。

磁條是一層薄薄的由排列定向的鐵性氧化粒子組成的材料（也稱之為顏料）。用樹脂粘合劑嚴密地粘合在一起,並粘合在諸如紙或塑料這樣的非磁基片媒介上。

磁條從本質意義上講和計算機用的磁帶或磁盤是一樣的，它可以用來記載字母、字符及數字信息。通過粘合或熱合與塑料或紙牢固地整合在一起形成磁卡。磁條中所包含的信息一般比長條碼大。磁條內可分為三個獨立的磁道，稱為TK1,TK2,TK3，TK1最多可寫79個字母或字符;TK2最多可寫40個字符;TK3最多可寫107個字符。由於磁卡成本低廉，易於使用，便於管理，且具有一定的安全特性，因此它的發展得到了很多世界知名公司，特別各國政府部門幾十年的鼎立支持，使得磁卡的應用非常普及，遍佈國民生活的方方面面。值得一提的是銀行系統幾十年的普遍推廣使用使得磁卡的普及率得到了很大的發展。

磁條型：一般抗磁力卡（300oe）

高抗磁力卡(3500oe)

直接塗印型：低抗磁力卡（300oe）（如：公園門票）

高抗磁力卡（2700oe）(如：地鐵卡、電話卡)

應用範圍：銀行卡、證券、保險：貸記卡、準貸記卡、ATM卡、提款卡、借記卡、轉賬卡、專用卡、儲值卡、聯名卡、商務卡、個人卡、公司卡、社會保險卡、社會保障卡、證券交易卡...

零售服務：購物卡、現金卡、會員卡、禮品卡、訂購卡、折扣卡、積分卡等

社會安全：人壽和意外保險卡、健康卡

交通旅遊：汽車保險卡、旅遊卡、房間卡鎖、護照卡、停車卡、付費TV卡、高速公路付費卡、檢查卡

醫療：門診卡、健康檢查卡、捐血卡、診斷圖卡、血型卡、健康記錄卡、婦產卡、病歷卡、保險卡、藥方卡

特種證件：身份識別證卡、暫住證卡、印鑑登記卡、免税卡...

教育：CAI卡、圖書卡、學生證、報告卡、輔導卡、成績卡...

娛樂：電玩卡、卡拉OK卡、娛樂卡、戲院卡

其它：工廠自動化卡、操作員卡、品質控制卡、進出管制卡、工作卡、個人記錄卡、家庭安全卡等

磁卡的使用已經有很長的歷史了。由於磁卡成本低廉，易於使用，便於管理，且具有一定的安全特性，因此它的發展得到了很多世界知名公司，特別各國政府部門幾十年的鼎立支持，使得磁卡的應用非常普及，遍佈國民生活的方方面面。打電話可以用磁卡，坐飛機檢票可以用磁卡，股票市場可以用磁卡，等等。

據資料報道，美國平均每個(成年)人擁有的各類磁卡多達4 張，新加坡也有類似的普及率。在美國等一些發達國家，由於磁卡廣泛應用於銀行、證券等系統，磁卡的應用系統非常完善，如果將已有的這些磁卡應用系統，包括Visa 卡/MasterCard 卡應用系統在內，全部換成正在日益成熟的智能卡系統，那麼每年的投入至少上千億美元，並且將嚴重影響國民的生活使用習慣以及應用系統的正常運轉等。這也是智能卡系統在美國的發展遠比歐洲國家要慢的原因所在。在未來很長的一段時間內特別是像美國這樣一個銀行磁卡應用系統高度發達的國家，銀行磁卡應用系統將同智能卡應用系統以互補方式共同存在。智能卡的總體安全保密性比磁卡的確要好，但是非常完善的磁卡應用系統（例如銀行系統）彌補了磁卡本身在其安全保密特性上所存在的不足，因此對使用者來説並不會明顯體會兩種卡的安全特性有差異及影響使用等。

磁條卡使用中會受到諸多外界磁場因素的干擾

☆ 磁條卡在錢包、皮夾中距離磁扣太近，甚至與磁扣發生接觸。

☆ 與女士皮包、男士手包磁扣太近或接觸。

☆ 與帶磁封條的通訊錄、筆記本接觸。

☆ 與手機套上的磁扣、汽車鑰匙等磁性物體接觸。

☆ 與手機等能夠產生電磁輻射的設備長時間放在一起。

☆ 與電視機、收錄機等有較強磁場效應的家用電器距離過近。

☆ 在超市使用時，與超市中防盜用的消磁設備距離太近甚至接觸。

☆ 多張磁條卡放在一起時，兩張卡的磁條互相接觸。

另外，磁條卡受壓、被折、長時間磕碰、曝曬、高温，磁條劃傷弄髒等也會使磁條卡無法正常使用。同時，在刷卡器上刷卡交易的過程中，磁頭的清潔、老化程度，數據傳輸過程中受到干擾，系統錯誤動作，收銀員操作不當等都可能造成磁條卡無法使用。

記錄磁頭由內有空隙的環形鐵芯和繞在鐵芯上的線圈構成。磁卡是由一定材料的片基和均勻地塗布在片基上面的微粒磁性材料製成的。在記錄時，磁卡的磁性面以一定的速度移動，或記錄磁頭以一定的速度移動，並分別和記錄磁頭的空隙或磁性面相接觸。磁頭的線圈一旦通上電流，空隙處就產生與電流成比例的磁場，於是磁卡與空隙接觸部分的磁性體就被磁化。如果記錄信號電流隨時間而變化，則當磁卡上的磁性體通過空隙時（因為磁卡或磁頭是移動的），便隨着電流的變化而不同程度地被磁化。磁卡被磁化之後，離開空隙的磁卡磁性層就留下相應於電流變化的剩磁。

如果電流信號（或者説磁場強度）按正弦規律變化，那麼磁卡上的剩餘磁通也同樣按正弦規律變化。當電流為正時，就引起一個從左到右（從 N 到 S）的磁極性；當電流反向時，磁極性也跟着反向。其最後結果可以看作磁卡上從 N 到 S 再返回到 N 的一個波長，也可以看作是同極性相接的兩塊磁棒。這是在某種程度上簡化的結果，然而，必須記住的是，剩磁 Br 是按正弦變化的。當信號電流最大時，縱向磁通密度也達到最大。記錄信號就以正弦變化的剩磁形式記錄，貯存在磁卡上。

磁卡上面剩餘磁感應強度Br 在磁卡工作過程中起着決定性的作用。磁卡以一定的速度通過裝有線圈的工作磁頭，磁卡的的外部磁力線切割線圈，在線圈中產生感應電動勢，從而傳輸了被記錄的信號。當然，也要求在磁卡工作中被記錄信號有較寬的頻率響應、較小的失真和較高的輸出電平。

一根很細的金屬直線可以作為一個簡單的重放設備。金屬直線與磁卡緊貼，方向垂直於磁卡運行方向，磁卡運行時，金屬直線切割磁力線而產生感應電動勢，電動勢的大小與切割的磁力線成正比。當磁卡的運行速度保持不變時，金屬直線的感應電動勢與磁卡表面剩餘磁感應強度成正比，而導體中的感應電動勢可由下式表示：

e=BrWv 式中 Br －表面剩餘磁感應強度；W －記錄道跡的寬度；

v －重放時磁卡的運行速度。

在 Br=2πf/vφrmcos2πft 的情況下，綜合 Br 和 e 的關係式，得到 e=2πfWφrmcos2πft 。 當然，用一根金屬線作磁卡工作設備，由於輸出很小，故而是不實用的。

而磁頭是用高導磁係數的軟磁材料製成的鐵芯，上面纏有繞組線圈，磁頭前面有一條很窄的縫隙，這時進入工作磁頭的磁卡磁通量而言，可以看作是兩個並聯的有效磁阻，即空隙的磁阻和磁頭鐵芯的磁阻。因為空隙的有效磁阻遠大於工作磁頭鐵芯的磁阻，所以磁卡上磁通量的絕大部分輸入到磁頭鐵芯，並與工作磁頭上線圈繞組發生交連，因而感應出電動勢，在這種情況下，單根金屬重放線所得到的感應電動勢公式完全適用於環形磁卡工作磁頭，只是比例係數不同而已。

設 N 為線圈的匝數， m 為與工作磁頭鐵芯的大小和磁性有關的係數，則環形工作磁頭繞組中所產生的感應電動勢為：e=2πfWmNφrmcos2πft

因為在工作磁繞組中所感應的電動勢正比於磁通的變化率，即電動勢 e ∝ By ∝ 頻率 f 。在記錄時 i=Isinwt ，縱向剩磁密度 Bx ∝ i （傳遞曲線的直線部分），所以， Bx=K1Isinwt 。由於 By ∝ dbx/dt,e ∝ By ，所以， e=K2Iwcoswt 。這裏的 K2 取決於工作磁頭的效率、匝數、磁帶材料等。這些公式還表明：輸出電壓正比記錄電流；輸出電壓正比於信號頻率；輸出電壓得到 90°的相應變化（即由正弦項改變到餘弦項）。

1．ISO 7810：1985 識別卡 物理特性

規定了卡的物理特性，包括卡的材料、構造、尺寸。卡的尺寸為：寬度 85.72mm----85.47mm

高度 54.03mm----53.92mm

厚度 0.76±0.08mm

卡片四角圓角半徑 3.18mm

一般講卡的尺寸為：85.5 X 54 X 0.76

2．ISO 7811－1：1985 識別卡 記錄技術 第1部分：凸印

規定了卡上凸印字符的要求（字符集、字體、字符間距和字符高度）。

3．ISO 7811―2：1985 識別卡 記錄技術 第2部分：磁條

規定了卡上磁條的特性、編碼技術和編碼字符集。

4．ISO 7811―3：1985 識別卡 記錄技術 第3部分：ID-1型卡上凸印字符的位置

5．ISO 7811―4：1985 識別卡 記錄技術 第4部分：只讀磁道的第1、2磁道位置

6．ISO 7811―5：1985 識別卡 記錄技術 第5部分：讀寫磁道的第3磁道位置

①卡基尺寸標準：卡基長度：85.47mm-85.72mm寬度：53.92mm-54.03mm

ISO標準(磁卡)厚度：0.76mm（不含磁條厚度）IC卡厚度：0.84mm±0.02mm

特殊厚度：依據需方要求製作誤差為±0.03mm

印刷工藝：根據用户需求的不同，有膠印、絲印、打印等多種印刷方式，採用其中一種甚至多種印刷方式印刷，同時根據需求可以在卡片上增加燙金、燙銀等特殊工藝專版，以達到用户所需的最佳質量及視覺需求。

隨着磁卡應用的不斷擴大，有關磁卡技術，特別是安全技術已難以滿足越來越多的對安全性要求較高的應用需求。以前在磁卡上應用的安全技術，如水印技術、全息技術、精密磁記錄技術等，隨着時間的推移其相對安全性已大為降低。其工作的基本原理是依靠自身“卡的號碼”來識別不同磁卡，因此在讀卡時卡號相對公開，比較容易複製。

IC卡（芯片型智能卡的一種）則是通過芯片上寫有的密鑰參數進行識別的。IC卡在使用時，必須要通過與讀寫設備間特有的雙向密鑰認證。出廠時，先對IC卡進行初始化（加密）；待交付使用時還需通過IC卡發行系統，將各用户卡生成自己系統的專用密鑰。

又出現了可視卡。

A．卡的保密性和安全性較差

磁條上的信息比較容易讀出，非法修改磁條上的內容也較容易，所以大多情況下磁卡都是被作為靜態數據輸入使用。雖然第3磁道可讀寫，並且有金額字段，也只是用於小金額的應用領域，例如電話卡。

B．使用磁卡的應用系統需要有可靠的計算機系統和中央數據庫的支持

在金融行業，作為金融交易卡的磁卡，一般配合強大、可靠的計算機網絡系統使用，金額、交易記錄等信息，均保存在金融機構計算機的數據庫中，用户所持的卡片只是提供用户的主賬號等索引信息，便於在數據庫中迅速找到用户數據。

磁卡的主要優點: 成本低，這也是它容易推廣的原因。

據網易、中搜等媒體報道，根據中國人民銀行部署，10月底前全國POS機將關閉芯片銀行卡降級交易，芯片卡支付將告別刷卡，迎來插卡時代。從明年開始，經濟發達地區新發行以人民幣結算的銀行卡應為芯片卡，磁條卡將逐步停發。 ^[2]