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IC卡

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IC卡 (Integrated Circuit Card，集成電路卡)，也稱智能卡(Smart card)、智慧卡(Intelligent card)、微電路卡(Microcircuit card)或微芯片卡等。它是將一個微電子芯片嵌入符合ISO 7816標準的卡基中，做成卡片形式。IC卡與讀寫器之間的通訊方式可以是接觸式也可以是非接觸式。由於IC卡具有體積小便於攜帶、存儲容量大、可靠性高、使用壽命長、保密性強安全性高等特點，IC卡的概念是在20世紀70年代初提出來的，法國的布爾公司於1976年首先創造出了IC卡產品，並將這項技術應用於金融、交通、醫療、身份證明等行業，它將微電子技術和計算機技術結合在一起，提高了人們工作、生活的現代化程度 [1]  。
中文名
IC卡
外文名
Smart Card
類    型
接觸式、非接觸式、雙界面
接口標準
ISO7816、ISO14443
生產商
銀深源
生產材料
PVC、PET等

目錄

  1. 1 產品原理
  2. 2 種類
  3. 3 特點
  1. 4 功能
  2. 5 應用
  3. ▪ 應用過程
  1. ▪ 應用系統
  2. 6 選型標準

IC卡產品原理

IC卡是集成電路卡，IC卡芯片具有寫入數據和存儲數據的能力，可對IC卡存儲器中的內容進行判定。在卡上封裝有符合ISO標準的芯片，有6~8個觸點和外部設備進行通信，在IC卡上可以有彩色圖案和説明性文字按ISO標準，IC卡的部分觸點及其定義為：VCC：IC卡工作電源；GND：接地；VPP：存儲器編程電源；CLK：有關信號的定時與同步；I/O：卡中串行數據的輸入與輸出；RST：復位信號。當IC卡插入IC卡讀卡器後，各接點對應接通，IC卡上的超大規模集成電路就開始工作 [2]  。

IC卡 種類

根據卡中所鑲嵌集成電路的不同，IC卡可分為存儲卡、非接觸式IC卡、光卡、非接觸式智能IC卡、智能卡 [2]  。
存儲卡
存儲卡，也稱記憶卡(Memory Card)，卡內有具有存儲功能的集成電路存儲器，還有數據存儲器(EEPROM)、工作存儲器(RAM)或程序存儲器(EPROM)。存儲卡使用半導體存儲器。存儲器中所有存儲單元的總和稱為存儲容量，存儲卡的最大容量目前為512 KB。存儲卡讀出/寫入一個字的時間稱作讀/寫時間，讀寫器在接收地址和讀命令時，即可將卡中的內容讀出，讀出時間約為幾微秒，讀寫器在送來地址、要寫數據和寫命令時，即可進行寫入，寫入一個數據的時間比讀出一個數據的時間長得多，一般需要5～10 ms [2]  。
非接觸式IC卡
非接觸式IC卡又稱射頻卡，是近幾年發展起來的一項新技術，它將射頻識別技術和IC卡技術結合在一起，解決了無源（卡中無電源）和免接觸的技術問題 [2]  。
非接觸式IC卡與接觸式IC卡相比有以下特點：
(1)可靠性高。由於讀寫之間無機械接觸，避免了由於接觸讀寫而產生的各種故障；且非接觸式IC卡表面無裸露的芯片，無芯片脱落、靜電擊穿、彎曲損害等後顧之憂 [2]  。
(2)操作方便。無接觸通信使讀寫器在10 cm的範圍內就可以對卡片進行操作，且非接觸式IC卡在使用時無方向性，卡片可以以任意方向掠過讀寫器表面完成操作，既方便又提高了速度 [2]  。
(3)防衝突。非接觸式IC卡中有快速防衝突機制，能防止卡片之間出現數據干擾，讀寫器可以“同時”處理多張非接觸式IC卡 [2]  。
(4)可以適應多種應用。非接觸式Ic卡存儲器結構的特點使其適於一卡多用，可以根據不同的應用設定不同的密碼和訪問條件 [2]  。
(5)加密性能好。非接觸式IC卡的序號是唯一的，在出廠前已固化，其與讀寫器之間有雙向驗證機制；非接觸式IC卡在處理前要與讀寫器進行3次相互認證 [2]  。
光卡
光卡(Optical Card)技術是計算機光盤存儲技術的孿生兄弟，出現於20世紀80年代中期。光卡的記錄介質由半導體激光材料組成，基板材料採用聚碳酸酩（用於高速噴氣式飛機窗户的有機材料）。該材料在耐用性方面是普通IC卡所採用的聚氯乙烯(PVC)的100倍，光卡的大小與IC卡一樣（長85.6 mm、寬54 mm、厚0.76 mm）。光卡利用半導體激光照射來記錄和提取信息，是能夠存儲並再生信息的大容量卡式媒體。光卡的特點如下：
(1)容量大，能存儲4.2 MB的信息，能保存文字、數據資料、照片、圖片、圖像資料；安全性好，不怕強電、強磁干擾；可靠性好，擁有獨特的信息保密手段，可以做到一卡一碼，密碼無法用常規方法讀取；讀寫信息速度快，數據讀取速度為26 KB/s，數據寫入速度為10 KB/s；用專利技術製造，可以防止偽造，且運用了多種加密技術；使用簡便；價格相對便宜 [2]  。
美國國會於1996年認定光卡記錄的信息具有法律效應，選定光卡作為綠卡工程用卡，此外，在汽車管理、醫療保健等方面也大量使用光卡。加拿大提供光卡給旅遊者使用。光卡在我國的醫療保健上也有使用，如北京有些醫院就使用了光卡 [1]  。
非接觸式智能IC卡
非接觸式智能IC卡的ISO標準14443包含A類和B類。B類標準的性能為：芯片在工作時，電壓供應和時鐘永不間斷；能夠提供更高的數據傳送速率。其特點為：適合用於使用量巨大、小金額的消費；系統維護簡便；可以減小人為破壞；質量輕、體積小，可靠性好；可以有多種多樣的數據載體；可以應付各種環境；讀寫更加小巧 [1]  。
智能卡
智能卡是20世紀80年代初推出的，它是在塑料卡片中嵌人含有微處理器、存儲器和輸入/輸出接口的lC卡芯片而製成的，芯片具備存儲功能和信息處理功能，相當於一台微型計算機。智能卡具備普通lC卡所有的功能和特點，它的硬件組成有CPU或MPU、EEP-ROM、EPROM、RAM、ROM等。另外，智能卡內可存儲安全控制軟件，本身具有檢驗個人身份證號、確定持卡人合法性的功能。其存儲容量可達到64～512 KB，拓寬了普通IC卡的應用範圍 [1]  。

IC卡 特點

IC卡具有如下特點：
體積小而且輕，非常便於攜帶；存儲容量大，CPU卡含微處理器，存儲器可分成若干應用區，便於一卡多用，方便保管；可靠性高，IC卡防磁、防靜電、抗干擾能力強，可靠性比磁卡高；使用壽命長，信息可讀寫十萬次，使用壽命長；保密性強、安全性高，IC卡本身具有硬件安全設置，可以控制IC卡內某些區的讀寫特性，如果試圖解密則這些區自鎖，即不可進行讀寫操作。IC卡內的信息加密後不可複製，密碼核對錯誤，卡本身有自毀功能，所以IC卡中的數據安全可靠；網絡要求不高，IC卡的安全可靠性使其在應用中對計算機網絡的實時性、敏感性要求低，可以在網絡質量不高的環境中或在不聯機的情況下應用；IC卡的讀寫機構比磁卡的讀寫機構簡單，可靠，造價便宜，容易推廣，維護簡單 [2]  。

IC卡 功能

密碼管理
IC卡有設置密碼、修改密碼、密碼解鎖等功能。為確保您的IC卡安全，可根據個人需要，為IC卡設置密碼 [3]  。
儲值、圈存
用户根據本人或本單位的需要，可到公司指定的髮卡儲值點辦理繳款儲值業務，以備日後車輛加油使用，也可持卡到各圈存機辦理圈存業務 [3]  。
掛失、補卡、換卡
用户的加油卡不慎遺失或被盜，可到髮卡儲值點辦理掛失、補卡手續；加油卡使用期以卡片背面打印的有效期為準，到期的加油卡應辦理延期或換卡手續，以便繼續持卡加油 [3]  。
開票、查詢
用户在辦理lC卡儲值時，髮卡儲值點為其開具普通發票；用户可隨時在任意一台IC卡加油機上了解加油卡資金餘額，也可到髮卡儲值點查詢，打印對賬單。單位司機卡用户可憑單位管理卡查詢附屬司機卡的全部信息 [3]  。
黑卡
黑卡是指當持卡人使用的加油卡丟失後，進行掛失且掛失生效的卡片。當其他人使用黑卡時，加油機自動將此卡鎖住，該卡將不能繼續加油 [3]  。
灰卡
灰卡是指加油卡在加油過程中，將卡錯誤拔出，卡中未扣除本次加油的金額，加油機就會將此卡標記為灰卡。此卡在下次加油時加油機將會自動扣除上次本應扣除的金額，然後才能繼續本次加油 [3]  。

IC卡 應用

IC卡 應用過程

IC卡的應用過程主要分製造、發行、使用、回收四個階段。
(1)IC卡的製造。IC卡的製造商從lC卡芯片製造商處購入lC卡芯片卡，按照IC卡發行機構的委託要求，經過印刷、打碼、燙金、封裝、過膠、測試等流程，生產出所需的IC卡。如德國的SIEMENS公司就是一家IC卡芯片製造商，SIEMENS提供芯片，公司根據客户（如電信公司）的要求生產成IC卡，供應給社會 [1]  。
(2)lC卡的發行。IC卡的發行通常由應用部門或特定的機構來完成，他們收到製造商提供的IC卡後按自己的一套規則處理，發放給合格的申請者。如電信公司就是IC卡發行機構，他們委託生產公司生產lC電話卡，然後購買並按地區規劃、發行。IC卡的髮卡可分為IC卡的初始化和IC卡的首次充值兩個過程。IC卡的初始化，是指由空白卡（只封裝芯片）變成個人卡的全過程，包括設定某種應用項目的專利編號、發行者編號，認定讀寫器密碼、存取權限等；IC卡的首次充值，是在lC卡充值點由IC卡應用系統人員完成的，記錄內容有卡號、卡類、金額、日期、操作員、機號等。IC卡充值後即可發行 [1]  。
(3)IC卡的使用。IC卡的持有人憑合法的IC卡嚮應用部門要求履行授予的權利。如一個購買了電話卡的用户打IC卡電話等 [1]  。
(4)IC卡的回收。IC卡的回收是指已發行的IC卡因為喪失了使用價值或其他原因由發行機構收回處理。一般都省略了該環節，用完的IC卡由用户自己處理 [1]  。

IC卡 應用系統

IC卡的正常使用需要以IC卡為基本手段的信息管理系統支撐，即IC卡應用系統。通過這個系統，卡能為用户提供信息，向用户提供服務，保證用户用卡的安全。一般認為IC卡應用系統應包括以下三方面的內容：
(1)硬件技術。硬件技術包括IC卡芯片技術、IC卡模塊技術、IC卡裝配技術、IC卡測試技術、IC卡卡基技術、IC卡讀寫機具研製技術等 [1]  。
(2)軟件技術。軟件技術包括系統軟件和應用軟件。系統軟件包括計算機網絡系統、通信系統，以及卡內操作系統(Chip Operating System，簡稱COS)的開發、IC卡讀寫機具與各種高級語言接口函數的開發、存儲管理、密碼技術、安全方案等；應用軟件包括COS的髮卡界面和與應用管理信息系統有關的應用軟件 [1]  。
(3)IC卡應用領域的業務分析。IC卡應用領域的業務分析應該且必須由開發lC卡應用系統的有關業務部門提供。與管理信息系統的業務分析一樣，它的深度和廣度直接影響IC卡應用系統的成敗 [1]  。
(4)銷售終端設備。銷售終端(Point of Sale，POS)是由銀行設置在商業網點或特約商户處的信用卡授權終端機。在實際運用中，一般利用現金收款機作為終端機與主計算機相連，並藉助於光電識讀設備為計算機錄入商品信息。當帶有條碼的商品通過結算台掃描時，商品條碼所表示的信息被讀取到計算機，計算機從數據庫文件中查詢到該商品的名稱、價格等，並經過數據處理打印出收據。POS系統最早應用於零售業，以後逐漸擴展至其他如金融、旅館等服務行業，利用POS系統的範圍也從企業內部擴展到整個供應鏈 [1]  。

IC卡 選型標準

加油站IC卡是現金儲值卡，對卡上數據的安全性和保密性有極高的要求，本系統在IC卡選型上採用以下標準：
(1)識別卡集成電路卡標準《ISO/IEC7816 - 1/2/3/4》。
(2)《中國金融集成電路( lC)卡規範》V2.0的第1、2、9部分。
(3)人民銀行制定的金融lC卡標準(PBOCI.O)。
根據以上標準我們選用射頻CPU卡，卡上存有用户的基本信息、餘額、交易的必要條件、最近交易的歷史明細，同時還存有各種數據讀寫的權限和認證密碼。所有和卡進行數據交換的操作，必須經過卡內的CPU；所有操作的數據都是加密的；加密的操作是由卡終端內的安全模塊完成的。錯誤的操作次數將被IC卡記錄，當操作次數大於規定的數值時，lC卡將自鎖、甚至毀掉自身的數據，以保證對全局的安全 [4]  。
參考資料
  • 1.    吳強主編,物流設備與技術,武漢理工大學出版社,2013.01,第252頁
  • 2.    吳強主編,物流設備與技術,武漢理工大學出版社,2013.01,第250頁
  • 3.    王福全編著,做最好的加油站經理=Do the best gas station manager,中國經濟出版社,2016.01,第49頁
  • 4.    王福全編著,做最好的加油站經理=Do the best gas station manager,中國經濟出版社,2016.01,第48頁