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

         容量为8K位EEPROM

         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

         每个扇区有独立的一组密码及访问控制

         每张卡有唯一序列号，为32位

         具有防冲突机制，支持多卡操作

         无电源，自带天线，内含加密控制逻辑和通讯逻辑电路

         数据保存期为10年，可改写10万次，读无限次

         工作温度：-20℃~50℃(温度为90%)

         工作频率：13.56MHZ

         通信速率：106KBPS

         读写距离：10mm以内（与读写器有关）

 

二、             存储结构

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

 

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=0.1.2）			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，其频率与读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。

 

             M1射频卡与读写器的通讯

                                             

复位应答 Request

防冲突机制  Anti collision Loop

 

 

 

 

 

 

 

 

        

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