复旦白卡，M1白卡，IC白卡，非接触式白卡

非接触式IC卡性能简介（MF1） 
 
一、 主要指标 
z  容量为8K位EEPROM 
z  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 
z  每个扇区有独立的一组密码及访问控制 
z  每张卡有一序列号，为32位 
z  具有防冲突机制，支持多卡操作 
z  无电源，自带天线，内含加密控制逻辑和通讯逻辑电路 
z  数据保存期为10年，可改写10万次，读无限次 
z  工作温度：-20 ℃~50 ℃(温度为90%), PET 材料封装得M1卡，温度可达100 ℃。 
z  工作频率：13.56MHZ 
z  通信速率：106KBPS 
z  读写距离：10mm 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**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 、*0 扇区的块 0 （即**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  0 7   8 0   6 9      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 ：   C1 1   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： 
           bi t   7     6      5       4     3      2       1       0  
字节6        C20_b       C10_b 
字节7        C 1 0         C30_b 
字节8        C 3 0         C 2 0  
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： 
          b i t   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  C 1 2   C 11   C 1 0   C33_b C32_b C31_b  C30_b 
字节8  C 3 3   C 3 2   C 3 1   C 3 0   C 2 3   C 2 2   C 2 1   C 2 0  
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 
  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
          
   
                                            
                  
 
           改变扇区 
 
                                                                            
 
          不改变扇区 
复位应答 
Request 
    防冲突机制 
  Anti collision Loop
选择卡片 
Select  Ta g 
三次相互验证 
Authentication 
读  块 
Read 
写  块 
Wr ite 
加值
increm ent
减值 
decrem ent
中止
Halt
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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 T a g) 
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； 
 
一、概述 
非接触式IC 卡又称射频卡，是世界上较近几年发展起来的一项新技术，它成功地将射
频 
识别技术和IC卡技术结合起来，解决了无源（卡中无电源）和免接触这一难题，是电子器
件领域的一大突破。 
与接触式IC 卡相比较，非接触式卡具有以下优点： 
1 ．可靠性高 
非接触式IC 卡与读写器之间无机械接触，避免了由于接触读写而产生的各种故障。
例如：由于粗暴插卡、非卡外物插入、灰尘或油污导致接触不良等原因造成的故障。 
此外，非接触式IC 卡表面无裸露的芯片，无须担心芯片脱落、静电击穿、弯曲损
坏等问题，既便于卡片的印刷，又提高了卡片的使用可靠性。 
2 ．操作方便，快捷 
由于非接触通讯，读写器在10cm范围内就可以对卡片操作，所以不必插拔卡， 
非常方便用户使用。 
非接触式卡使用时没有方向性，卡片可以任意方向掠过读写器表面，即可完成 
操作，这大大提高了每次使用的速度。 
3 ．防冲突 
非接触式卡中有快速防冲突机制，能防止卡片之间出现数据干扰，因此，读写器可
以“同时”处理多张非接触IC 卡。这提高了应用的并行性，无形中提高了系统工
作速度。 
4 ．可以适合于多种应用 
非接触式卡的存储器结构特点使它一卡多用，能应用于不同的系统，用户可根据不
同的应用设定不同的密码和访问条件。 
5 ．加密性能好 
非接触式卡的序列号是一的，制造厂家在产品出厂前已将此序列号固化，不可再
更改。 
非接触式卡与读写器之间采用双向验证机制，即读写器验证IC 卡的合法性， 
同时IC 卡也验证读写器的合法性。 
非接触式卡在处理前要与读写器进行三次相互认证，而且在通讯过程中所有的数据
  都加密。此外，卡中各个扇区都有自己的操作密码和访问条件。 
由于非接触式IC 卡具有以上无可拟比的优点，所以它很适宜应用于电子钱包， 
公路自动收费系统和公共汽车自动售票系统等。 
二、S50 系统参数 
S50 非接触式卡符合MIFARE I的国际标准，容量为8K位，数据保存期为10年，可 
改写10万次，读无限次。S50 卡不带电源，自带天线，内含加密控制逻辑电路和通讯逻辑
电路，卡与读写器之间的通讯采用国际通用的 DES 和RES 保密交叉算法，具有较高的保密
性能。 
z  工作频率： 13.56MHz 
z  通信速率： 106KB 波特率 
z  防冲突   ：  同一时间可处理多张卡 
z  读写距离：  在100mm内（与天线形状有关）能方便、快速地传递数据 
z  半双工通讯方式 
z  在无线通讯过程中通过以下机制来保证数据完整 
?  防冲突机制 
?  每块有16位CRC纠错 
?  每字节有奇偶校验位 
?  检查位数 
?  用编码方式来区分“1 ”、“0 ”或无信息 
?  信道监测（通过协议顺序和位流分析） 
z  支持多卡操作 
?  防冲突机制 
同一时间内可处理多张卡，并且在处理卡片时，可防止突发的读或写或读写中断现象 
?  动态读写 
当对某张卡片进行处理时，其它卡可进入或离开射频区域 
?  快速防冲突协议 
每增加一张卡对整个处理过程来说仅增加1ms 
z  材料：PVC 
z  尺寸：符合ISO10536 标准 
z  工作温度：-20 ℃至50℃（湿度为90%） 
z  无电池：无线方式传递数据和能量 
z  芯片加工技术：采用高速的CMOS EEPROM 工艺 
z  组成部分：一个芯片和一个简单的线圈 
z  *性： 
?  三次相互认证（ISO ／IEC  DIS 9798-2） 
?  通讯过程中所有数据均加密以防止信号截取 
?  每一扇区有相互独立的密码 
?  每张卡的序列号是**一的，有32位 
?  传输密码保护 
z  支持一卡多用的存储结构 
?  8K位EEPROM，无电池 
 ?  分为16个扇区支持多种应用 
?  每个扇区包括4 块 
?  块是较小的读写单位，每块包含16个字节 
?  每个扇区有自己的一组密码 
?  用户可灵活地定义每一扇区的访问条件 
?  运算能力：加和减 
?  数据保持10年 
z  典型处理时间 
?  识别一张卡 3ms    （包括复位应答和防冲突） 
?  读一个块 2.5m s（不包括认证过程） 
4.5ms（包括认证过程） 
?  写一个块＋读控制 
12m s  （不包括认证过程） 
14m s  （包括认证过程） 
z  典型交易过程 <100ms 
三、工作原理 
卡片的电气部分只由一个天线和ASIC（**集成电路）组成，没有其它外部器件。 
天线：卡片的天线是只有几组绕线的线圈，很适于封装到ISO 卡片中。 
ASIC：卡片的ASIC由一个高速（106K B 波特率）的RF接口，一个控制单元和一个
8K位EEPROM组成。 
S50 射频卡的工作原理是：读写器向S50 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。 
四、S50 射频卡与读写器的通讯 
 
 
 
 
通讯顺序             典型的通讯时间 
 
       复位应答 
     Answer to Request 
                识别： 
      防冲突闭合机制         2. 5 ms  无冲突 
     Anticollision Loop        +1ms  对于每一个冲突 
 
       选择卡片 
      Se l e c t  Ta g  
 
          三次相互认证         认证： 
        Au t h e n t i c a t i o n          2ms 
 
                读/ 写： 
        读块      写块      读块 2.1m s 
    Read Block   Write Block       写块 8.6m s 
                 （无验证） 
 
 
复位应答（Answer to Request ） 
S50 射频卡的通讯协议和通讯波特率是定义好的，通过这两项内容，读写器和S50 卡互
相 
验证。当某张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S50 射频卡，即验证卡片的卡型（Ta g  Ty p e ）。 
防冲突闭合机制（Anticollision  Loop） 
当有多张S50 卡在读写器的操作范围内时，防冲突闭合电路首先从众多卡片中选择其
中的 
一张作为下步处理的对象，而未选中的卡片则处于空闲模式以等待下一次被选择，该过程返
回一个被选中的卡的序列号。（Serial No ） 
选择卡片（Se1ect Ta g ） 
选择被选中卡的序列号，并同时返回卡的容量代码Ta g S i z e（前＂08＂，代表容量返回 
值，现已改＂88＂，无特殊意义）。 
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， 
在三次互相认证之后就可以通过加密流进行任何通讯。（在选择下一个扇区时，则必须进行
新扇区的密码校验。） 
读／写 
确认之后就可以执行下列操作： 
读（Read）     读一个块 
写（Write）     写一个块 
减（Decrement）  块中的内容作减法之后，结果存在数据寄存器中 
加（Increm ent）   块中的内容作加法之后，结果存在数据寄存器中 
传输（Transfer）  将数据寄存器中的内容写入块中 
存储（Restore）   将块中的内容读到数据寄存器中 
暂停（Halt ）   将卡置于暂停上作状态 
五、数据完整性 
在非接触通讯中，以下措施保证了读写器和卡片之间数据传递完整、可靠： 
z  防冲突 
z  每块有16位CRC纠错 
z  每字节有奇偶校验位 
z  检查位数 
z  用编码方式来区分“1 ”、“0 ”或无信息 
  z  信道监测（通过协议顺序和位流分析） 
六、保密性 
S50 射频卡的保密性能很好是由于：读写前的三次确认、*一**的卡片序列号、传递
数 
据加密、传输密码和访问密码的保护。 
卡片中的密码是受保护、不可读的，只有知道密码的用户才能修改它。卡中的EEPROM 
存储区分为16个扇区，每个扇区都有自己的访问密码，用户可根据扇区的不同应用设定不
同的密码（一卡多用）。扇区的访问密码分为KEY A和KEY B 两组不同密码，根据访问条
件，在校验KEY A和KEY B之后才可以对存储器进行访问。例如：KEY A用于保护减操
作，KEY B 用于保护加操作。 
三次相互确认 
确认过程如图示所示： 
              (A)R B
      
       A   (B)TOKENAB   B 
              (D)TOKE NB A   
读写器         卡 
图2 
图中的所示的符号 
                        T o k e n  AB＝ek
AB（R A R
B
 B Te xt2） 
                        T o k e n   B A＝ek
AB（R B R
A 
Te x t 4 ） 
(A)   B 发出一个随机数R B
 
(B)   A 返回Token A B 给B 
(C)    收到Token A B 后，B 译码并验证符号AB中所含的随机数R B 是否与在(A) 中所 
发出的一致。 
(D)   B 发给A 一个值BA 
(E)   收到BA之后，A 译码并验证R B 的正确性，同时还验证BA中所含的随机数 
R A 是否和(B)发出的一致。 
 
客户服务