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。根據通訊接口把IC卡分成接觸式IC卡、非接觸式IC和雙界面卡(同時具備接觸式與非接觸式通訊接口)。
IC卡由于其固有的信息安全、便于攜帶、比較完善的標準化等優(yōu)點,在身份認證、銀行、電信、公共交通、車場管理等領域正得到越來越多的應用,例如二代身份證,銀行的電子錢包,電信的手機SIM卡,公共交通的公交卡、地鐵卡,用于收取停車費的停車卡等,都在人們日常生活中扮演重要角色。
1、基本簡介
編輯IC卡是繼磁卡之后出現的又一種信息載體。IC卡是指集成電路卡,一般用的公交車卡就是IC卡的一種,一般常見的IC卡采用射頻技術與支持IC卡的讀卡器進行通訊。IC卡與磁卡是有區(qū)別的,IC卡是通過卡里的集成電路存儲信息,而磁卡是通過卡內的磁力記錄信息。IC卡的成本一般比磁卡高,但保密性更好。
非接觸式IC卡又稱射頻卡,成功地解決了無源(卡中無電源)和免接觸這一難題,是電子器件領域的一大突破。主要用于公交、電信、銀行、車場管理等領域。主要的功能包括安全認證,電子錢包,數據儲存等。常用的門禁卡、二代身份證屬于安全認證的應用,而銀行卡、地鐵卡等則是利用電子錢包功能。
2、產品原理
編輯IC卡工作的基本原理是:射頻讀寫器向IC卡發(fā)一組固定頻率的電磁波,卡片內有一個LC串聯諧振電路,其頻率與讀寫器發(fā)射的頻率相同,這樣在電磁波激勵下,LC諧振電路產生共振,從而使電容內有了電荷;在這個電容的另一端,接有一個單向導通的電子泵,將電容內的電荷送到另一個電容內存儲,當所積累的電荷達到2V時,此電容可作為電源為其它電路提供工作電壓,將卡內數據發(fā)射出去或接受讀寫器的數據。
3、制作流程
編輯IC卡制作流程分為:IC卡從設計到發(fā)行,可歸納成以下幾個步驟:
系統設計
根據應用系統對卡的功能和安全的要求設計卡內芯片(或考慮設計通用芯片),并根據工藝水平和成本對智能卡的MPU、存儲器容量和COS提出具體要求,或對邏輯加密卡的邏輯功能和存儲區(qū)的分配提出具體要求。
卡內集成電路設計
其設計過程與ASIC(專用集成電路)的設計類似,包括邏輯設計、邏輯模擬、電路設計、電路模擬、版圖設計和正確性驗證等,可借助于Workview、Mentor或Cadence等計算機輔助設計工具來完成。
對于智能卡,在國外經常采用工業(yè)標準微處理器作為核心,調整存儲器的種類和容量,而不必重新設計。比較可行的辦法是,由國內設計COS,由國外半導體廠家生產芯片,Motorola、日立等公司都提供這種業(yè)務。為可靠起見,這些芯片應該有自保護能力。
軟件設計(僅適于智能卡)
包括COS和應用軟件的設計,有相應的開發(fā)工具可供選用。由于智能卡的安全性與COS有關,因此在國家重要經濟部門和機密部門使用的智能卡,應寫入中國自行設計的COS。
芯片制造
在單晶硅圓片上制作電路
設計者將設計好的版圖或COS代碼提交給芯片制造廠。制造廠根據設計與工藝過程的要求,產生多層掩膜版。在一個圓片上可制作幾百~幾千個相互獨立的電路,每個電路即為一個小芯片。小片上除有按IC卡標準(8個觸點)設計的壓焊塊外,還應有專供測試用的探針壓塊,但要注意這些壓塊是否會給攻擊者以可乘之機。
測試并在E2PROM中寫入信息
利用帶測試程序的計算機控制探頭測試圓片上的每個芯片。在有缺陷的芯片上做標記,在測試合格的芯片中寫入制造廠代號等信息。如用戶需要制造廠在E2PROM中寫入內容,也可在此時進行。
運輸碼也可在此時寫入。運輸碼是為了防止卡片在從制造廠運輸到發(fā)行商的途中被竊而采取的防衛(wèi)措施,是僅為制造廠和發(fā)行商知道的密碼。發(fā)行商接收到卡片后要首先核對運輸碼,如核對不正確,卡將自鎖,燒斷熔絲。
磨割圓片
厚度要符合IC卡的規(guī)定,研磨后將圓片切割成眾多小芯片。
造微模塊
將制造好的芯片安裝在有8個觸點的印制電路薄片上,稱作微模塊。
卡片制造
將微模塊嵌入卡片中,并完成卡片表面的印刷工作。
卡初始化
先核對運輸碼。如為邏輯加密卡,運輸碼可由制造廠寫入用戶密碼區(qū),發(fā)行商核對正確后改寫成用戶密碼對于智能卡,在此時可進行寫入密碼、密鑰、建立文件等操作。
操作完畢,將熔絲燒斷。此后該卡片進入用戶方式,而且永遠也不能回到以前的工作方式,這樣做也是為了保證卡的安全。
處理發(fā)行
發(fā)行商通過讀寫設備對卡進行個人化處理,根據應用要求寫入一些信息。完成以上這些過程的卡,就成為一張能唯一標識用戶的卡,即可交給用戶使用。
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