非接触式智能卡
非接触式智能卡(Contactless Smart Card)
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什么是非接触式智能卡[1]
非接触式智能卡是指带有射频识别芯片的信用卡或其他用途的卡。
非接触式智能卡的特点[2]
非接触式IC卡的读／写，通常由非接触型IC卡与读卡器之间通过无线电波来完成。非接触型IC卡本身是无源体，当读卡器对卡进行读／写操作时，读卡器发出的信号由两部分叠加组成。一部分是电源信号，该信号由卡接收后，与其本身的L／C产生谐振，产生一个瞬间能量来供给芯片工作。另一部分则是结合数据信号，指挥芯片完成数据的修改、存储等，并返回给读卡器。
非接触型IC卡的特点是：
(1)可靠性高、使用寿命长。卡上无外露机械触点，卡片与读写器之间无机械接触，不会导致污染、损伤、磨损、静电等，大大降低了读／写故障率。完全封闭的封装形式具有防水汽、防静电、防震动和防电磁干扰的优良特性；
(2)操作方便、快捷。不必进行卡的插拔，且非接触智能卡使用时没有方向性，用户不必将卡片从钱包中取出来即可刷卡，大大提高了每次使用的方便性和系统运作的速度。
(3)防止冲突、抗干扰性好。非接触智能卡中有主冲突机制，能防止卡片之间出现数据干扰，可以“同时”处理多张卡片，提高了应用的并行性，无形中提高了系统工作效率和速度。
(4)因为完全密封，卡上无机械触点，所以既便于卡的印刷，又不易受外界不良因素的影响，提高了卡的使用寿命，且更加美观。
(5)适用范围广、一卡多用。非接触智能卡的存储器结构特点使它适合于一卡多用，能广泛应用于不同的系统，用户可以根据不同的应用设置不同的密码和访问条件，真正做到一卡通。
(6)安全性高，无论在卡与读卡器之间进行无线频率通信时，还是卡内数据读／写时，都经过了复杂的数据加密和严格授权。卡中的用户区可按用户要求，设置成若干个小区，每个小区都可分别设置密码。
(7)体积小，重量轻，便于携带，质量可靠，性能稳定，使用成本便宜。
非接触式智能卡的工作原理[3]
非接触式IC卡，又名感应卡，诞生于20世纪90年代初，由于存在着磁卡和接触式IC卡不可比拟的优点，它一经问世，便立即引起广泛的关注，并以惊人的速度得到推广与应用。
非接触式IC卡由IC芯片：感应天线组成，并完全密封在一个标准PVC卡片中，无外露部分。非接触式IC卡的读写操作，通常由非接触型IC卡与读写器之间通过无线电波来完成。
非接触型IC卡本身是无源体，当读写器对卡进行读写操作时，读写器发出的信号由两部分叠加组成：一部分是电源信号，该信号由卡接收后，与其本身的L／C产生谐振，产生一个瞬间能量来供给芯片工作。另一部分则是结合数据信号，指挥芯片完成数据、修改、存储等一系列操作，并返回给读写器。
由非接触式IC卡所形成的读写系统，无论是硬件结构，还是操作过程都得到了很大的简化，同时借助于先进的管理软件，可脱机进行操作，使得数据读写过程更为简单。
非接触式IC卡与磁卡、接触式IC卡相比，有诸多优点。磁卡由于其结构简单，存储容量小，安全保密性差，读写设备复杂且维护费用高，作为20世纪七八十年代技术水平的产品已风光不再，面临下岗。
接触式IC卡与磁卡相比，更加安全可靠，除了存储容量大，还可一卡多用，同时可靠性比磁卡高，寿命长；读写机构比磁卡读写机构简单可靠，造价便宜，维护方便，容易推广。正由于以上优点，使得接触式IC卡市场遍布世界各地，风靡一时。然而，当前风头正健的接触式IC卡面临着后来者非接触式IC卡的强劲挑战。
非接触式IC卡与传统的接触式IC卡相比，它在继承接触式IC卡的优点(如大容量、高安全性等)的同时，又克服了接触式IC卡所无法避免的缺点(如读写故障率高，由于触点外露而导致的污染、损伤、磨损、静电以及插卡这个不便的读写过程等)。非接触式IC卡以完全密封的形式及无接触的工作方式，使之不受外界不良因素的影响，从而使用寿命完全接近IC芯片的自然寿命，因而卡本身的使用频率和期限以及操作的便利性都大大地高于接触式IC卡。
可见，非接触式IC卡不仅代表着卡技术发展多年的结晶，也象征着卡的应用又提高到一个新的阶段。同时，非接触式IC卡国际标准IS014443的诞生，将使之兼容接触式IC卡从而为非接触式IC卡带来了无穷无尽的潜力。毫无疑问，集众家之大成的非接触式IC卡将在身份识别、金融、电子货币、公共交通、智能楼宇、小区物业、社会保障诸多领域独领风骚。
非接触式IC卡与读卡器之间通过无线电波来完成读写操作。二者之间的通信频率为13．56MHz。
非接触式IC卡本身是无源卡，当读写器对卡进行读写操作时，读写器发出的信号由两部分叠加组成：
一部分是电源信号，该信号由卡接收后，与本身的L／C产生一个瞬间能量来供给芯片工作。
另一部分则是指令和数据信号，指挥芯片完成数据的读取、修改、储存等，并返回信号给读写器。
读写器一般由单片机、专用智能模块和天线组成，并配有与Pc的通信接口，打印口，I／O口等，以便应用于不同的领域。非接触式IC卡读写系统框图如图1所示。
非接触式智能卡的构造[3]
(1)1024×8位EEPROM存储区
其分为16个扇区，每扇区分为4块(块0，块1，块2，块3)，按块号编址为0～63共64块。存储区的分布见表1，如图2所示。
厂商代码区：第0扇区的块0(即绝对地址0块)用于存放厂商代码，已经固化，不可更改。
·数据区：所有扇区都有3块(每块16个字节)存储数据。(扇区0只有两个数据块和一个只读厂商代码块)
·值块：值块可用作电子钱包(有效的命令有：read，write，increment，decrement，restore，transfer)。每个值块的值为4个字节。
(2)扇区控制块(块3)
每个扇区都有一个扇区控制块，包括：
·密码A和密码B(可选)，读取时返回“0”。
·访问该扇区4块的存取控制。
·如果不需要密码B，块3的最后6个字节可用做数据。
非接触式智能卡的主要运营模式[4]
非接触式智能卡支付的运营模式决定了非接触式智能卡支付价值链中各方的利益分配原则及合作关系。目前非接触式智能卡支付的运营模式主要有以下三类：
(一)以金融机构为主体的运营模式
随着全球EMV迁移的进一步深入，各大金融机构纷纷推出了符合EMV国际标准的非接触式银行卡。这种卡能给用户带来更大的便捷性，在小额支付领域有较大的市场空间。
2003年。VISA与飞利浦合作，共同推广非接触式VISA信用卡。2004年8月，VISA在马来西亚的吉隆坡首次试验推广非接触式信用卡。2000名试验者在超市、饭店、机场等地方进行购物和服务消费，参与试验的商户POS机具改造后，支持VISA wave非接触卡。
这类运营模式的特点是：非接触式智能卡更多地作为银行磁条卡的替代，银行卡产业的利益基本没有受到其他行业的影响，非接触式智能卡和行业应用的结合很少。
目前，手机支付的技术模式主要包括短信模式、WAP模式、非接触式智能卡模式等。其中，融合了非接触式智能卡技术的手机支付模式推动了移动运营商与金融机构资源共享、优势互补，共同运营手机支付服务。这种运营模式中，金融机构单独发卡或者和移动运营商联合发卡，并且将银行卡和用户的手机号码绑定。移动运营商向手机厂商定制手机，并承担用户更换手机的成本。
在这类模式中，目前比较成功的移动运营商是日本的NTT DoCoMo和韩国的SK Telecom。例如，NTT DoCoMo与日本三井住友信用卡公司合作，使三井住友的信用卡绑定NTT DoCoMo的手机。用户在支持NTT DoCoMo手机支付的商场、地铁等场所，用手机完成支付。
手机支付的最大特点在于一个手机号码可以绑定多张银行卡，将手机的移动性和移动通信的实时性与银行卡的支付便捷性有机地结合在一起，从而扩大了银行卡的潜在用户规模和应用领域。这种运营模式能充分调动移动运营商和金融机构的积极性，快速推动市场扩张。
(三)以行业卡发行机构为主体的运营模式
行业卡是为了解决行业内部频繁使用的小额支付而发行的非接触式智能卡，如日本的Suica、中国香港地区的八达通、新加坡的易通卡(ez—link)等。发行机构多为行业内的组织。与以上两种方式相比，这种运营模式具有以下特点：1、行业卡属于预付费卡，不具备取现和信贷功能；2、行业卡使用范围多局限在行业内部，但在某些地区，也出现行业卡向其他领域扩张的趋势；3、行业卡一定程度上对银行卡有替代作用，银行卡产业利益受到影响。
非接触式智能卡的发展趋势[4]
(一)非接触式智能卡市场需求不断增长
与接触式智能卡相比，非接触式智能卡具有更高的可靠性、更快的刷卡速度以及更安全的技术保障等优势，市场对非接触式智能卡的需求将日益增长。
首先，现金支付仍是小额支付领域的主流方式，在该领域推广银行卡就必须提高银行卡的交易速度。非接触式智能卡能较好地解决这个问题。在银行卡组织牵头、众多商业银行积极配合和共同推广下，非接触式金融卡的发行量将越来越大。其次，随着移动通信市场竞争的加剧，提高用户忠诚度成为移动运营商保持竞争力的要素。而手机支付业务恰能达到增加用户吸引力，实现和其他业务交叉销售的目的。因此，移动运营商将会大力推动手机支付业务的发展。
美国市场调查公司Frost＆Sullivan的调查结果显示，非接触式智能卡芯片的需求2003年为9300万片，2004年上升跃至1．25亿片，而2009年预计全球非接触式智能卡芯片需求将达到9亿片。目前来看，公交系统的采购量占到整个市场的3／4，在今后的几年中政府将是重要的购买者，预计电子护照与身份证更新系统将占据非接触式智能卡市场中一半的份额。
(二)非接触式智能卡的技术标准趋向于统一
在金融非接触式智能卡方面，2005年3月，VISA和万事达宣布统一采用万事达的PayPass作为非接触式支付标准，而美国运通一直支持PayPass；2006年3月，JcB宣布支持PayPass协议。PayPass成为金融非接触式智能卡全球标准的趋势日益明显。
在行业非接触式智能卡方面，飞利浦的MIFARE技术和索尼的FeliCa标准得到广泛应用。与之兼容的NFC标准在飞利浦、诺基亚等厂商的推动下，将得到越来越广泛的应用。
(三)非接触式智能卡与手机的结合将越来越紧密
尽管非接触式智能卡支付技术较新，但因单一卡片功能有限，非接触式支付与手机结合的趋势日益明显。这种结合对推动非接触式支付的快速发展起到重要作用：一方面，人们希望通过非接触式卡来解决频繁的小额支付问题；另一方面，对于存在巨大存量市场和增量市场的手机用户来说，手机具有随身携带的便捷性以及支付需求处理的实时性特点，两者的结合将会给用户带来更多的便利。
非接触式智能卡与手机的结合使非接触式智能卡的功能得到扩展，例如，在支持NFC技术的诺基亚3220手机上，持卡人可以在手机里查询最近的九笔刷卡记录；可以将手机当读写设备，直接读取海报上的相关商品信息，然后利用手机完成远程支付。这是单一的智能卡所不能完成的。
(四)金融非接触式智能卡和行业非接触式智能卡在小额支付领域出现融合
未来小额支付的发展趋势是金融机构与行业机构紧密合作，利用各方优势，整合多方资源，联合管理和运营非接触式智能卡，建立和完善价值链，为用户创造更快捷、更安全的支付方式。