Tipos de tarjetas sin contacto

Tarjeta inteligente de CPU sin contacto

● 8K/16K, algoritmo DES/3DES

1) Introducción del chip

El chip utiliza CMOS EEPROM Productos de tarjetas inteligentes de alta gama elaborados con tecnología avanzada, aplicaciones típicas como transporte público, billeteras electrónicas, etc. Cumple con el circuito RF estándar ISO/IEC14443 TIPO A, circuito de números aleatorios de 32 bits, módulo de algoritmo DES/3DES, procesador de cifrado de flujo y la memoria del programa en la tarjeta es EEPROM de 32K×8 bits y 512×8 bits. RAM.

2) Funciones básicas

Cumple con el estándar ISO 14443 tipo A

● Turbo 51 core

● EEPROM de 8K bytes

● Generador de números aleatorios verdaderos de 32 bits

● 2 temporizadores programables de 16 bits

● El hardware realiza una única operación DES/3DES

● Stream procesador de cifrado

● Tiempos de borrado y escritura 100.000 veces

● Tiempo de retención de datos de al menos 10 años

●Algoritmo secreto nacional SM1

1. Introducción del producto

Esta tarjeta es un chip de CPU sin contacto de interfaz única. El producto admite el protocolo ISO14443-A. Las instrucciones de la CPU son compatibles con las instrucciones generales 8051. byte EEPROM. El chip cumple con los estándares pertinentes del banco, también es compatible con el estándar PBOC2.0 (billetera electrónica) y las especificaciones de aplicación de tarjetas IC del Ministerio de Construcción, y tiene buena seguridad.

2. Características del producto

● Protocolo de comunicación: ISO/ 14443A

● Compatible con FM11RF08, chip de tarjeta sin contacto M1

● MCU Instrucciones compatibles con 8051

● Admite velocidad de transmisión de datos de 106 Kbps

● Admite algoritmo de seguridad secreto nacional SM1

● Admite algoritmo de seguridad Triple-DES

● Memoria de programa 32K×8bit ROM

● Memoria de datos 8K×8bit EEPROM

● 100.000 veces de borrado y escritura

● 10 años de almacenamiento de datos 1. Introducción de productos

Esta tarjeta utiliza un chip sin contacto que admite el algoritmo criptográfico comercial nacional. El chip admite el protocolo de comunicación ISO14443-At y la capacidad de EEPROM es IKbyte. SM7 es un algoritmo criptográfico comercial aprobado por la Administración Estatal de Criptozoología y especialmente diseñado para etiquetas electrónicas. Su longitud de clave es de 128 bits y su seguridad es mejor que los algoritmos criptográficos para etiquetas electrónicas comunes en el mercado.

2. Características del producto

1) Interfaz RF ISO/IEC 14443A

●Transmisión de energía y datos sin contacto (pasiva)

●Distancia de trabajo: varias operaciones de lectura y escritura se pueden completar correctamente dentro del área de 0 ~ 60 mm (dependiendo de la forma y el tamaño de la antena)

●Frecuencia de trabajo: 13,56 MHz

●Velocidad de transmisión de datos: 106 kbit/s

2) Memoria EEPROM

●La capacidad de almacenamiento EEPROM es de 1 Kbytes, dividida en 64 bloques, cada bloque tiene 16 bytes.

●Las condiciones de acceso a cada bloque de datos pueden ser definidas por el usuario.

●Tiempo de almacenamiento de datos: 10 años

●Número de borrados: 100.000 veces Indicadores técnicos Parámetros Dimensiones totales Tarjeta estándar IS0 85,6×54×0,80/Tarjeta gruesa/Almacenamiento de tarjeta con forma especial Capacidad 8 Kbit, 16 particiones, dos conjuntos de contraseñas por partición Frecuencia de trabajo 13,56 MHz Velocidad de comunicación 106 KBoud Distancia de lectura y escritura 2,5 ~ 10 cm Tiempo de lectura y escritura 1 ~ 2 ms Temperatura de trabajo -20 ℃ ~ 85 ℃ Vida de borrado y escritura > 100.000 veces Almacenamiento de datos >10 años Material del paquete PVC, ABS, PET, PETG, proceso de embalaje de alambre de cobre de 0,13 mm Plantación de alambre automática ultrasónica/soldadura a tope automática Estándares de implementación ISO 14443, ISO 10536 La función admite aplicaciones típicas multipropósito de una tarjeta Tarjeta empresarial/campus, almacenado en autobús tarjeta de valor, cobro de peaje de autopistas, estacionamiento, gestión de comunidades/parques, etc. 2. Parámetros del sistema Ml Ml sin contacto cumple con los estándares internacionales MIFAREI, tiene una capacidad de 8K bits, un período de retención de datos de 10 años, se puede reescribir 100.000 veces y se puede leer un número ilimitado de veces. La tarjeta Ml no tiene fuente de alimentación y viene con su propia antena. Contiene circuitos lógicos de control de cifrado y circuitos lógicos de comunicación. La comunicación entre la tarjeta y el lector utiliza los algoritmos de cruce de seguridad DES y RES aceptados internacionalmente. rendimiento de confidencialidad extremadamente alto.

Frecuencia de trabajo: 13,56 HMZ Velocidad de comunicación: velocidad de baudios de 106 HB

Anticolisión: se pueden procesar varias tarjetas al mismo tiempo Distancia corta de lectura y escritura: dentro de 100 mm (relacionada con el forma de la antena) Puede transferir datos de manera conveniente y rápida El método de comunicación semidúplex garantiza la integridad de los datos a través de los siguientes mecanismos durante el proceso de comunicación inalámbrica

Mecanismo anticolisión·Cada bloque tiene un error CRC de 16 bits. corrección, y cada byte tiene verificación de paridad Verificación de bits, verifique el número de bits

Utilice codificación para distinguir "l", "0" o ninguna información, monitoreo de canal (a través de secuencia de protocolo y análisis de flujo de bits)

Admite operación de múltiples tarjetas

Mecanismo anticolisión: se pueden procesar múltiples tarjetas al mismo tiempo y se pueden evitar interrupciones repentinas de lectura o escritura o lectura y escritura al procesar tarjetas dinámicas. Al leer y escribir una determinada tarjeta, otras tarjetas pueden entrar o salir del área de radiofrecuencia. Protocolo anticolisión rápido. Cada tarjeta adicional solo agrega 1 ms a todo el proceso de procesamiento.

Material: PVC Tamaño: De acuerdo con la norma ISO10536 Temperatura de trabajo: -20°C a 70°C ℃ (la humedad es del 90%). Sin pilas, inalámbrico. Forma de transferir datos y tecnología de procesamiento de chips de energía: utilizando tecnología CMOSEEPROM de alta velocidad, componentes: un chip y una bobina simple. Seguridad: certificación mutua tres veces (ISO/EC DIS97982).

3. Principio de funcionamiento La parte eléctrica de la tarjeta se compone únicamente de una antena y un ASIC, sin otros componentes externos. Antena: La antena de la tarjeta es una bobina con sólo unas pocas vueltas, lo cual es muy adecuado para empaquetar en una tarjeta ISO. ASIC: El ASIC de la tarjeta consta de una interfaz de alta velocidad (velocidad de baudios de 106 KB), una unidad de control y un EEPBOM de 8 K bits. El principio de funcionamiento de la tarjeta de radiofrecuencia Ml es: el lector/escritor envía un conjunto de ondas electromagnéticas de frecuencia fija a la tarjeta Ml. Hay un circuito de resonancia en serie LC en la tarjeta. Su frecuencia es la misma que la frecuencia emitida por. el lector/escritor Bajo la excitación de las ondas electromagnéticas, la resonancia LC El circuito genera una oscilación eléctrica, lo que hace que el condensador tenga carga. En el otro extremo del condensador, hay una bomba de electrones con conducción unidireccional. que envía la carga en el capacitor a otro capacitor para su almacenamiento. Cuando la carga acumulada alcanza los 2 V, este capacitor se puede usar como fuente de alimentación para proporcionar voltaje de operación para otros circuitos, transmitiendo datos en la tarjeta o recibiendo datos del lector/. escritor.

4. Confidencialidad La tarjeta de radiofrecuencia MI tiene muy buen rendimiento de confidencialidad: tres confirmaciones antes de leer y escribir, número de serie único de la tarjeta, cifrado de datos de transmisión, contraseña de transmisión y protección de contraseña de acceso. La contraseña de la tarjeta está protegida y es ilegible, y sólo puede ser modificada por usuarios que la conocen. La EEPROM de la tarjeta está dividida en 16 sectores. Cada sector tiene su propia contraseña. Los usuarios pueden configurar diferentes contraseñas según los diferentes sectores. Las contraseñas del sector se dividen en dos contraseñas diferentes: KEY A y KEYB. Operaciones de resta y suma respectivamente.

5. Estructura La EEPROM de 8K bits de la tarjeta de radiofrecuencia MI está dividida en 16 sectores. Cada sector consta de cuatro bloques y cada bloque consta de 16 bytes. El bloque tres (el cuarto bloque) de los cuatro bloques de cada sector contiene la KEYA (6 bytes), el control de acceso (4 bytes) y la KEYB (6 bytes) del sector, y los tres bloques restantes, el bloque de datos. Entre los bloques del 0 al 63, el bloque 0 es un bloque solidificado que contiene contenido especial, como códigos de fabricante.

6. Proceso Se establece un canal de transmisión de ondas electromagnéticas espaciales entre la etiqueta de radiofrecuencia (etiqueta de radiofrecuencia) y el lector (lector/escritor) a través de sus antenas. El acoplamiento electromagnético entre la etiqueta de radiofrecuencia y el lector se divide en dos situaciones: acoplamiento inductivo de corto alcance y acoplamiento electromagnético de larga distancia. En el método de acoplamiento inductivo, la antena del lado del lector es equivalente a la bobina primaria del transformador y la antena del lado de la etiqueta de radiofrecuencia es equivalente a la bobina secundaria del transformador. Por lo tanto, también se denomina método de acoplamiento inductivo. El método del transformador. El medio de acoplamiento del método de acoplamiento inductivo es el campo magnético espacial. El campo magnético de acoplamiento forma un circuito cerrado entre la bobina primaria del lector y la bobina secundaria de la etiqueta de radiofrecuencia. El método de acoplamiento inductivo es el principio de acoplamiento general de los sistemas de identificación por radiofrecuencia sin contacto de corto alcance y baja frecuencia. En el método de acoplamiento electromagnético, la antena del lector envía la energía de radiofrecuencia de lectura y escritura generada por el lector a un rango espacial direccional en forma de ondas electromagnéticas, formando un área de lectura efectiva del lector. El área de lectura efectiva del lector es de La potencia de trabajo se extrae del campo electromagnético emitido por la antena del lector, y la información de datos en la memoria de la etiqueta se transmite al lector a través del circuito interno de la etiqueta de radiofrecuencia y el antena de etiqueta. La diferencia entre el acoplamiento electromagnético y el acoplamiento inductivo es que en el método de acoplamiento electromagnético, el lector envía energía de radiofrecuencia en forma de ondas electromagnéticas; en el método de acoplamiento inductivo, el lector une la energía de radiofrecuencia alrededor de la bobina de inductancia del lector, a través del Bobina cerrada alterna. El campo magnético, el canal de radiofrecuencia que se comunica entre la bobina lectora y la bobina de la etiqueta de radiofrecuencia, no irradia energía electromagnética al espacio. Durante el funcionamiento del sistema de identificación por radiofrecuencia, el proceso que ocurre en el canal de transmisión espacial se puede resumir en tres modelos de eventos: (1) el intercambio de datos es el propósito (2) el tiempo es el método de implementación del intercambio de datos; La energía es la realización de la Base del tiempo. A continuación se describen los métodos de trabajo típicos y el flujo de trabajo del sistema de identificación por radiofrecuencia a través de la descripción de estos tres modelos de eventos.

1. Energía El lector suministra energía de radiofrecuencia a la etiqueta de radiofrecuencia. Para las etiquetas de RF pasivas, la energía necesaria para su funcionamiento se obtiene de la energía de RF (generalmente, la energía de RF se convierte en energía CC mediante un método de rectificación y se almacena en el condensador de la etiqueta; La llegada de la energía de radiofrecuencia desempeña el papel de despertar la etiqueta para que entre en estado de funcionamiento. Las etiquetas de RF completamente activas generalmente no utilizan la energía de RF emitida por el lector, por lo que el lector puede alcanzar distancias de comunicación más largas con menores emisiones de energía. El método de comunicación entre la estación base y la estación móvil en comunicación móvil se puede clasificar en este tipo de modo.

2. Sincronización Para un sistema bidireccional (el lector envía comandos y datos a la etiqueta de radiofrecuencia, y la etiqueta de radiofrecuencia devuelve los datos almacenados al lector), el lector generalmente está en estado activo. estado, es decir, el lector envía Después de preguntar, la etiqueta de radiofrecuencia responde, lo que se denomina método de primera conversación del lector. Otra situación es el método de la etiqueta de radiofrecuencia que habla primero, es decir, después de que la etiqueta de radiofrecuencia cumple con las condiciones de trabajo, primero informa su propia casa y el lector registra o envía información de consulta de acuerdo con la casa autoinformada del Etiqueta de radiofrecuencia para formar un diálogo completo con la etiqueta de radiofrecuencia. El propósito del lector es identificar la etiqueta de radiofrecuencia. En la aplicación del sistema de identificación por radiofrecuencia, dependiendo de si se permite que aparezca una única etiqueta de radiofrecuencia o varias etiquetas de radiofrecuencia en el área de lectura y escritura del lector, el sistema de identificación por radiofrecuencia se denomina sistema de identificación de etiqueta única, o simplemente sistema de identificación por radiofrecuencia y un sistema de identificación de múltiples etiquetas. Cuando hay múltiples etiquetas dentro del rango de lectura del lector, para un sistema de identificación por radiofrecuencia con función de lectura de múltiples etiquetas, en circunstancias normales, el lector está en un estado activo, es decir, el lector habla primero. Al emitir una serie de instrucciones de aislamiento, el lector aísla (las pone en suspensión) múltiples etiquetas de radiofrecuencia dentro del rango de lectura, una por una o lote por lote, y finalmente retiene una etiqueta activa para establecer una comunicación sin colisiones con el lector. Una vez completada la comunicación, la etiqueta actualmente activa se establece en el tercer estado (que puede denominarse estado de suspensión y solo se puede liberar de la suspensión encendiéndola nuevamente o con un comando especial) y el lector emite además una señal de activación. comando up a la etiqueta aislada (inactiva). Activa un lote (o todas) de las etiquetas aisladas para ingresar al estado activo, aíslalas aún más y selecciona una etiqueta para la comunicación.

Al repetir esto, el lector puede leer la información de múltiples etiquetas de radiofrecuencia en el área de lectura y también puede escribir datos específicos en múltiples etiquetas respectivamente. Para realizar la lectura de múltiples etiquetas, también existen aplicaciones que utilizan el método de la primera etiqueta en aplicaciones reales. El problema de la lectura y escritura de etiquetas múltiples es un problema relativamente complejo que se enfrenta en la tecnología y las aplicaciones de identificación por radiofrecuencia. Existen muchos métodos prácticos para resolver este problema. La base de evaluación de la solución generalmente considera los siguientes tres factores: (1) la cantidad de etiquetas que se leerán al leer varias etiquetas; (2) la distribución de probabilidad de la cantidad de etiquetas reconocidas por unidad de tiempo; el número de etiquetas y el número de etiquetas reconocidas por unidad de tiempo. Evaluación conjunta de distribuciones de probabilidad de números de etiquetas leídos. El análisis teórico muestra que los métodos existentes tienen un cierto ámbito de aplicación. Es necesario realizar una evaluación razonable del esquema de lectura de etiquetas múltiples en función de la situación de aplicación específica y los tres factores anteriores para seleccionar un esquema adecuado para aplicaciones específicas. La solución de lectura de etiquetas múltiples implica la cooperación del protocolo entre la etiqueta de radiofrecuencia y el lector. Una vez seleccionada, no es fácil cambiarla. Para sistemas de identificación por radiofrecuencia que no tienen capacidades de lectura de múltiples etiquetas, cuando aparecen múltiples etiquetas en el área de lectura y escritura del lector al mismo tiempo, porque múltiples etiquetas responden a las instrucciones de consulta emitidas por el lector al mismo tiempo. En este momento, la información recibida por el lector entrará en conflicto entre sí. No hay forma de leer la información de la etiqueta. Por lo general, no se puede leer ni una sola información de la etiqueta.

3. Transmisión de datos La función realizada por el sistema de identificación por radiofrecuencia se puede atribuir a un medio conveniente de adquisición de datos, por lo que también se clasifica como tecnología de recolección automática de datos ADC (Captura automática de datos) en el extranjero. El intercambio de datos en el sistema de identificación por radiofrecuencia incluye dos aspectos: (1) intercambio de datos desde el lector a la etiqueta de radiofrecuencia (2) intercambio de datos desde la etiqueta de radiofrecuencia al lector. Dependiendo del sistema de implementación específico y el nivel de comprensión, los significados de los dos aspectos anteriores tendrán diferentes interpretaciones y explicaciones. Se analizan brevemente a continuación.

3.1.Intercambio de datos del lector a la etiqueta de radiofrecuencia. Desde un nivel puramente técnico en la implementación del sistema de identificación por radiofrecuencia, si nos centramos en el método de inyección de información en la etiqueta de radiofrecuencia. , El intercambio de datos desde el lector a la etiqueta de radiofrecuencia se puede dividir en dos situaciones, a saber, el método de escritura por cable y el método de escritura inalámbrica. El método específico que se utilizará debe determinarse en función de factores como los requisitos del sistema de aplicación, los costos y la dificultad de la implementación técnica. En el modo de escritura por cable, la función del lector es escribir información de datos en la etiqueta de radiofrecuencia (unidad de almacenamiento). Los lectores son más comúnmente conocidos como programadores. Dependiendo del diseño de la unidad de almacenamiento de etiquetas RF y del circuito de control de escritura de programación, la escritura puede ser una escritura única que no se puede modificar o puede ser una situación que permite múltiples reescrituras por cable. Otra situación de escritura es que en la mayoría de las aplicaciones generales del sistema RFID, se requiere que cada etiqueta RF tenga una identificación única. Esta identificación única se denomina número de identificación de la etiqueta de radiofrecuencia. Generalmente se solidifica en la etiqueta de radiofrecuencia cuando la etiqueta sale de fábrica y el usuario no puede modificarla. El proceso de curado del número de identificación se puede completar durante el proceso de producción del chip de etiqueta RF o durante el proceso de inicialización después de especificar la aplicación de la etiqueta RF. No importa cuándo se complete, la escritura del número de identificación se implementa de forma cableada (de-touch). Para las etiquetas de radiofrecuencia SAW de ondas acústicas de superficie y otras etiquetas de radiofrecuencia sin chip, el número de identificación de la etiqueta generalmente se solidifica en la memoria de la etiqueta durante el proceso de fabricación de la etiqueta. El método de escritura inalámbrica es otro caso de intercambio de datos entre el lector y la etiqueta de radiofrecuencia en el sistema de identificación por radiofrecuencia. Según algunas razones en la tecnología de implementación del sistema de identificación por radiofrecuencia, la escritura inalámbrica generalmente debe evitarse en la medida de lo posible, especialmente durante el funcionamiento del sistema de identificación por radiofrecuencia. Las razones principales para esta sugerencia son las siguientes: (1) Los sistemas de identificación por radiofrecuencia con funciones de escritura inalámbrica son sistemas relativamente complejos. Es un principio general de diseño de ingeniería poder utilizar un sistema simple para resolver problemas de aplicación, es decir, para. utilizar un sistema sencillo. Esto implica que los sistemas simples tienen costos más bajos, mayor confiabilidad y menores costos de capacitación y mantenimiento que los sistemas complejos. (2) La energía necesaria para escribir información en una etiqueta de radiofrecuencia utilizando un chip de circuito integrado es mucho mayor que la energía necesaria para leer información y puede estimarse en el orden de 10 veces. Esto hace que el proceso de escritura inalámbrica de la etiqueta de radiofrecuencia demore mucho más que el tiempo que lleva leer la misma cantidad de información de datos. (3) Después de la escritura inalámbrica, el resultado de la escritura generalmente debe verificarse. El proceso de verificación es un proceso de lectura, lo que aumenta aún más el tiempo requerido para el proceso de escritura. (4) El aumento del tiempo dedicado al proceso de escritura es muy perjudicial para la aplicación de la identificación por radiofrecuencia para identificar objetos en movimiento a alta velocidad.

Esto es fácil de entender durante el proceso de intercambio de datos entre el lector y la etiqueta de radiofrecuencia a través del canal de transmisión espacial, los datos se ponen en cola en serie uno por uno y la velocidad de la cola está determinada por el diseño de la radiofrecuencia. sistema de identificación. Piense en las etiquetas de radiofrecuencia como portadores de información de datos. La información de datos siempre consta de bits de datos de cierta longitud, por lo que se necesita una cierta cantidad de tiempo para leer o escribir estos bits de información de datos. Cuanto mayor sea la velocidad de un objeto en movimiento, menos tiempo tardará en atravesar el área de lectura. Cuando existen requisitos de escritura inalámbrica, la velocidad de movimiento del objeto debe limitarse para garantizar tiempo suficiente para escribir información. (5) El proceso de escritura inalámbrica enfrenta riesgos de seguridad relacionados con la información de etiquetas de radiofrecuencia. Dado que el canal de escritura está espacialmente expuesto, esto proporciona a un atacante deliberado la oportunidad de sobrescribir el contenido de la etiqueta. Por otro lado, si nos centramos en si el lector envía comandos a la etiqueta de radiofrecuencia, también se puede dividir en dos situaciones, es decir, la etiqueta de radiofrecuencia solo acepta excitación de energía y acepta tanto excitación de energía como comandos de código del lector. Los sistemas en los que las etiquetas de radiofrecuencia sólo reciben excitación de energía son sistemas de identificación por radiofrecuencia relativamente simples. Este sistema de identificación por radiofrecuencia generalmente no tiene capacidades de identificación de etiquetas múltiples. La etiqueta de radiofrecuencia se despierta o enciende bajo la estimulación de energía de radiofrecuencia dentro de su banda de frecuencia de trabajo y, al mismo tiempo, se refleja la información almacenada en la etiqueta. Sistema RFID. La etiqueta de radiofrecuencia recibe instrucciones del lector para hacer dos cosas: escritura inalámbrica y lectura de etiquetas múltiples.

3.2. Intercambio de datos de la etiqueta RF al lector. La misión de la etiqueta RF es realizar el intercambio de datos de la etiqueta al lector. Su método de trabajo incluye: (1) Cuando la etiqueta de radiofrecuencia recibe la energía de radiofrecuencia enviada por el lector, se despierta y refleja la información de datos almacenada en la etiqueta al lector (2) La etiqueta de radiofrecuencia es excitada por el; La energía de radiofrecuencia enviada por el lector, de acuerdo con las instrucciones recibidas del lector, entrará en el estado de envío de datos o en el estado de suspensión/hibernación. En términos de principio de funcionamiento, el primer modo de trabajo es la comunicación unidireccional y el segundo modo de trabajo es la comunicación bidireccional semidúplex.