智能卡技术IC卡与RFID标签

　　《智能卡技术(第3版)：IC卡与RFID标签》对三种IC卡(存储器卡、逻辑加密卡和智能卡)、RFID标签和磁卡的物理结构、逻辑特性、实现方法、测试技术和应用系统等进行了较为全面的论述，较详细地介绍有关的国际标准、安全保密体制和读写设备(读卡器)等。智能卡是一种集成电路卡(ICcard)，广泛地应用于金融、身份证和社会保障等领域，它继承了磁卡以及其他IC卡的所有优点，并有极高的安全、保密、防伪能力。

　　《智能卡技术(第3版)：IC卡与RFID标签》的服务对象是从事IC卡、RFID标签及其配套设备的设计、维护、制造的工程技术人员，以及从事与卡有关的应用系统的开发工作人员。《智能卡技术(第3版)：IC卡与RFID标签》编写简明、全面、易懂，因此也可作为高等院校师生以及有关工程技术人员、金融界人士的学习参考书。

　　王爱英，清华大学计算机科学与技术系教授。1957年毕业于清华大学计算机专业并留校任教，长期从事计算机组成原理。计算机系统结构等方面的教学工作，并先后参与了校内外从电子管。晶体管到集成电路的多代计算机的设计和研制。所编写的《计算机组成与结构》被国内多所高校用作教材和研究生入学考试指定参考书。1995年出版的《智能卡技术》是国内第一部介绍智能卡技术的专业图书，为推动我国智能卡技术的普及和应用起到了重要的作用。其后，作者一直关注该领域的国际标准进展情况，并参与多项国内有关标准的制定工作。

第1章智能卡和射频识别（RFID）技术概论1
1．1智能卡和射频识别的基础知识1
1．1．1什么是智能卡1
1．1．2IC卡的接口设备（读写器）2
1．1．3射频识别标签2
1．2IC卡（金融卡）的应用基础3
1．3智能卡的安全问题6
1．3．1影响智能卡安全的若干基本问题6
1．3．2安全措施6
1．3．3密钥与认证7
1．3．4卡片的作弊问题7
1．4识别卡和RFID标签的国际标准8
1．4．1磁卡的国际标准8
1．4．2IC卡和RFID标签的国际标准8
1．5智能卡和RFID标签的诞生与发展10
1．6本书的特点和内容简介12
思考题14

第2章磁卡15
2．1磁卡尺寸．磁条和磁道位置15
2．2磁条编码技术16
2．3低矫顽力磁条．高矫顽力低密度磁条和高矫顽力高密度磁条20
2．3．1基本概念及有关参数20
2．3．2测试方法20
2．3．3低矫顽力磁条21
2．3．4高矫顽力低密度磁条22
2．3．5高矫顽力高密度磁条23
2．4金融交易卡24
2．5主账号格式28
2．6金融交易内容29
2．7磁卡存在的问题30
2．8与磁卡有关的国际标准31
思考题31

第3章接触式IC卡的物理特性．触点．电信号和传输协议33
3．1接触式集成电路卡的物理特性33
3．2接触式集成电路卡的触点尺寸和位置33
3．3接触式集成电路卡的电信号和传输协议34
3．3．1操作条件34
3．3．2触点的电压和电流值35
3．3．3IC卡的操作过程38
3．3．4卡的复位39
3．3．5异步传输的复位应答ATR40
3．3．6协议和参数选择PPS45
3．3．7异步半双工字符传输协议(T=0)46
3．3．8异步半双工分组传输协议(T=1)47
3．4ISO／IEC7816-10接触式集成电路卡(同步卡)的电信号和复位应答51
3．4．1触点的电特性52
3．4．2卡的复位52
3．4．3复位应答53
3．4．4触点的停活54
3．5ISO/IEC7816-12接触式集成电路USB卡电气接口和操作规程54
思考题56

第4章射频接口和非接触式IC卡国际标准ISO/IEC1444357
4．1射频接口57
4．1．1基带信号与载波调制信号57
4．1．2数字信号的编码方式58
4．1．3调制方式59
4．1．4负载调制和反向散射调制61
4．2ISO/IEC14443-1物理特性64
4．3ISO／IEC14443-2射频能量和信号接口65
4．3．1能量传送65
4．3．2信号接口65
4．4ISO/IEC14443-3初始化和防冲突68
4．4．1论询69
4．4．2TypeA——初始化和防冲突69
4．4．3TypeB——初始化和防冲突79
4．5ISO/IEC14443-4传输协议88
4．5．1PICCTypeA的激活序列88
4．5．2半双工分组传输协议91
4．5．3协议操作94
思考题97

第5章非接触式集成电路卡的国际标准ISO/IEC1569399
5．1ISO/IEC15693-1物理特性99
5．2ISO/IEC15693-2空中接口和初始化99
5．2．1VCD到VICC的通信信号接口99
5．2．2VICC到VCD的通信信号接口101
5．3ISO/IEC15693-3防冲突和传输协议106
5．3．1命令（请求）和响应的通用格式，VICC状态及其转换106
5．3．2防冲突109
5．3．3命令和响应112
5．4扩展命令119
5．4．1扩展协议120
5．4．2防冲突方法的扩展协议描述120
5．4．3扩展协议命令126
思考题132

第6章智能卡的安全和鉴别133
6．1对智能卡安全的威胁133
6．2物理安全133
6．3逻辑安全134
6．3．1用户鉴别134
6．3．2存储区域保护136
6．3．3智能卡的通信安全与保密137
6．4密码技术139
6．4．1对称密码体制141
6．4．2非对称密码体制149
6．4．3密钥管理153
6．5智能卡的安全使用154
思考题156

第7章IC卡信息编码（数据元和数据对象）157
7．1ASN．1的基本编码规则157
7．1．1编码结构（BER-TLV)157
7．1．2通用类编码159
7．2行业间数据对象160
7．2．1数据对象的格式160
7．2．2数据对象的标记分配161
7．2．3编码举例164
思考题．．165

第8章IC卡的组织．安全和命令166
8．1IC卡和读写器之间数据交换的结构166
8．1．1命令-响应对166
8．1．2应用与数据的结构173
8．1．3安全体系结构177
8．2安全报文185
8．2．1SM字段和SM数据对象185
8．2．2基本SM数据对象186
8．2．3辅助的SM数据对象188
8．2．4安全的命令-响应对193
8．3在ISO/IEC7816中定义的命令196
8．3．1管理卡和文件的命令196
8．3．2数据单元处理命令204
8．3．3记录处理命令208
8．3．4数据对象处理命令215
8．3．5安全处理命令218
8．3．6传输处理命令231
8．3．7用于结构化卡查询语言的处理命令232
8．4历史字节．应用标识和应用选择．数据检索245
8．4．1历史字节245
8．4．2应用标识和应用选择250
8．4．3数据检索251
思考题253

第9章测试技术与标准255
9．1概述255
9．2IC卡的一般特性测试255
9．3接触式IC卡测试方法258
9．3．1接触式IC卡物理特性测试方法258
9．3．2测试设备258
9．3．3接触式IC卡电气特性测试方法259
9．3．4接口设备电气特性的测试方法259
9．3．5接触式IC卡逻辑操作的测试方法260
9．3．6接口设备逻辑操作测试方法261
9．4非接触式卡测试方法262
9．4．1静电测试262
9．4．2VICC和VCD功能测试的测试装置和测试电路263
9．4．3功能测试——VICC267
9．4．4功能测试——VCD268
9．4．5工作场强测试269
9．5卡操作系统（COS）测试269
9．5．1测试内容269
9．5．2测试原理与测试步骤269
思考题274

第10章IC卡及其专用芯片276
10．1存储器卡芯片276
10．2IC卡的逻辑加密芯片(接触式IC卡)283
10．2．1名词解释283
10．2．2功能框图284
10．2．3芯片内部存储区域分配(举例)285
10．2．4ATMEL公司的逻辑加密卡芯片286
10．2．5Siemens公司的逻辑加密卡芯片293
10．2．6几种典型电路分析300
10．3非接触式IC卡Mifare302
10．3．1Mifarestandard303
10．3．2MifarePro308
10．4移动通信中的SIM卡309
10．4．1SIM卡概述309
10．4．2SIM卡的硬件特性312
10．4．3SIM卡的数据结构313
10．5智能卡的硬件环境和芯片316
10．5．1智能卡的微处理器316
10．5．2智能卡的存储器321
思考题324

第11章智能卡的操作系统326
11．1COS概述326
11．2一个简单的IC卡操作系统示例327
11．3COS的体系结构331
11．4COS的命令系统337
11．5COS设计原则337
11．6COS的测试340
11．6．1测试原则340
11．6．2设计工具与测试仪器340
11．6．3测试举例（SCOS的测试）341
11．7Java智能卡343
11．7．1Java语言及简单程序举例343
11．7．2Java虚拟机344
11．7．3Java智能卡的应用程序346
思考题353

第12章条形码和RFID技术354
12．1条形码技术354
12．1．1一维条码354
12．1．2二维条码355
12．2RFID技术357
12．2．1概述357
12．2．2RFID标签的分类357
12．2．3RFID的频率特点及规划358
12．2．4电子标签的形状和封装359
12．2．5RFID标准制定情况360
12．3RFID的应用363
12．3．1一位系统363
12．3．2RFID在生产流水线中的应用363
12．3．3RFID在井下人员跟踪管理中的应用363
12．3．4RFID在图书管理中的应用366
12．3．5RFID在供应链管理中的应用368
12．3．6射频识别不停车收费系统369
思考题370

第13章ISO/IEC18000系列空中接口标准371
13．1概述371
13．2ISO/IEC18000-1：参考结构和标准化参数定义372
13．2．1通信架构和命令372
13．2．2空中接口标准化参数372
13．3ISO/IEC18000-3：13．56MHz频率下的空中接口通信参数375
13．3．1模式1(M1)：物理层．防冲突系统和协议375
13．3．2模式2(M2)：物理层和媒体访问控制参数375
13．3．3模式2(M2)：命令与响应382
13．3．4模式2(M2)：防冲突管理386
13．4ISO/IEC18000-6860～960MHz频率下的空中接口通信参数387
13．4．1概述387
13．4．2参数表388
13．4．3FM0返回链路(适合于类型A和类型B)390
13．4．4类型A前向链路（编码．数据元．协议和冲突仲裁）391
13．4．5类型A：命令与响应396
13．4．6类型B前向链路（编码．数据元．协议和冲突仲裁）402
13．4．7类型B：命令与响应408
13．5ISO/IEC18000-7：433MHz频率下的有源标签空中接口通信参数416
13．5．1物理层416
13．5．2数据链路层（数据包．命令响应）416
13．5．3标签采集和冲突仲裁419
13．5．4物理和媒体访问控制参数420
思考题422

第14章IC卡接口设备技术423
14．1IC卡接口设备的组成423
14．2IC卡适配插座424
14．3接触式IC卡读写器的接口电路和读写控制425
14．3．1接触式IC卡读写器的接口电路425
14．3．2接触式IC卡读写器的控制与读写技术426
14．4非接触式IC卡读写器的接口电路和读写控制436
14．4．1非接触式IC卡读写器的基本结构436
14．4．2MFRC500高集成度读写芯片437
14．5IC卡的应用设备449
14．5．1专用的IC卡应用设备449
14．5．2通用型IC卡应用设备452
思考题453

第15章中国金融集成电路（IC）卡规范454
15．1电子钱包/电子存折卡片规范454
15．1．1机电特性．逻辑接口和传输协议454
15．1．2数据元和命令459
15．1．3应用选择461
15．1．4安全机制463
15．2电子存折/电子钱包的应用规范466
15．2．1文件466
15．2．2命令与状态467
15．2．3安全470
15．2．4交易流程472
15．2．5磁条卡功能477
15．2．6电子钱包扩展应用指南477
15．3借记/贷记IC卡规范和终端规范480
15．3．1文件和数据对象列表480
15．3．2借记/贷记IC卡交易流程480
思考题483

第16章IC卡应用技术485
16．1IC卡的应用概况与技术优势485
16．2IC卡的应用模式与特点486
16．3IC卡的应用领域488
16．3．1IC卡在金融领域的应用488
16．3．2IC卡在非金融领域的应用491
16．4IC卡应用系统的开发494
16．5IC卡应用系统的安全性和可靠性497
思考题498

附录A识别卡领域国际标准制定情况500
附录BRSA密码算法的实现504
附录C智能卡的生命周期509
C．1智能卡设计与制造509
C．1．1芯片设计509
C．1．2芯片制造510
C．1．3模块制造512
C．1．4卡片制造513
C．2IC卡的初始化513
C．3个人化和发行514
C．4使用阶段514
C．5使用终结阶段514
附录D英文缩写词515
参考文献521