IC卡及其应用，本文主要内容关键词为：及其应用论文,IC论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
当今世界信息技术的发展日新月异，一个以采集、开发、利用信息资源为特征的信息技术革命正席卷全球，信息技术已广泛地渗透到社会生活的各个领域：从电话卡到工资卡；从借书卡到售饭卡；从汽车加油卡到健康卡；从ATM机到电子商务……无处不见IC卡的身影.什么是IC卡？它工作的基本原理是什么？安全性如何？有哪些具体应用？本文拟对此作些介绍.
一、IC卡及其分类
1.什么是IC卡
IC卡即集成电路卡（integrated circuit card）.它是将一个集成电路芯片镶嵌于塑料基片中，封装成卡片的形式.IC卡芯片具有写入数据和存储数据的功能，其存储器中的内容根据需要可以有条件地供外部读取，或供内部信息处理和判断之用.
2.IC卡的分类
（1）根据卡中所镶嵌的集成电路的不同可以分成3类：
a.存储器卡.卡中的集成电路为EEPROM（可用电擦除的可编程只读存储器）也写作E[2]PROM；
b.逻辑加密卡.卡中的集成电路具有加密逻辑和EEPROM；
c.CPU卡.卡中的集成电路包括中央处理器CPU、随机存储器RAM以及固化在只读存储器ROM中的片内操作系统COS（chip operating system）.
（2）根据应用领域来分，有金融卡和非金融卡两种.金融卡又有信用卡（credit card）和现金卡（debit card）等.信用卡主要由银行发行和管理，持卡人可用它作为消费时的支付工具.现金卡又称储蓄卡，可以作为电子存折和电子钱包.另外还有一些预付费卡如公交系统中的交通卡、电表上的IC卡等.非金融卡往往出现在各种事务管理、安全管理场所，如身份证明、健康记录和职工考勤等.
（3）根据卡与外界数据传送的形式来分，有接触式IC卡和非接触式IC卡两种.接触式IC卡使用最为广泛，其芯片有8个触点可与外界接触.非接触式IC卡的集成电路不向外引出触点，它除了含有EEPROM、CPU卡及加密逻辑电路外，还带有射频收发电路及其相关电路.
二、IC卡的硬件
IC卡的硬件主要包括两部分：微处理器和存储器.逻辑结构如图1所示.在这两部分之间通常还有一些连接电路及控制电路.微处理器接收从接口设备发送过来的指令，对其进行分析后，根据需要控制对存储器的访问.访问时，微处理器向存储器提供要访问的数据单元地址或数据，然后由存储器根据返回对应的数据给微处理器，由微处理器再对这些数据进行进一步处理.另外，IC卡所需要的运算（如加密运算等）也是由微处理器完成的.在上述诸过程中，如何控制及实现这些过程则是由IC卡的操作系统COS来完成的.
三、IC卡的操作系统--COS
COS是根据各种IC卡的具体特点及其应用范围而设计开发的针对外部命令进行处理、响应的专用系统.它的主要功能是控制IC卡和外界的信息交换，管理IC卡内的存储器并在卡内部完成各种命令的处理.其命令处理的过程如图2所示.
1.传送管理器（transmission manager）功能是根据IC卡所使用的信息传输协议，对由读写设备发出的命令进行接收；同时把对命令的响应按照协议的格式发送出去.
2.安全管理（security manager）包括安全状态、安全属性和安全机制.安全状态是指IC卡在处理完某命令之后所处的状态，通常用IC卡在当前已经满足的条件的集合来表示.安全属性则是指定义了某个命令所需要的一些条件，只有IC卡满足了这些条件，该命令才是可执行的.这样，如果将IC卡当前所处的安全状态与某个操作的安全属性相比较，根据比较的结果可以很容易地判断出一个命令在当前状态下是否允许执行，从而达到安全控制的目的.安全机制是安全状态实现转移所采用的转移方法和手段即通行字鉴别、密码鉴别、数据鉴别及数据加密.一种安全状态经过这些程序后就可以转移到另一种状态，把这个状态与某个安全属性相比较，如果一致，则表明能够执行该属性对应的命令.这就是安全管理器的基本工作原理.
3.应用管理器（application manager）主要任务是对IC卡接收的命令的可执行性进行判断.
4.文件管理器（file manager）是对各类文件进行管理.这里文件的含义是指关于数据单元或卡中记录的由组织的集合.COS通过给每种应用建立一个对应文件的方法来实现它对各个应用的存储及管理.
四、IC卡的安全性
为了保证IC卡的安全应用，芯片制造商和卡的发行商有各自明确的职责.制造商考虑在设计制造芯片时的安全问题：例如对卡中的RAM、ROM和EEPROM分成若干个存储区，根据安全需要对各分区进行读保护，即在一定条件下，某些分区不允许读出；或可以读出但不能送到卡的触点上，以防不正当窃取；对EEPROM的各个分区还可以分别进行写入/擦除保护；封闭制造环境和流程，不准无关人员进入制造区；各个工序之间保持独立等.发行商则考虑对持卡人、卡和接口设备的合法性进行相互检验；重要数据进行加密传送；设置安全区，其中含有逻辑电路或外部不可读的存储区，任何有害的不合规范的操作将自动禁止进一步的操作；设置止付名单（黑名单）等等.上述一系列安全防范措施，极大地提高了IC卡应用的可靠性与安全性.
五、IC卡应用扫描
1.IC卡食堂收费系统.该系统包括发卡管理系统和凭卡支付餐费系统两部分组成.前者完成卡的发行管理、成本核算、金额统计、报表打印等；后者对卡的合法性进行核对，并显示卡上的金额，对超过卡上金额的消费予以拒绝.
2.IC卡考勤管理系统.该系统可对职工的出勤进行考核，实现自动化管理.独立工作的考勤机平时不需要与微机相连接，数据存储在考勤机内，仅当微机要求数据或考勤机存储器不够用时才向微机传送信息.从IC卡上读得的考勤数据（姓名、时间等）可实时向微机传送，微机可以根据每个人的出勤情况和管理人员制定的考勤规则进行统计处理.
3.IC卡门锁.这是用IC卡来开启门锁的装置，有门锁和写卡机两部分组成.写卡机用于向IC卡内写入密码，门锁部分用于读取IC卡上的密码，并与存放在门锁内的密码比较，如相等，则向电控门锁发出开门命令.
4.电话卡计费系统.常用的方式是按位计数方式，如逻辑加密卡用作电话卡时，是将用户数据区划分成两个区：其中一个是大额区，另一个是小额区.用户购买的卡中的EEPROM用户数据区全部置成了“1”，每个“1”代表一个计数单位，代表一定金额.例如小额区的一个“1”可代表一次市内通话的最低费用，大额区的一个“1”代表小额区的总和.如果小额区有1024位，则可打1024个市内电话或相应金额的长途电话.每打一次电话，将小额区的一个“1”或若干个“1”置成“0”；当小额区的“1”全为“0”时，自动将大额区的一个“1”置成“0”，并将小额区全部擦除，并重新全部置成“1”，……，直到大小、金额区全为“0”时，便不能继续使用.
5.指纹卡身份验证系统.该系统是一种集计算机、网络IC卡、光电技术、图像处理、模糊识别、数据库技术于一体的综合管理系统.指纹卡上存有持卡人的指纹图像等有关信息，并用指纹代替密码.使用指纹卡时，持卡人只要根据指纹卡身份验证系统的提示，把手指在取指纹窗上轻按一下，该系统就能识别持卡人的身份.即使指纹卡丢失，拾到的人也无法使用，因为世界上没有两个完全相同的指纹.
6.电度表IC卡预收费系统.由IC卡发行系统和电度表IC卡使用系统两部分组成.用户到IC卡发行部门或代理银行预交费（售电），发行部门在IC卡内写入允许用电的数量及用户标识码，该标识码与装在用户处的电表是一一对应的.同时，将用户的用电情况记录在本系统微机的数据中，以备日后查询.用户将IC卡插入电表中即可用电.
像IC卡交通收费系统、汽车加油系统、汽车停车收费系统、市民健康卡等都是IC卡的应用.随着我国经济的发展及IC卡技术的不断完善，IC卡应用的范围会越来越广泛.