S50非接触式IC卡 学习笔记

S50非接触式IC卡性能简介（M1）

一、 主要指标

l 容量为8K位EEPROM(1K 字节)

l 分为16个扇区，每个扇区为4块，每块16个字节,以块为存取单位

l 每个扇区有独立的一组密码及访问控制

l 每张卡有唯一序列号，为32位

l 具有防冲突机制，支持多卡操作

l 无电源，自带天线，内含加密控制逻辑和通讯逻辑电路

l 数据保存期为10年，可改写10万次，读无限次

l 工作温度：-20℃~50℃(湿度为90%)

l 工作频率：13.56MHZ

l 通信速率：106 KBPS

l 读写距离：10 cm以内（与读写器有关）

三、存储结构

ＭＦ１卡分为１６个扇区，每区有４块（块０～块３），共６４块，按块号编址为０～６３。第０扇区的块０（即绝对地址块０）用于存放芯片商、卡商相关代码，已经固化不可更改。其他各扇区的块０、块１、块２为数据块，用于存贮用户数据；块３为各扇区控制块，用于存放密码Ａ、存取控制条件设置、密码Ｂ。各区控制块结构相同，如图1所示容量 = 16区 * 4块 * 16字节 = 1024字节。

1、存贮结构如下图所示：

	块0	IC卡厂家信息	数据块	0
扇区0	块1		数据块	1
	块2		数据块	2
	块3	密码A 存取控制 密码B	控制块	3
	块0		数据块	4
扇区1	块1		数据块	5
	块2		数据块	6
	块3	密码A 存取控制 密码B	控制块	7
		∶ ∶ ∶
	0		数据块	60
扇区15	1		数据块	61
	2		数据块	62
	3	密码A 存取控制 密码B	控制块	63

2、第0扇区的块0（即绝对地址0块），它用于存放厂商代码，已经固化，不可更改。

3、每个扇区的块0、块1、块2为数据块，可用于存贮数据。

数据块可作两种应用：

★ 用作一般的数据保存，可以进行读、写操作。

★ 用作数据值，可以进行初始化值、加值、减值、读值操作。

4、每个扇区的块3为控制块，包括了密码A、存取控制、密码B。具体结构如下：

密码A（6字节） 存取控制（4字节） 密码B（6字节）

5、每个扇区的密码和存取控制都是独立的，可以根据实际需要设定各自的密码及存取控制。存取控制为4个字节，共32位，扇区中的每个块（包括数据块和控制块）的存取条件是由密码和存取控制共同决定的，在存取控制中每个块都有相应的三个控制位,定义如下：

块0： C10 C20 C30

块1： C11 C21 C31

块2： C12 C22 C32

块3： C13 C23 C33

例如C10中的C代码这是控制位，1代表第一位，0代表是块0的控制位

三个控制位以正和反两种形式存在于存取控制字节中，决定了该块的访问权限（如

进行减值操作必须验证KEY A，进行加值操作必须验证KEY B，等等）。三个控制

1、"()"内容为M1卡出厂默认值；

2、红色代表在使用(查表)时需要取反；

3、控制位以取反(0-3bit)和非取反(4-7bit)两个种值存储

6、数据块（块0、块1、块2）的存取控制如下：

控制位（X=0..2）	访 问 条 件 （对数据块 0、1、2）
C1X	C2X	C3X	Read	Write	Increment	Decrement, transfer, Restore
0	0	0	KeyA|B	KeyA|B	KeyA|B	KeyA|B
0	1	0	KeyA|B	Never	Never	Never
1	0	0	KeyA|B	KeyB	Never	Never
1	1	0	KeyA|B	KeyB	KeyB	KeyA|B
0	0	1	KeyA|B	Never	Never	KeyA|B
0	1	1	KeyB	KeyB	Never	Never
1	0	1	KeyB	Never	Never	Never
1	1	1	Never	Never	Never	Never

（KeyA|B 表示密码A或密码B，Never表示任何条件下不能实现）

例如：当块0的存取控制位C10 C20 C30=1 0 0时，验证密码A或密码B正确后可读；

验证密码B正确后可写；不能进行加值、减值操作。

7、控制块块3的存取控制与数据块（块0、1、2）不同，它的存取控制如下：

			密码A	存取控制	密码B
C13	C23	C33	Read	Write	Read	Write	Read	Write
0	0	0	Never	KeyA|B	KeyA|B	Never	KeyA|B	KeyA|B
0	1	0	Never	Never	KeyA|B	Never	KeyA|B	Never
1	0	0	Never	KeyB	KeyA|B	Never	Never	KeyB
1	1	0	Never	Never	KeyA|B	Never	Never	Never
0	0	1	Never	KeyA|B	KeyA|B	KeyA|B	KeyA|B	KeyA|B
0	1	1	Never	KeyB	KeyA|B	KeyB	Never	KeyB
1	0	1	Never	Never	KeyA|B	KeyB	Never	Never
1	1	1	Never	Never	KeyA|B	Never	Never	Never

例如：当块3的存取控制位C13 C23 C33=1 0 0时，表示：

密码A：不可读，验证KEYA或KEYB正确后，可写（更改）。

存取控制：验证KEYA或KEYB正确后，可读、可写。

密码B：验证KEYA或KEYB正确后，可读、可写。

二、 工作原理

卡片的电气部分只由一个天线和ASIC组成。

天线：卡片的天线是只有几组绕线的线圈，很适于封装到IS0卡片中。

ASIC：卡片的ASIC由一个高速（106KB波特率）的RF接口，一个控制单元和一个

8K位EEPROM组成。

工作原理：读写器向M1卡发一组固定频率的电磁波，卡片内有一个LC串联谐振电路，其频率与读写器发射的频率相同，在电磁波的激励下，LC谐振电路产生共振，从而使电容内有了电荷，在这个电容的另一端，接有一个单向导通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内储存，当所积累的电荷达到2V时，此电容可做为电源为其它电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接取读写器的数据。

三、 M1射频卡与读写器的通讯

复位应答（Answer to request）

M1射频卡的通讯协议和通讯波特率是定义好的，当有卡片进入读写器的操作范围时，读写器以特定的协议与它通讯，从而确定该卡是否为M1射频卡，即验证卡片的卡型。

防冲突机制 (Anticollision Loop)

当有多张卡进入读写器操作范围时，防冲突机制会从其中选择一张进行操作，未选中的则处于空闲模式等待下一次选卡，该过程会返回被选卡的序列号。

选择卡片(Select Tag)

选择被选中的卡的序列号，并同时返回卡的容量代码。

三次互相确认(3 Pass Authentication)

选定要处理的卡片之后，读写器就确定要访问的扇区号，并对该扇区密码进行密码校验，在三次相互认证之后就可以通过加密流进行通讯。（在选择另一扇区时，则必须进行另一扇区密码校验。）

对数据块的操作

读(Read)：读一个块；

写 (Write）：写一个块；

加（Increment）：对数值块进行加值；

减（Decrement）：对数值块进行减值；

存储（Restore）：将块中的内容存到数据寄存器中；

传输（Transfer）：将数据寄存器中的内容写入块中；

中止（Halt）：将卡置于暂停工作状态；