手机支付双界面卡的接触式与非接触式接口标准的研究

/IEC7816

　　ISO/IEC7816是一套规范体系，它包括以下几部分：

　　(1)ISO/IEC7816-1：接触式IC卡的物理特性；

　　(2)ISO/IEC7816-2：接触式IC卡的触点尺寸和位置；

　　(3)ISO/IEC7816-3：接触式IC卡（异步卡）的电信号和传输协议；

　　(4)ISO/IEC781*：行业间交换命令；

　　(5)ISO/IEC7816-5：应用标识符的编号系统和注册过程；

　　(6)ISO/IEC7816-6：行业间数据元；

　　(7)ISO/IEC7816-7：结构化卡查询语言的行业间命令；

　　(8)ISO/IEC7816-8：安全有关行业间命令；

　　(9)ISO/IEC7816-9：接触式卡管理命令；

　　(10)ISO/IEC7816-10：接触式IC卡（同步卡）的电信号和复位应答。

　　其中ISO/IEC7816的第4至第9部分属于传输层及应用层标准，第1至3部分主要介绍了接触式集成电路卡的基本技术要求[3]。

　　ISO/IEC7816-2对该类IC卡的触点作了详细的规定，各触点及功能如表1所示。

　　在设计双界面卡的SIM卡时，可以把C4、C8用于连接射频识别中的天线部分。

　　通过触点VCC，接口设备应向卡提供两种电压支持，即A类（5 V）和B类（3 V），因此接口设备也相应地分为A类接口、B类接口和B类接口设备。两类卡和三类接口的对应关系如图3所示。

　　只有当IC卡的触点与接口设备的触点被机械地连接时，电路被激活，即RST置为低电平状态，然后按照接口设备所选择的操作条件给VCC加电(分A类、B类)，接口设备上的I/O应为接收状态，同时CLK提供时钟信号。电路被激活后，卡和接口设备之间进行信息交换，最后由接口设备释放电路。

　　接触式IC卡的信息传输协议分为异步半双工字符传输协议（T=0）和异步半双工块传输协议（T=1）。由于T=0传输协议应用广泛，目前国内外的接触式卡都支持T=0协议。双界面卡中接触式卡也应采用该协议。

　　3.2 ISO14443标准

　　射频卡包括天线、防冲突环等。各部分在设计和制作过程中都分别遵照ISO/IEC14443相对应部分的要求。

　　(1)ISO/IEC14443-1：非接触式IC卡的物理特性；

　　(2)ISO/IEC14443-2：非接触式IC卡的射频能量和信号接口；

　　(3)ISO/IEC14443-3：非接触式IC卡的初始化和防冲突(Type A/Type B)；

　　(4)ISO/IEC14443-4：非接触式IC卡的选择应答和传输协议(T=CL)。

　　3.3 双界面卡设计依据

　　由于双界面卡中的接触式与非接触式两部分物理和电器特性方面互异，因此在设计开发时应合理规划，严格按照ISO/IEC7816和ISO/IEC14443协议标准。通过上述内容可知，这两个标准之间存在层次依附关系，如图4所示。

　　4 双界面卡*价

　　4.1 双界面卡的优势

　　(1)一卡多用

　　一张双界面卡能集成多个行业的不同应用。对于接触式应用，双界面卡正常进行；对于手机支付应用，根据应用条件和场合，可任选采用接触或非接触方式，能有效提高工作效率。

　　(2)高度安全

　　双界面卡卡基采用带随机数据发生器的芯片，能有效预防各种物理攻击；芯片的片内操作系统一次写成，从而保证了逻辑上的安全。在传输过程中，接触式和非接触方式的数据都依据相关通信协议，而且其间运用了要求的加密算法，即使数据发生泄露也不会对安全造成危害。

　　4.2 双界面卡的不足

　　从技术角度看，业界尚没有关于双界面卡统一完善的设计、测试标准和依据，因此操作系统开发难度大、物理结构上的封装不易完成。双界面卡在某一具体行业或应用中如何规划才能达到最佳性价比，需要不断探索和改进。

　　从市场角度看，由于技术难度制约着双界面卡的价格，而且一卡多用的优势尚不明显，因此，在市场推广使用中有一定难度。

　　从安全角度看，人们对双界面卡认识不够，对其非接触式应用的安全性存在一定的顾虑。

　　从应用角度看，双界面卡的应用领域还要进一步拓宽，特别是其非接触式方面的应用，除手机支付外，还可以运用到身份识别或门禁功能。总之，尽可能充分发挥一卡多用、一卡通用的优势。

　　本文在分析手机支付常用的SIMpass方案的基础上，重点介绍了接触式和非接触式系统，以及通过分析两者的通信协议——ISO/IEC7816和ISO/IEC14443，得出二者协议之间的相互依赖关系，对下一步双界面卡的研究和实现有一定的启发作用。另外，还指出了双界面卡目前存在的不足和有待改进的方面，希望对同行有所帮助。