SmartCard芯片技术发展新趋

  智能卡、芯片卡(smart card)经过的发展与运用,已经到了相当成熟普及的境地,特别是近年来诈骗集团猖獗,使得政府、企业加速将传统磁条卡替换成芯片卡。

  如今无论是电话卡、健保卡都已是芯片卡,包括便利超商的消费储值卡也是芯片卡(如7-eleven的i-cash),手机内的sim(subscriber identity module)卡、报税与监理所服务的自然人凭证卡、视讯机顶盒的收视订阅户辨识卡等也都是。犹有甚者,交通运输搭乘与停车付费之用的悠游卡(easycard),更是用非接触的感应式芯片卡。

  所以,今日芯片卡的发展重点,已从基础的电子电机技术,转移到更高层次的流程整合、业务统合,如果让一张芯片卡的价值效益最大化?如何让一张芯片卡达到最广遍的通行适用?如何减少每个人身上的芯片卡数目,这些就成了新一波的课题,不过这样的课题已不是电子工程(electronic engineering;ee)层面,而是信息技术(information technology;it)层面,甚至是商务(business;biz)层面,包括数据库的连通、异业结盟的格式转换、交易查核的互通、活动方案、营运模式、拆帐等等。

  纵然如此,但最基础的ee层面依然有其持续性的进步与强化,因此,本文以下将针对ee层面的新发展、新趋势进行更多的了解与说明。

  事实上早在多年前即有双接口(dual interface)的芯片卡,然而近年来双接口的芯片卡有逐渐转热的趋势,此中的代表即是荷兰philips(今日为nxp)与日本sony所合力推行的nfc(near field communication)。

  nfc主要是期望让既有的gsm手机的sim卡(也包含之后的cdma的ruim卡与umts的usim卡)能再具备一个近接感应接口,如此sim卡将不仅只用于原有电信营运上的身份辨识、计费,也可以用于更多的服务上,特别是当成电子钱包、电子车票来运用。除此之外,nfc也可用于加密金钥(key)的暂存、暂携、传递交换,完成其它无线通讯装置(如wifi、bluetooth等)的金钥配发、布署。

  同样的,日本renesas也从既有接触式的ae-4系列芯片卡中,衍生发展出双接口版的dualway系列,dualway系列一方面在接触接口上合乎iso 7816的规范,另一方面在非接触的感应上也合乎iso 14443b的规范,同时也合乎felica(sony所研创)的技术规范。

  容量的usim卡,usim主要是供3g(umts)手机及服务而用。

  值得注意的是,双接口的芯片卡虽没有太高的技术门坎,但从各种角度看,nfc都将成为未来双接口芯片卡的主流标准,一是nfc可兼容过往绝大多数的非接触式芯片卡,另一则是nfc的技术标准与实现作法已愈来愈清晰,包括记录格式、交换格式、加密传输方式等都已完成定义,甚至连加密芯片与nfc间的接口也都完成定义,即s2c(sigin-sigout-connection)接口,且除了nfc之外,也未见其它有力的双接口标准规范。

  当然,nfc在规范定义上,也提供了类似今日usb随身碟的档案传输应用,只不过nfc卡是用无线感应传输,usb随身碟是以usb端口的接触式接口进行传输。然而nfc不会成为无线感应式的usb随身碟,原因在于内存类型,nfc内所用的内存为eeprom,usb随身碟则为nand flash,两者在密度与存取特性上有着许多的不同,eeprom适合小资料量的修改、存取,相对的nand flash是以较大的区块数据进行存取。

  不过,由于nfc的应用型态多半是附着于手持装置内,如手机、pda等,若手机、pda等装置本身就内建大量的flash memory,或者可连接其它的记忆卡等,如此nfc一样有机会进行感应式档案传输,然而nfc目前的传输率远不及usb(424kbps对12mbps/480mbps),所以仍只适合小量传输。

  更贴近产业需求

  更贴近各类产业的需求也是芯片卡的持续性趋势,例如在政府、国防等机构单位需要的是更高安全度的芯片卡,如此芯片业者便会积极通过各种安全验证,例如cc(common criteria)认证的eal4+、eal5层级等(eal1∼7,数字愈高安全性愈高)。

  或者在大众交通运输上,由于进出车站人数相当多,为了加速通关,芯片卡的感应速度必须更快,一般而言的感应程序需0.3秒,而sony的felica为了更适合电子车票的用途,在感应速度上有特别的专精强化,只需要0.1秒即可完成感应,以此来加速通关。

  另外,在手持运用的设计上,期望能够用更省电的芯片卡,如此才能为手持装置保留更多的用电,对此通常会在芯片内再进行工作电压与频率的转换、调节,并且支持省电模式。或者在一些容易让外力压挤的环境上,业者也会使用更具强韧性的芯片封装技术,使芯片具有一定的外力抗受性,让芯片更加耐用,此外也会有过电压侦测与保护、过热感测与保护等。

  类似的,接触式芯片也在强化静电抗受性,让使用者即便用手指接触芯片接脚,也不会使芯片受静电破坏。或者是一些消耗性的芯片卡(如:电话卡),则是力求价格低廉。

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发布日期:2019年07月04日  所属分类:新闻动态