射频IC卡-M1卡介绍-转

对于电脑周边编程，主要有两种思路

一、利用windows系统本身dll库。

二、利用硬件产家提供的dll。

 

本篇对M1卡的编程是利用上述第二种方法。

M1卡最为重要的优点是可读可写并且安全性高的多功能卡。这些优点与其自身的结构密不可分。

 

M1结构：

M1卡分为16个扇区，每个扇区4块（块0～3），共64块，按块号编址为0～63。第0扇区的块0（即绝对地址0块）用于存放厂商代码，已经固化，不可更改。其他各扇区的块0、块1、块2为数据块，用于存贮数据；块3为控制块，存放密码A、存取控制、密码B。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。

M1卡运作机理：

连接读写器→寻卡→识别卡（获取卡序列号）→从多卡中选一张卡→向卡中缓冲区装载密码→验证密码→进行读写→关闭连接

即（代码说明）

Open_USB→rf_request→rf_anticoll→rf_select→rf_load_key→rf_authentication→(/a_hex)→rf_read/rf_write→(hex_a)→Close_USB

如果概括来说的话，主要也就四部分 开关连接、寻卡、验证密码、读取。

（至于详细程序代码，相信大家自己看过dll说明文档后，自己会明白的，这里就不写了，因为内容多）

 

M1卡功能模式：

1.寻卡模式：

寻卡模式分三种情况：IDLE模式、ALL模式及指定卡模式（0，1，2 均是int类型，是方法参数，下同）。

     0——表示IDLE模式，一次只对一张卡操作；

     1——表示ALL模式，一次可对多张卡操作；

     2——表示指定卡模式，只对序列号等于snr的卡操作（高级函数才有）【不常用】

也就是说，我们一次也可以同时操作多张卡。

对于多卡操作，其实际真正执行操作的还是一张卡。读写器能识别多张卡的序列号（但注意识别出的顺序是不定的，并且最多也就能识别4张卡，因为卡叠放的厚度太厚，会超出读写器的识别范围），并一一进行操作。

所以由此看出，多卡操作的意义并不大。但我建议大家还是设置为1好了（原因不说了，自己感受吧，其实无所谓）。

2.密码验证模式：

     0——KEYSET0的KEYA

     4——KEYSET0的KEYB

M1卡可以在验证密码时选择密码类型（A/B）。【其实M1卡有3套密码（KEYSET0、KEYSET1、KEYSET2），共6个密码（用0～2、4～6来表示这六个密码），目的是为了适应不同读写器。而这里我们用的是KEYSET0的2个密码】

 

M1卡密码机制：

这可以说是M1卡的精髓了，也是M1卡最为复杂的地方，希望大家耐心看完。

（请先看明白M1卡结构）如上所说，在存取控制中每个块都有相应的三个控制位,它们的定义如下：

     块0：   C10   C20   C30

     块1：   C11   C21   C31

     块2：   C12   C22   C32

     块3：   C13   C23   C33

一个扇区的三个数据块，我们可以利用密码机制对它们分别进行权限控制。数据块（块0、块1、块2）的存取控制如下：

例如：当块0的存取控制位C10 C20 C30=100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。

那么M1卡修改密码的方法是rf_changeb3

参数：

     icdev：通讯设备标识符

     _SecNr：扇区号（0～15）

     KeyA：密码A

     _B0：块0控制字，低3位（D2D1D0）对应C10、C20、C30

     _B1：块1控制字，低3位（D2D1D0）对应C11、C21、C31

     _B2：块2控制字，低3位（D2D1D0）对应C12、C22、C32

     _B3：块3控制字，低3位（D2D1D0）对应C13、C23、C33

     _Bk：保留参数，取值为0

     _KeyB：密码B

由上我们看出_B0、_B1、_B2、_B3分别控制块0、块1、块2、块3。

由图我们可知_B0、_B1、_B2的可取值为 0、10、100、110、1、11、101、111。

这里大家一定要注意一点：

不能装载密码到M1卡某一扇区后再更改那扇区的密码（最好连接完读写器后直接更改密码），否则更改密码会失败而冻结扇区。如果不慎这样了，解决的办法是完成一次读写操作，再更改密码。

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：

_B3的取值与_B0相同。

 

一、主要指标

容量为8K位EEPROM

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

每个扇区有独立的一组密码及访问控制

每张卡有唯一序列号，为32位

具有防冲突机制，支持多卡操作

无电源，自带天线，内含加密控制逻辑和通讯逻辑电路

数据保存期为10年，可改写10万次，读无限次

工作温度：-20℃~50℃(温度为90%)

工作频率：13.56MHZ

通信速率：106KBPS

读写距离：10mm以内（与读写器有关）

二、存储结构

1、M1卡分为16个扇区，每个扇区由4块（块0、块1、块2、块3）组成，（我们也将16个扇区的64个块按绝对地址编号为0~63，存贮结构如下图所示：

 

块0

    

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：

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、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，其频率与讯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。

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；