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    明華 MF1 S50 卡

    一、主要指標

    • 容量為8K位EEPROM
    • 分為16個扇區,每個扇區為4塊,每塊16個字節,以塊為存取單位
    • 每個扇區有獨立的一組密碼及訪問控制
    • 每張卡有唯一序列號,為32位
    • 具有防沖突機制,支持多卡操作
    • 無電源,自帶天線,內含加密控制邏輯和通訊邏輯電路
    • 數據保存期為10年,可改寫10萬次,讀無限次
    • 工作溫度:-20℃~50℃(溫度為90%)
    • 工作頻率:13.56MHZ
    • 通信速率:106KBPS
    • 讀寫距離:10mm以內(與讀寫器有關)

    二、存儲結構

    M1卡分為16個扇區,每個扇區由4塊(塊0、塊1、塊2、塊3)組成,(我們也將16個扇區的64個塊按絕對地址編號為0~63,存貯結構如下圖所示:

    ?

    r
    塊0
    數據塊
    0
    扇區0
    塊1
    數據塊
    1
    塊2
    數據塊
    2
    塊3
    密碼A 存取控制 密碼B
    控制塊
    3
    塊0
    數據塊
    4
    扇區1
    塊1
    數據塊
    5
    塊2
    數據塊
    6
    塊3
    密碼A 存取控制 密碼B
    控制塊
    7


    0
    數據塊
    60
    1
    數據塊
    61
    扇區15
    2
    數據塊
    62
    3
    密碼A 存取控制 密碼B
    控制塊
    63

    ?

    ?

    2.第0扇區的塊0(即絕對地址0塊),它用于存放廠商代碼,已經固化,不可更改。

    3.每個扇區的塊0、塊1、塊2為數據塊,可用于存貯數據。

    數據塊可作兩種應用:

    • 用作一般的數據保存,可以進行讀、寫操作。
    • 用作數據值,可以進行初始化值、加值、減值、讀值操作。

    4.每個扇區的塊3為控制塊,包括了密碼A、存取控制、密碼B。具體結構如下:

    A0 A1 A2 A3 A4 A5    FF 07 80 69     B0 B1 B2 B3 B4 B5

    密碼A(6字節) 存取控制(4字節) 密碼B(6字節)

    5.每個扇區的密碼和存取控制都是獨立的,可以根據實際需要設定各自的密碼及存取控制。存取控制為4個字節,共32位,扇區中的每個塊(包括數據塊和控制塊)的存取條件是由密碼和存取控制共同決定的,在存取控制中每個塊都有相應的三個控制位,定義如下:
    塊0: C10 C20 C30
    塊1: C11 C21 C31
    塊2: C12 C22 C32
    塊3: C13 C23 C33
    三個控制位以正和反兩種形式存在于存取控制字節中,決定了該塊的訪問權限(如?
    進行減值操作必須驗證KEY A,進行加值操作必須驗證KEY B,等等)。三個控制
    位在存取控制字節中的位置,以塊0為例:

    對塊0的控制:

    bit 7
    6
    5
    4
    3
    2
    1
    0
    字節6
    C20_b
    C10_b
    字節7
    C10
    C30_b
    字節8
    C30
    C20
    字節9
    (注:c10_B表示C10取反)

    存取控制(4字節,其中字節9為備用字節)結構如下所示:

    bit 7
    6
    5
    4
    3
    2
    1
    0
    字節6
    C23_b
    C22_b
    C21_b
    C20_b
    C13_b
    C12_b
    C11_b
    C10_b
    字節7
    C13
    C12
    C11
    C10
    C33_b
    C32_b
    C31_b
    C30_b
    字節8
    C3.
    C23
    C31
    C30
    C23
    C22
    C21
    C20
    字節9
    (注:_b表示取反)

    6.數據塊(塊0、塊1、塊2)的存取控制如

    控制位(X=0.1.2
    (對數據塊 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 表示密碼A或密碼B,Never表示任何條件下不能實現)

    例如:當塊0的存取控制位C10 C20 C30=1 0 0時,驗證密碼A或密碼B正確后可讀;
    驗證密碼B正確后可寫;不能進行加值、減值操作。

    7.控制塊塊3的存取控制與數據塊(塊0、1、2)不同,它的存取控制如下:

    密碼A
    存取控制
    密碼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:當塊3的存取控制位C13 C23 C33=1 0 0時,表示:
    密碼A:不可讀,驗證KEYA或KEYB正確后,可寫(更改)。
    存取控制:驗證KEYA或KEYB正確后,可讀、可寫。
    密碼B:驗證KEYA或KEYB正確后,可讀、可寫。

    三、工作原理
    卡片的電氣部分只由一個天線和ASIC組成。
    天線:卡片的天線是只有幾組繞線的線圈,很適于封裝到IS0卡片中。
    ASIC:卡片的ASIC由一個高速(106KB波特率)的RF接口,一個控制單元和一個8K位EEPROM組成。
    工作原理:讀寫器向M1卡發一組固定頻率的電磁波,卡片內有一個LC串聯諧振電路,其頻率與讀寫器發射的頻率相同,在電磁波的激勵下,LC諧振電路產生共振,從而使電容內有了電荷,在這個電容的另一端,接有一個單向導通的電子泵,將電容內的電荷送到另一個電容內儲存,當所積累的電荷達到2V時,此電容可做為電源為其它電路提供工作電壓,將卡內數據發射出去或接取讀寫器的數據。

    ?

    四、M1射頻卡與讀寫器的通訊


    復位應答(Answer to request)
    M1射頻卡的通訊協議和通訊波特率是定義好的,當有卡片進入讀寫器的操作范圍時,讀寫器以特定的協議與它通訊,從而確定該卡是否為M1射頻卡,即驗證卡片的卡型。

    防沖突機制 (Anticollision Loop)
    當有多張卡進入讀寫器操作范圍時,防沖突機制會從其中選擇一張進行操作,未選中的則處于空閑模式等待下一次選卡,該過程會返回被選卡的序列號。

    選擇卡片(Select Tag)
    選擇被選中的卡的序列號,并同時返回卡的容量代碼。

    三次互相確認(3 Pass Authentication)
    選定要處理的卡片之后,讀寫器就確定要訪問的扇區號,并對該扇區密碼進行密碼校驗,在三次相互認證之后就可以通過加密流進行通訊。(在選擇另一扇區時,則必須進行另一扇區密碼校驗。)

    對數據塊的操作
    (Read):讀一個塊;
    (Write):寫一個塊;
    (Increment):對數值塊進行加值;
    (Decrement):對數值塊進行減值;
    存儲(Restore):將塊中的內容存到數據寄存器中;
    傳輸(Transfer):將數據寄存器中的內容寫入塊中;
    中止(Halt):將卡置于暫停工作狀態;

    ?

    ?

    ?

    ?

    ?

    ?

    ?

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