高安全RFID芯片
一、產(chǎn)品概述
高安全非接觸式RFID芯片“RFISS_N”是一款基于ISO/IEC15693標準的無源RFID安全標簽芯片產(chǎn)品,安全協(xié)議采用了安全機制來保護數(shù)據(jù)交換的安全,基于國密SM7加密算法高效地實現(xiàn)了“一次一密”的防復制機制和雙向認證機制。
芯片是非接觸式IC卡芯片,芯片由射頻前端、數(shù)字部分、和EEPROM組成。能量和數(shù)據(jù)通過與芯片直接連接的線圈組成的天線來傳輸,不需要任何外接部件。
二、功能特點
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兼容ISO/IEC 15693 標準
非接觸數(shù)據(jù)和能量傳輸工作距離:在距讀卡器天線0-80cm區(qū)域內(nèi)能正確進行數(shù)據(jù)交換和完成各項操作(具體的讀寫距離由天線的形狀、大小和場強而定),工作場強范圍:150mA/m~5A/m,zui大可耐受工作場強Hmax:8A/m。
工作頻率:13.56MHz
數(shù)據(jù)傳輸速率:低數(shù)據(jù)速率:6,62 Kbits/s,高速率: 26.48 kbits/s。數(shù)據(jù)完整性:每幀有16位CRC檢驗
抗沖突(ISO/IEC15693防沖突協(xié)議)
理論交易時間60ms
典型售票交易流程時間:<250ms
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EEPROM存儲器
EEPROM存儲容量為8Kbits,用戶可用的存儲容量為6Kbits,控制參數(shù)塊為2Kbits。
每個數(shù)據(jù)塊的訪問控制條件可由用戶自己定義。
數(shù)據(jù)保持時間:〉10年。
擦寫次數(shù):〉10萬次。
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安全性
三重相互認證體制。
用于解密接收的數(shù)據(jù)和加密返回的數(shù)據(jù)國密SM7算法。
三、芯片介紹
芯片結(jié)構(gòu)框圖
芯片是非接觸式IC卡芯片,芯片由射頻前端、數(shù)字部分、和EEPROM組成。能量和數(shù)據(jù)通過與芯片直接連接的線圈組成的天線來傳輸,不需要任何外接部件。其總體結(jié)構(gòu)框圖如圖2-1所示。
圖3-1 RFISS_N總體結(jié)構(gòu)框圖
射頻前端包括RNG和時鐘。?
RNG:隨機數(shù)產(chǎn)生器,用于產(chǎn)生隨機數(shù)。
時鐘:系統(tǒng)時鐘和編碼。
數(shù)字部分包括認證協(xié)議、加解密模塊、控制單元、防沖突、CRC模塊和EEPROM控制器。
認證協(xié)議:為保證識別讀寫器和標簽都是合法的通信要求。
SM7:用于解密接收的數(shù)據(jù)和加密返回的數(shù)據(jù)。
控制單元:保證系統(tǒng)的正常工作。
防沖突:ISO15693防沖突處理單元。
CRC模塊:用于辨別接收幀完整性和給返回數(shù)據(jù)加上CRC碼。
EEPROM控制器: 實現(xiàn)對EEPROM的讀寫。
EEPROM存儲容量為8Kbits,共64個塊,每塊16個字節(jié),其中用戶可用數(shù)據(jù)區(qū)大小6Kbits。
芯片存儲結(jié)構(gòu)
EEPROM被劃分成用戶區(qū),密鑰區(qū)和系統(tǒng)信息區(qū)。用戶數(shù)據(jù)區(qū)每次訪問的基本單位為塊,每個塊包含128Bits,每個用戶數(shù)據(jù)區(qū)對應有16Bits長度的訪問控制條件。密鑰區(qū)有9個Key,每個Key的長度均為128Bits,其中Key0~Key7為8個應用密鑰,Key8為超級密鑰,應用密鑰根據(jù)訪問控制條件控制著對用戶數(shù)據(jù)的訪問,而超級密鑰控制著訪問控制條件和密鑰區(qū)的訪問。系統(tǒng)信息區(qū)為UID、DSFID、AFI和其他信息。其中DSFID和AFI還可以根據(jù)相應的命令進行重新配置,如圖3-2所示。
圖3-2芯片存儲結(jié)構(gòu)圖
系統(tǒng)信息區(qū)
系統(tǒng)信息區(qū)的總大小為128Bits,為1個Page。其中8個字節(jié)為UID,1個字節(jié)的DSFID,1個字節(jié)的AFI,2個字節(jié)的存儲信息MEM,1個字節(jié)的IC reference,剩余3個字節(jié)為其他。
密鑰區(qū)
每個密鑰塊包含1個128Bits的密鑰,共有9個Key。其中,Key0-Key7用于控制8KBits EEPROM的訪問權(quán)限控制,Key8用于控制信息和密鑰的寫入。密鑰塊和訪問控制條件永遠不可讀,只有在Key0認證通過后才可以寫密鑰塊和訪問控制條件,否則不可寫。
用戶區(qū)
用戶數(shù)據(jù)區(qū)共有48個數(shù)據(jù)塊,每次訪問的基本單位為塊,每個塊包含128Bits,每個用戶數(shù)據(jù)區(qū)對應有16Bits長度的訪問控制條件。用戶數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)作用由訪問控制條件來決定。主要分為兩種類型,一種是數(shù)據(jù)塊,這種數(shù)據(jù)類型只能執(zhí)行Read和Write操作,不能執(zhí)行Increment、Decrement、Restore和Transfer操作,另一種是數(shù)值塊,不僅可以執(zhí)行Read和Write操作,還能執(zhí)行Increment、Decrement、Restore和Transfer操作。
使用流程
一個典型的交易流程包括防沖突獲取UID、選卡、三重認證、讀數(shù)據(jù)(Read)、寫數(shù)據(jù)(Write)、加(Increment)、減(Decrement)等操作。典型交易流程及對應的時間如圖3-3所示。
圖3-3典型交易流程圖