上海華虹非接觸CPU卡芯片在公交卡上的應(yīng)用

【編者按】RFID與非接觸IC卡芯片是RFID與非接觸IC卡產(chǎn)品中最為關(guān)鍵的核心環(huán)節(jié)。近幾年來，伴隨著全球智能卡與RFID產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，RFID與非接觸IC卡芯片技術(shù)得到迅速發(fā)展，產(chǎn)品種類更加豐富。為全面反映和推廣RFID與非接觸IC卡芯片最新技術(shù)及產(chǎn)品，根據(jù)用戶需求，RFID中國(guó)網(wǎng)針對(duì)用戶需求，特別推出“RFID與非接觸IC卡芯片品牌導(dǎo)購(gòu)指南”大型網(wǎng)絡(luò)宣傳專題及電子書活動(dòng)，以滿足用戶對(duì)RFID與非接觸IC卡芯片品牌、技術(shù)、產(chǎn)品、應(yīng)用了解的需求。本文是由上海華虹公司提供的“上海華虹非接觸CPU卡芯片在公交卡上的應(yīng)用”,供用戶了解和參考。

　　1999年，上海公交卡項(xiàng)目采用了華虹設(shè)計(jì)開發(fā)的中國(guó)第一枚自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的非接觸式IC卡芯片，該項(xiàng)目是世界上門類最齊全的“一卡通”,也是全球規(guī)模最大的AFC項(xiàng)目。2009年，華虹設(shè)計(jì)推出非接觸CPU卡芯片SHC1108,符合《建設(shè)事業(yè)非接觸式CPU卡芯片技術(shù)要求》標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用于全國(guó)公交一卡通的升級(jí)。

　　國(guó)內(nèi)交通IC卡在不少城市還在使用非接觸式邏輯加密卡，但隨著近年來公交業(yè)務(wù)的不斷拓展，公交卡系統(tǒng)面臨著升級(jí)改造的壓力，同時(shí)也對(duì)IC卡提出了新的要求：

　　1、IC卡需要容納越來越多的行業(yè)信息，而原有的邏輯卡容量多為1k字節(jié)，留給新的行業(yè)的應(yīng)用空間已經(jīng)是捉襟見肘，公交行業(yè)需要IC卡提供更大的存儲(chǔ)空間。

　　2、原有邏輯卡的交易可靠性基本是靠機(jī)具保證的，因此異常中斷對(duì)交易數(shù)據(jù)的影響不可避免，公交行業(yè)需要IC卡能夠自動(dòng)維護(hù)交易數(shù)據(jù)，保證交易的可靠性。

　　3、城市間的互聯(lián)互通是公交發(fā)展的方向，但各城市原有邏輯卡的加密算法、卡片結(jié)構(gòu)、操作流程等方面都存在差異，阻礙了互通的進(jìn)程。公交行業(yè)需要一張符合統(tǒng)一規(guī)范的IC卡來完成這一目標(biāo)。

　　4、公交卡業(yè)務(wù)具有覆蓋面廣、使用者多、行業(yè)關(guān)系復(fù)雜的特點(diǎn)，進(jìn)行一次全面的IC卡系統(tǒng)升級(jí)絕不是一朝一夕的事情，選擇一張既能適應(yīng)原有邏輯卡系統(tǒng)，又能平滑過渡到新系統(tǒng)的IC卡則能夠很好的解決升級(jí)問題。

　　5、眾所周知，著名的MIFARE ONE邏輯加密卡算法已經(jīng)被破解，同時(shí)一套針對(duì)該邏輯卡的卡片高效復(fù)制手段也已經(jīng)出現(xiàn)。對(duì)于一個(gè)每天有著上千萬資金流動(dòng)的行業(yè)，這是一個(gè)巨大的威脅。所以，選擇一個(gè)具有更安全加密算法的IC卡迫在眉睫。

　　這么多新的要求，讓我們自然而然的想到了近年快速發(fā)展的非接觸式CPU卡。非接觸式CPU卡是一種智能型的IC卡，存儲(chǔ)容量一般在8k字節(jié)以上。它通常使用DES/3DES加密算法，其交易流程簡(jiǎn)單，且由卡片自動(dòng)維護(hù)交易數(shù)據(jù)，因此具有很高的安全性和可靠性。上海華虹自主設(shè)計(jì)的非接觸式CPU卡--SHC1108則在此基礎(chǔ)上又加入了新的功能：可模擬邏輯卡的所有功能，且CPU能夠控制邏輯卡數(shù)據(jù)，同時(shí)通過簡(jiǎn)單設(shè)置即能完全切斷邏輯卡通道，成為一張純粹的CPU卡，具有很高的安全性。SHC1108的這一特性為各城市公交卡系統(tǒng)平滑穩(wěn)定的升級(jí)提供了極大的幫助。

　　根據(jù)各城市的實(shí)際情況，一卡通公司可在兩種非接觸式CPU卡應(yīng)用方案中進(jìn)行選擇：對(duì)于還未開展公交IC卡業(yè)務(wù)的地市，或者雖已開展公交IC卡業(yè)務(wù)，但能在短時(shí)間內(nèi)完成所有機(jī)具升級(jí)改造的地市，可以直接選擇標(biāo)準(zhǔn)的非接觸式CPU卡應(yīng)用方案。該方案能為業(yè)主降低成本，縮短開發(fā)周期，更便捷的享受非接觸式CPU卡帶來的優(yōu)勢(shì)。

　　而對(duì)于已經(jīng)使用邏輯加密卡，并需要較長(zhǎng)升級(jí)過渡期的城市，則可以采用帶有邏輯    接口的非接觸式CPU卡來完成公交IC卡系統(tǒng)的平滑過渡。這種非接觸式CPU卡具有邏輯和CPU兩個(gè)交易接口，由COS自動(dòng)維護(hù)CPU錢包和邏輯錢包的金額同步。在過渡期內(nèi)，經(jīng)過改造的機(jī)具能夠通過CPU接口進(jìn)行充值和消費(fèi)交易，而未經(jīng)改造的機(jī)具則仍然可以通過邏輯接口進(jìn)行消費(fèi)，在升級(jí)完成后，又可通過各業(yè)務(wù)終端輕松關(guān)閉邏輯交易接口，使這些卡片成為標(biāo)準(zhǔn)的非接觸式CPU卡。這種改造方案充分考慮到系統(tǒng)升級(jí)的長(zhǎng)期性和復(fù)雜性，能夠大大降低一卡通公司進(jìn)行系統(tǒng)改造的成本和難度。

　　使用非接觸式CPU卡進(jìn)行公交卡系統(tǒng)升級(jí)的過程可分為以下三個(gè)階段：

　　階段一：逐步發(fā)行具有邏輯卡功能的非接觸式CPU卡。此時(shí)，CPU卡的邏輯通道處于開啟狀態(tài)，所有的邏輯卡數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都與純邏輯卡相同。公交系統(tǒng)中的機(jī)具將這樣一張CPU卡作為邏輯卡來使用。

　　階段二：逐步進(jìn)行充值和消費(fèi)機(jī)具的改造，新的機(jī)具既能支持邏輯卡，又能支持CPU卡，同時(shí)，CPU卡在新老機(jī)具上都能夠使用。由于CPU卡對(duì)邏輯卡的錢包具有控制能力，因此CPU卡的錢包與邏輯卡能夠始終保持一致。這種新老機(jī)具共存、邏輯卡與CPU卡共存的狀態(tài)將會(huì)持續(xù)一段較長(zhǎng)的時(shí)間，而CPU卡將邏輯錢包和CPU錢包同步的能力則為系統(tǒng)平穩(wěn)過渡打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

　　階段三：原有邏輯卡回收工作和機(jī)具改造工作基本完成，這時(shí)可通過充值機(jī)具將非接CPU卡的邏輯通道完全關(guān)閉，成為一張純CPU卡。此時(shí)，原邏輯卡內(nèi)的錢包余額在CPU卡中仍然有效，而系統(tǒng)則已經(jīng)完成了從邏輯卡到CPU卡的升級(jí)過程。

　　應(yīng)用案例的亮點(diǎn)：

　　1、完整靈活的解決方案根據(jù)各城市的實(shí)際情況，上海華虹集成電路有限責(zé)任公司提供兩種非接觸式CPU卡應(yīng)用方案：

　　1）對(duì)于還未開展公交IC卡業(yè)務(wù)的地市，或者雖已開展公交IC卡業(yè)務(wù)，但能在短時(shí)間內(nèi)完成所有機(jī)具升級(jí)改造的地市，可以直接選擇標(biāo)準(zhǔn)的非接觸式CPU 卡應(yīng)用方案。該方案能為業(yè)主降低成本，縮短開發(fā)周期，更便捷的享受非接觸式CPU卡帶來的優(yōu)勢(shì)。

　　2） 而對(duì)于已經(jīng)使用邏輯加密卡，并需要較長(zhǎng)升級(jí)過渡期的城市，則可以采用帶有邏輯接口的非接觸式CPU卡來完成公交IC卡系統(tǒng)的平滑過渡。

　　2、產(chǎn)品選擇的多樣性上海華虹集成電路有限責(zé)任公司的非接觸式CPU卡芯片SHC1108系列包括了標(biāo)準(zhǔn)非接觸式CPU卡和帶邏輯接口非接觸式CPU卡芯片兩大類，可配套華虹解決方案靈活選擇，滿足客戶不同的需求。

　　3、成熟的公交項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)早在1999年，上海公交卡項(xiàng)目采用了上海華虹集成電路有限責(zé)任公司開發(fā)的中國(guó)第一枚自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的非接觸式IC卡芯片，該項(xiàng)目是世界上門類最齊全的“一卡通”,也是全球規(guī)模最大的AFC項(xiàng)目。2002年，無錫正式開通公交非接觸式IC卡收費(fèi)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)，采用了華虹的非接觸式IC卡芯片，實(shí)現(xiàn)了無錫和上海公共交通卡的城際間互通，這是國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)兩地交通卡互通。2012年上海、寧波、紹興、臺(tái)州、湖州、常熟、蘭州、白銀八城市實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，將全面推動(dòng)全國(guó)城市一卡互聯(lián)互通的整體應(yīng)用，并將成為全國(guó)城市一卡通行業(yè)發(fā)展過程中的一個(gè)重要里程碑。

　　這些公交項(xiàng)目成熟的運(yùn)作經(jīng)驗(yàn)使華虹在非接觸CPU卡公交應(yīng)用升級(jí)中具備更多的優(yōu)勢(shì)，從而獲得客戶的信任，奠定了華虹設(shè)計(jì)作為公交卡項(xiàng)目中核心芯片商的地位。