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隨著IC卡技術(shù)的不斷發(fā)展，應(yīng)用日益廣泛。在眾多的IC卡中，接觸型IC卡由于其售價低、保密性好、讀寫器價格低廉和易于嵌入最終產(chǎn)品而得到最廣泛的應(yīng)用。例如預(yù)付費電能表、預(yù)付費燃氣表、預(yù)付費水表、預(yù)付費熱能表、打卡機、個人消費卡、電子商務(wù)等等。此類應(yīng)用的共同特點均是利用IC卡作為專用貨幣（電量、氣量等）、直接貨幣（例如電子商務(wù)）或重要信息（不充許修改）的傳遞工具，對應(yīng)的表、機則控制相應(yīng)的消費。也就是說：若能修改傳遞信息的內(nèi)容或破壞對應(yīng)表、機的消費控制能力即可獲得利益。而此類產(chǎn)品均生產(chǎn)量巨大，一但出現(xiàn)漏洞，國家或相關(guān)企業(yè)將損失巨大。在以上兩個問題中防止非法修改傳遞信息的內(nèi)容屬于IC卡的加密問題，己有諸多論述,本文將不作探討。而第二個問題是目前IC卡應(yīng)用中的重要問題，筆者在此提供個人意見供大家參考。
一、IC卡卡口的安全狀況
現(xiàn)有的IC卡卡口線，主要有電源線（Vcc及GND）、信號線、時鐘線、復位線等幾類組成。在實際產(chǎn)品設(shè)計中，電源線一般直接引至產(chǎn)品電源、時鐘線接至公共時鐘源或接至單片機、信號線與復位線一般直接接直至單片機或接口芯片。由于需要插入IC卡，故以上引線均接往IC卡座。而IC卡的卡口可插入一塊簡易PCB板將上述引線引出。這樣上述引線將暴露在儀器（表）外殼之外，極易進行攻擊。
北京的邢偉華先生在99年6月召開的《99預(yù)付費產(chǎn)品安全性及發(fā)展趨勢預(yù)測研討會》上歸納了各種對IC卡卡口的攻擊方法，主要如下：a）高壓靜電攻擊（例如使用煤氣點火器）；b）短路攻擊（使用短路金屬片插入卡口）；c）高壓直流攻擊（往VCC輸入高電壓直流）；d）高壓交流（例如在任兩引線間加入交流220V）。以上四類攻擊方法如不采取防護措施，都將會使儀器（表）內(nèi)單片機、電路、電源損壞或死機而失去對消費對象的控制。而上述攻擊是電攻擊基本不會留下攻擊證據(jù)而無法追究。攻擊者攻擊成功后可不付費而獲得消費，例如預(yù)付費電卡表。
二、IC卡卡口防攻擊的困難
仔細分析上述四類攻擊，若要全部防護，實非易事。首先，抗攻擊電路的耐壓應(yīng)極高，應(yīng)在20KV以上，再者其反應(yīng)速度應(yīng)小于100ns否則保護動作時保護對象己損壞，第三應(yīng)能識別上述四種攻擊的類別以啟動不同電路保護，第四應(yīng)成本較低否則用戶不能接受，第五是攻擊撤消后應(yīng)能快速恢復正常工作狀態(tài)，最后還需要較小體積和極高可靠性。設(shè)計一個電子部件要同時滿足上述要求，采用目前的電子器件和線路基本上不可能。
在最近幾年中，眾多企業(yè)和科研單位使用電子線路（集成或晶體）、熱敏電阻、可恢復保險絲等方案進行了大量試驗并取得了一些進展，特別是后兩種方案表面上取得進展但實際上仍不可靠，其原因在于器件反應(yīng)時間慢。美國某公司也推出了相關(guān)產(chǎn)品，但其價格高（近20美元）和抗高壓不夠（小于3kv）仍無法應(yīng)用。
據(jù)了解：北京一戶一表工程中使用的電卡表，己明文要求能抗上述四類卡口攻擊；建設(shè)部即將出臺的卡式燃氣表、水表、熱能表安全規(guī)范也將要求能抗上述四類卡口攻擊，其它一些接觸型IC卡應(yīng)用專業(yè)估計也將要求能抗上述四類卡口攻擊。因此，如何解決卡口抗攻擊問題己是各表廠、接觸型IC卡應(yīng)用單位急迫的問題。
三、LKM4140防攻擊專用模塊的工作原理
筆者為解決上述問題與國外同行合作，使用了國外最新研制的一種特種材料，組成極簡單電路制成了LKM4140防攻擊專用模塊并成功獲得國家專利（專利號：990279659）完全滿足了上述五條要求，并在北京一戶一表工程的預(yù)付費IC卡表中得到廣泛應(yīng)用，目前大約裝表近35萬塊。凡裝了此模塊的預(yù)付費IC卡表至今無一例攻擊成功，得到了北京供電局的高度評價。在國內(nèi)電表中己有33家使用該模塊。
LKM4140防攻擊專用模塊由四個完全相同的通道組成（參看圖一）
模塊使用的材料由柱狀無窮多層感應(yīng)式陶瓷材料組成，當通過電流小于某值時，柱面呈現(xiàn)有一定阻值導體（本模塊約為400歐姆），隨著電流增大，最外層感應(yīng)式陶瓷材料還原成普通陶瓷，柱面導通截面縮小，電阻增大，其轉(zhuǎn)換時間為ns級。
當外界突加高壓時（無論是交流、直流還是靜電）都會使流過專用材料的電流瞬間加大，電流加大的結(jié)果造成材料電阻變大（可達數(shù)百K），該電阻與穩(wěn)壓器件構(gòu)成一穩(wěn)壓電路，使得無論外電壓多高（以不擊穿材料值為限）進入儀器（表）內(nèi)部的電壓任何時候都不超過穩(wěn)壓值，從而保護了儀器（表）。在高壓靜電狀態(tài)，該穩(wěn)壓電路還能瀉放靜電電荷，從而無從對儀器（表）進行攻擊。
四、結(jié)束語
綜上所述，LKM4140防攻擊專用模塊是理想的IC卡卡口防攻擊電路，并己得到數(shù)十萬臺產(chǎn)品的使用驗證。
附錄一、LKM4140防攻擊專用模塊介紹
一、概述：
本專利產(chǎn)品（專利號：990279659）LKM4140（防攻擊專用模塊）是為預(yù)付費智能表（如IC卡、CPU卡等）卡座類防破壞性高壓攻擊而設(shè)計的專用模塊。
二、特點：
1、無需外部元件
2、具有快速響應(yīng)，快速自恢復
3、性能穩(wěn)定
4、抗攻擊范圍廣（DC2500V，AC600V，靜電30000V）
5、體積小
6、不影響原卡座的正常讀寫
三、外形圖：
四、極限參數(shù)：
1、耐壓：DC3000V，AC800V，靜電40000V
2、工作溫度：－30－75℃
3、貯存溫度：－40－120℃
五、引腳說明：
2，4，6，8腳為卡座的任意定義的輸入輸出接口，1，3，5，7腳為電路的對應(yīng)輸出，9腳為GND。
六、典型接線圖
（相關(guān)圖樣要稍等些時間再上傳，請見諒）
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