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你了解我们身边常见的卡吗?

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我们在日常工作、学习、生活中可能接触到各种卡,比如公交卡、二代身份证、食堂饭卡、小区门禁卡、IC电话卡、银行卡等等.在使用中,我们不禁会产生一些困惑,如:我们使用的卡安全吗?这些卡中谁保存信息的安全性更高?它们会被消磁吗?平时能和手机放在一起吗?面对这些困惑,本文将一一给予解答.

日常生活中常见的卡可分为三类,分别是磁卡、IC卡和条码卡.

1磁卡

磁卡的特点很明显,就是背面存储信息的地方有一条黑色的磁条.磁卡的磁条是用液体磁性材料涂抹在卡片上或用细小的固体磁条粘贴在卡片上构成的(如图1).在磁条表面,还覆盖有一层保护介质,防止因为摩擦刮蹭,破坏磁条结构.

一般来说,磁条里分了三个磁道.其中,一、二磁道是只可以读出但不可以写入信息的,只有三磁道是可读写信息的,现在的银行磁卡就用它来记录账面余额等信息的.如何往磁卡内写入信息呢?简单的说,就是用强磁场来改变磁道各单元的信息,这跟往磁带、软盘、硬盘内写入信息的原理基本是一样的.既然受控制的强磁场可以往磁卡内写入信息,那么不受控制的外界强磁场就可以破坏磁条原本的储存的信息,甚至让磁卡失去磁性,这样卡就无法使用了,这就是所谓的“消磁”.所以,怕强磁场也成了它们的通病,我们不应让磁卡跟强磁体或者有强烈电磁波发射的物体挨得太近.那么,手机会使磁条卡“消磁”吗?一般来说,手机发射的电磁波主要能量形式是电场,不会产生足以改变磁条信息的磁场.不过手机中的某些部件,比如扬声器和震动电机内确实带有磁体,但一般它们不太可能紧贴在卡片磁条上,而且它们的磁场强度也有限,还不足以消磁.当然,如果方便的话还是建议将它们分开放比较好.除了容易消磁以外,磁条卡由于技术简单、易被复制,社会上使用磁条信息盗录装置复制银行卡磁道信息、通过网上银行等电子渠道窃取

持卡人信息、通过针孔摄像机在ATM终端上偷录持卡人密码等案件屡见报端.

为了弥补这些缺憾,不怕强磁场、容量更大、信息保密性更好的IC卡也就孕育而生了.

2IC卡

IC卡 (集成电路卡)是将一个微电子芯片嵌入符合ISO7816标准的卡基中,做成卡片形式.这种卡把原来的磁条储存升级成了由集成电路构成的存储器――EEPROM.根据卡中的集成电路的不同,IC卡可以分为三类.

2.1存储器卡

是一种不具备加密功能的EEPROM卡.它仅有数据存储能力,没有数据处理功能.由于其存储结构简单,只有读写两种操作功能,主要用于存放一些保密性要求不高的数据.

2.2逻辑加密卡

主要应用的是卡中的集成电路包括EEPROM存储单元阵列和密码控制逻辑单元.由于采用密码控制逻辑来控制对EEPROM存储器的访问和改写,因此,它不像存储器卡一样可以被任意的复制或改写,相对安全些.我们所使用的门禁、公交以及食堂饭卡多采用的是Philips 公司的 Mifare1卡,而M1卡就是逻辑加密卡.不过,M1卡也存在安全隐患.虽然M1卡的加密逻辑电路通过校验密码方式来保护卡内的数据对于外部访问是否开放,但这只是低层次的安全保护,无法防范恶意性的攻击.而且M1卡在进行数据和各扇区 Key更新的时候,采用的是直接明文更新,数据信息很容易被截获,这就导致该卡较容易被单卡复制.不仅如此,M1卡在与POS 机交互过程中,只有 M1卡对 POS 机进行认证,因此如果出现“伪卡”,是一样可以使用的.同样,基于 M1卡的门禁系统由于基本上使用的是只读 ID 号进行身份认证,没有进行任何的加密认证,所以非法破解人士只需采用专业的技术手段就可轻松破解.正因如此,更安全的CPU卡也就顺理成章的出现了.

2.3CPU卡

CPU 卡内的集成电路中带有中央处理器(CPU)、存储单元以及芯片操作系统(COS).装有 COS的CPU卡相当于一台没有显示器和键盘的微型计算机,在这个微型操作系统中(类似于一个DOS系统),包含主文件、专用文件和基本文件,因此CPU卡不仅具有简单的数据存储功能,更重要的是具有命令处在层(选填“上”或“下”),可使货物不易翻到;乘车时,两脚(选填“分开”或“靠拢”)站得更稳.

分析稳度是指物体处于平衡状态的稳定程度,稳度的大小由物体重心的高度和支撑面的大小决定.重心低,支撑面大的物体稳度大,反之则稳度小.所谓支撑面大小是指物体各接触部分所围成的面积.本题通过实验探究和生活事实验证了影响稳度的两个因素.

解答(1)圆柱体刚好翻倒时转过的角度越小,说明越容易翻倒,即稳定程度小;

(2)相同形状的圆柱体,重心越低时,刚好翻倒时转过的角度越大,越不易翻倒,说明稳定程度越大;

(3)图3丙中四根木棒与地的接触面积并不变,但越分离时,稳定程度越大,说明影响稳定程度的是支撑面积大小,而不是接触面积大小;

(4)根据实验验证影响稳度的因素,重的货物摆在下层可以降低重心,两脚分开可以增大支撑面积,这样都可以增大稳度.

故答案为:小;低;支撑面积;下;分开.

以上四个例题都是与生活中的稳度有关的题目以及提高稳度的方法,解题时要牢记提高稳定的两种主要方法,会应用这两种方法解决实际问题.理功能和数据安全保护等高级功能.

与逻辑加密卡的简单Key码不同,CPU卡的密钥分类有很多种,通常分为充值密钥(ISAM卡),减值密钥(PSAM卡),外部认证密钥(SAM卡)和 全能密钥(ASAM卡).在具体应用中CPU卡可以根据应用的不同而采用不同的密钥,比如校园“一卡通”中电子钱包的应用,在进行与银行对接的圈存服务的时候可以使用圈存密钥,在进行 POS 机消费的时候使用消费密钥,更新数据时可以使用卡片维护密钥等,真正做到一钥一用.同时,卡内还设立了密码最大重试次数,从而可以有效防止恶意攻击.除此之外,有别于逻辑加密卡Key码更新的时候采用明文的方式,CPU卡则是运用安全报文方式进行数据更新的,数据信息安全明显多了一层保障.中国人民银行即将在我国金融业全面推行的金融IC卡即是CPU卡,也预示着CPU卡的安全性已经得到了金融业的肯定.

IC卡其实还有第二种分类方法,这种方法在日常生活中被应用得更为普遍.那就是按照与外界数据传送的形式来分,可将其分为接触式和非接触式两种.所谓接触式IC卡就是在使用时,通过有形的金属电极触点将卡的集成电路与外部接口电路直接接触连接,提供集成电路工作的电源并进行数据交换的IC卡.目前国内大部分的医保卡和IC电话卡都采用了接触式IC卡.接触式 IC卡的特点也很明显,就是卡片上有个金属的“小窗口”,这个“小窗口”是内部集成电路的触点接口.通过这几个触点将读卡器和卡片内部的电路连接起来完成操作.由于不是用磁体来存储信息,而且读写数据直接用的是电,也不是磁头,所以这种卡基本上已不存在“消磁”的问题了.

由于运用了“电擦写”技术,也就惹上了新的麻烦,那就是电子产品杀手――静电.静电很难避免,而且人体产生的静电电压还很高,能达到数百伏甚至数千伏.而IC卡存储器的一般工作电压为5伏,耐压大概在20伏以下.瞬间的高压放电,对于人体来说最多只是觉得疼痛,但如果接触到IC卡的金属触点,很容易造成内部芯片的损坏.为了避免这种情况,一般的IC卡都设计了保护电路.根据相关的国内和国际标准,保护电路应能够抵抗2000伏的静电.

在使用中人们逐渐发现接触式IC卡有时不太方便,如:每次使用时都需要进行插拨卡操作,而且插卡时也有方向性要求,并且由于与读写器之间有直接接触,容易产生的各种故障,可靠性就降低了.为了弥补这些不足,非接触式IC卡诞生了.

非接触式IC卡又被称为射频卡(RFC),由IC芯片与感应天线组成,封装在一个标准的PVC卡片内,芯片及天线无任何外露部分.它成功将射频识别技术和IC卡技术结合起来,实现了卡片内无电源和免接触.卡片在一定距离范围(通常为5~10 mm)靠近读写器表面,通过无线电波的传递来完成数据的读写操作.我们使用的公交卡其实就是非接触式IC卡(如图3).

其工作原理简单的来说就是读卡器发射一个根据信息变化的电磁波.卡片内部的感应线圈把这个电磁波转换成感应电流,用以驱动芯片工作和传递信息(如图4).很显然,非接触式IC卡更不存在“消磁”的问题,它跟接触式IC卡一样,本身并不是用磁体存储数据的.而且非接触式IC卡在抗干扰和过载保护性能上较接触式IC卡有进一步的提高.在相同电压值下,非接触放电的电流比起接触放电小得多,更不容易造成损坏.其次,它所执行的国家标准也从之前的最低限值2000 V增加到6000 V,大大降低了因为静电接触造成的损坏.同时,这种卡除了具有静电保护电路之外,还设置了针对感应线圈的额外保护机制,能够防止因为输入的功率超过了最大范围而造成芯片的损坏.我国国内第二代身份证使用的就是非接触式CPU卡.

问题来了,用来对非接触式IC卡进行读写操作的是电磁波,而手机信号也是一种电磁波,那么手机信号会对它们产生影响吗?答案当然是否定的,我们可以从两方面进行论证:第一,非接触式IC卡要和读写设备进行联络,需要经过双向认证,而且信息交流是加密的.认证不了,当然也就无法建立联络.所以,手机信号不会被非接触式IC卡“误读”,进而更改卡片内的信息;第二,以在各种制式的手机中能量辐射最强的是GSM为例,按照我国通用的GSM900标准,凡是获得进网许可证、能够正式销售的手机,最大峰值功率不能超过2 W.而且峰值功率是在进行呼叫而尚未应答的瞬间产生,平时使用中平均功率只有0.2 W左右甚至更低.更重要的是,天线线圈对不同频率电磁波产生的电流差异是很大的.只有在天线的谐振频率上才能产生最大的耦合电流,一旦远离这个频率,能耦合到的能量就急剧减少.以同样为射频卡的二代身份证为例来说,因为二代身份证工作在13.56 MHz频率上,所以天线线圈的谐振频率也被设计为13.56 MHz.而GSM手机工作频率是900 MHz,显然相差甚远.因此手机信号能够被二代身份证耦合过来的能量可谓微乎其微,几乎可以忽略不计.可见,由于手机信号较弱,不会在非接触式IC卡内产生过大的电流,也就无法造成卡片的烧毁.

接下来的这种卡虽然科技含量没有上面两种卡来得高,但使用面上一点也不小,那就是条码卡.

3条码卡

条码卡,以一组规则排列的条、空及其对应字符组成的条形码记载信息,常见的条码符号是由黑条和白空印刷而成,当光照射到条码符号上时,黑条和白空产生较强的对比度,从而利用条、空对光的不同反射率来识读信息(如图5).

条码卡分为一维码和二维码两种.一维码比较常用,如日常商品外包装上的条形码就是一维码.它的信息存储量小,仅能存储一个代号,使用时通过这个代号调取计算机网络中的数据.二维码是近几年发展起来的,它能在有限的空间内存储更多的信息,包括文字、图像、指纹、签名等,并可脱离计算机使用.

条形码卡制作简便,普通的条形码按一定要求打印或复印即可,成本较低,但它的识读设备(特别是二维码的识读设备)比较昂贵.与磁卡和IC卡不同的是,条形码卡内的信息不能改写,另外,安全性能差、标准也不统一,这些都限制了它的应用.但条码卡的优点也是显而易见的,如:制作成本低;使用和保管时,不用担心消磁的问题,更不用担心强电磁信号、静电等诸多因素的影响.所以,超市的会员卡和图书馆借书卡常用的就是条码卡.