M 1卡 1) 主要指标 容量为8K位EEPROM 分为16个扇区,每个扇区为4块,每块16个字节,以块为存取单位 每个扇区有独立的一组密码及访问控制 每张卡有唯一序列号,为32位 具有防冲突机制,支持多卡操作 无电源,自带天线,内含加密控制逻辑和通讯逻辑电路 数据保存期为10年,可改写10万次,读无限次 工作温度:-20℃~50℃(温度为90%) 工作频率:13.56MHZ 通信速率:106KBPS 读写距离:10mm以内(与读写器有关)
2)存储结构 1、 M1卡分为16个扇区,每个扇区由4块(块0、块1、块2、块3)组成,(我们也将16个扇区的64个块按绝对地址编号为0~63,存贮结构如下图所示:
r |
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|
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块0 |
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数据块 |
0 |
扇区0 |
块1 |
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数据块 |
1 |
|
块2 |
|
数据块 |
2 |
|
块3 |
密码A 存取控制 密码B |
控制块 |
3 |
|
块0 |
|
数据块 |
4 |
扇区1 |
块1 |
|
数据块 |
5 |
|
块2 |
|
数据块 |
6 |
|
块3 |
密码A 存取控制 密码B |
控制块 |
7 |
|
|
: : : |
|
|
|
0 |
|
数据块 |
60 |
|
1 |
|
数据块 |
61 |
扇区15 |
2 |
|
数据块 |
62 |
|
3 |
密码A 存取控制 密码B |
控制块 |
63 | |
块0 数据块 0 扇区0 块1 数据块 1 块2 数据块 2 块3 密码A 存取控制 密码B 控制块 3 块0 数据块 4 扇区1 块1 数据块 5 块2 数据块 6 块3 密码A 存取控制 密码B 控制块 7 ∶ ∶ ∶ 0 数据块 60 扇区15 1 数据块 61 2 数据块 62 3 密码A 存取控制 密码B 控制块 63
2、 第0扇区的块0(即绝对地址0块),它用于存放厂商代码,已经固化,不可更改。 3、 每个扇区的块0、块1、块2为数据块,可用于存贮数据。 数据块可作两种应用: ★ 用作一般的数据保存,可以进行读、写操作。 ★ 用作数据值,可以进行初始化值、加值、减值、读值操作。 4、 每个扇区的块3为控制块,包括了密码A、存取控制、密码B。具体结构如下:
A0 A1 A2 A3 A4 A5 FF 07 80 69 B0 B1 B2 B3 B4 B5 |
密码A(6字节) 存取控制(4字节) 密码B(6字节) 5、 每个扇区的密码和存取控制都是独立的,可以根据实际需要设定各自的密码及存取控制。存取控制为4个字节,共32位,扇区中的每个块(包括数据块和控制块)的存取条件是由密码和存取控制共同决定的,在存取控制中每个块都有相应的三个控制位,定义如下: 块0: C10 C20 C30 块1: C11 C21 C31 块2: C12 C22 C32 块3: C13 C23 C33 三个控制位以正和反两种形式存在于存取控制字节中,决定了该块的访问权限(如 进行减值操作必须验证KEY A,进行加值操作必须验证KEY B,等等)。三个控制 位在存取控制字节中的位置,以块0为例:
对块0的控制:
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字节6 |
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C20_b |
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C10_b |
字节7 |
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C10 |
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C30_b |
字节8 |
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C30 |
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C20 |
字节9 |
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(注:c10_B表示C10取反) | |
存取控制(4字节,其中字节9为备用字节)结构如下所示:
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字节6 |
C23_b |
C22_b |
C21_b |
C20_b |
C13_b |
C12_b |
C11_b |
C10_b |
字节7 |
C13 |
C12 |
C11 |
C10 |
C33_b |
C32_b |
C31_b |
C30_b |
字节8 |
C3. |
C23 |
C31 |
C30 |
C23 |
C22 |
C21 |
C20 |
字节9 |
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(注:_b表示取反) | |
6、数据块(块0、块1、块2)的存取控制如
控制位(X=0.1.2) |
访 问 条 件 (对数据块 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 表示密码A或密码B,Never表示任何条件下不能实现)
例如:当块0的存取控制位C10 C20 C30=1 0 0时,验证密码A或密码B正确后可读; 验证密码B正确后可写;不能进行加值、减值操作。
7、控制块块3的存取控制与数据块(块0、1、2)不同,它的存取控制如下:
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密码A |
存取控制 |
密码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:当块3的存取控制位C13 C23 C33=1 0 0时,表示: 密码A:不可读,验证KEYA或KEYB正确后,可写(更改)。 存取控制:验证KEYA或KEYB正确后,可读、可写。 密码B:验证KEYA或KEYB正确后,可读、可写。
3) 工作原理 卡片的电气部分只由一个天线和ASIC组成。 天线:卡片的天线是只有几组绕线的线圈,很适于封装到IS0卡片中。 ASIC:卡片的ASIC由一个高速(106KB波特率)的RF接口,一个控制单元和一个 8K位EEPROM组成。 工作原理:读写器向M1卡发一组固定频率的电磁波,卡片内有一个LC串联谐振电路,其频率与读写器发射的频率相同,在电磁波的激励下,LC谐振电路产生共振,从而使电容内有了电荷,在这个电容的另一端,接有一个单向导通的电子泵,将电容内的电荷送到另一个电容内储存,当所积累的电荷达到2V时,此电容可做为电源为其它电路提供工作电压,将卡内数据发射出去或接取读写器的数据。
4) M1射频卡与读写器的通讯
复位应答(Answer to request) M1射频卡的通讯协议和通讯波特率是定义好的,当有卡片进入读写器的操作范围时,读写器以特定的协议与它通讯,从而确定该卡是否为M1射频卡,即验证卡片的卡型。
防冲突机制 (Anticollision Loop) 当有多张卡进入读写器操作范围时,防冲突机制会从其中选择一张进行操作,未选中的则处于空闲模式等待下一次选卡,该过程会返回被选卡的序列号。
选择卡片(Select Tag) 选择被选中的卡的序列号,并同时返回卡的容量代码。
三次互相确认(3 Pass Authentication) 选定要处理的卡片之后,读写器就确定要访问的扇区号,并对该扇区密码进行密码校验,在三次相互认证之后就可以通过加密流进行通讯。(在选择另一扇区时,则必须进行另一扇区密码校验。)
对数据块的操作 读 (Read):读一个块; 写 (Write):写一个块; 加(Increment):对数值块进行加值; 减(Decrement):对数值块进行减值; 存储(Restore):将块中的内容存到数据寄存器中; 传输(Transfer):将数据寄存器中的内容写入块中; 中止(Halt):将卡置于暂停工作状态; |