論雙界面卡的應(yīng)用現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)

文章出處：http://m.botanicstilllife.com 作者：北京握奇數(shù)據(jù)系統(tǒng)有限公司·林立峰   人氣： 發(fā)表時(shí)間：2011年09月15日

自IC卡問(wèn)世以來(lái)，由于其具有安全性高、存儲(chǔ)量大、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用市場(chǎng)的迅速成長(zhǎng)，人們對(duì)IC卡的需求和要求也不斷提高。但由于接觸式IC卡容易磨損、交易速度慢、受使用環(huán)境限制等不足，使其在許多特定的應(yīng)用領(lǐng)域受到了限制，從而對(duì)與非接觸式IC卡的需求不斷增長(zhǎng)。但是目前非接觸IC卡實(shí)際應(yīng)用數(shù)量比較大的是邏輯加密卡，其在安全性和存儲(chǔ)容量上不能滿足很多應(yīng)用的要求。又如在有的一卡多用的系統(tǒng)中，有的應(yīng)用場(chǎng)合適合使用接觸卡，而另外一些特定場(chǎng)合又更適合非接觸方式的應(yīng)用。基于這些需求，雙界面卡（Dual Interface Card）的出現(xiàn)，恰恰解決了存在的這些問(wèn)題和矛盾。 

　　雙界面卡的主要特點(diǎn)是：方便、安全、靈活、支持多應(yīng)用 

　　一、技術(shù)特點(diǎn) 

　　一般對(duì)雙界面卡的分類有三種方式：第一種為接觸非接觸是兩個(gè)獨(dú)立芯片；第二種是接觸非接觸各自獨(dú)立，但是有部分共享存儲(chǔ)空間；這兩種其實(shí)只是雙界面卡發(fā)展過(guò)程中的中間產(chǎn)物，不能稱之為雙界面卡，沒(méi)有實(shí)際應(yīng)用，也不會(huì)有什么應(yīng)用。我們目前一般意義上說(shuō)提及的雙界面卡都是真正意義的雙界面卡，只有一個(gè)芯片，一個(gè)CPU、芯片所有的資源都是共享的，只有一個(gè)COS，通過(guò)接觸界面和非接觸界面都可以訪問(wèn)相同的存儲(chǔ)區(qū)域與執(zhí)行相同的操作。其接觸界面完全符合ISO/IEC 7816；非接觸符合ISO/IEC 14443。 

　　論述雙界面卡的技術(shù)，涉及到好幾個(gè)方面，也不僅僅是接觸技術(shù)與非接觸技術(shù)之和那么簡(jiǎn)單。應(yīng)該分芯片技術(shù)、操作系統(tǒng)、讀寫設(shè)備等幾個(gè)方面來(lái)看，更加詳細(xì)的劃分還涉及封裝技術(shù)、卡基材料等等 

　　雙界面卡的芯片技術(shù)還集中在極少數(shù)的幾個(gè)芯片供應(yīng)商手中，國(guó)內(nèi)外多家廠商都正在開(kāi)發(fā)或者已經(jīng)推出雙界面卡芯片，但是，雙界面卡的芯片不同于普通的接觸式智能卡芯片，需要較高的芯片設(shè)計(jì)和加工要求，尤其在芯片參數(shù)一致性、可靠性等方面更是決定它是否能成功應(yīng)用于某個(gè)項(xiàng)目。 

　　雙界面卡的操作系統(tǒng)的好壞也是雙界面卡能否順利推廣的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，具備相當(dāng)?shù)慕?jīng)驗(yàn)和實(shí)力才能涉足雙界面卡操作系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，操作系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)需要解決許多難點(diǎn)：能量供應(yīng)、射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換、防沖突機(jī)制、功耗和安全，還有最重要的一點(diǎn)是由于非接觸操作，卡片不是停留在一個(gè)固定位置，能量供應(yīng)不均衡穩(wěn)定，所以數(shù)據(jù)的完整性和操作的可持續(xù)性變得很重要，即卡片的防插拔處理。具備此能力并且能夠?qū)嶋H應(yīng)用的操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)商屈指可數(shù)，甚至更少。 

　　雙界面卡的封裝不能簡(jiǎn)單的看作接觸卡封裝技術(shù)和非接觸卡封裝技術(shù)簡(jiǎn)單的組合，對(duì)于工藝的要求和其復(fù)雜程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于接觸卡或非接觸卡。目前有兩種封裝技術(shù)：注塑和層壓。簡(jiǎn)單的說(shuō)，注塑是把天線和模塊焊接完成，放置到模具中，固定其位置，然后注入液態(tài)的塑料，待材料冷卻后封裝完成；層壓是在多層的封裝介質(zhì)中壓入天線，在芯片位置用銑刀挖出模塊大小的凹槽，固定模塊的同時(shí)保證模塊上的非接觸引腳與天線兩端的連接。另外還有使用印刷方式制造天線，基于該技術(shù)實(shí)現(xiàn)的卡片尚未有所應(yīng)用，性能有待考證。雙界面卡的封裝工藝中有許多關(guān)鍵技術(shù)有別于單界面卡的封裝，比如銑槽時(shí)正確銑出天線的位置與觸點(diǎn)；設(shè)計(jì)匹配達(dá)到最優(yōu)的天線（天線的線徑、面積、間距等），長(zhǎng)度單位是以微米計(jì)算；兩個(gè)界面分別封裝之間相互不構(gòu)成影響；天線與模塊、模塊與卡基的緊密結(jié)合程度，對(duì)于壽命、抗扭曲、抗彎折等參數(shù)有直接關(guān)系；封裝后的兩個(gè)界面的質(zhì)量檢測(cè)等等。雙界面卡的卡面印刷也略有別于一般卡片，天線的凸痕很有可能會(huì)出現(xiàn)在卡片表面，形成一圈很明顯的印跡。 

　　非接觸讀寫設(shè)備開(kāi)發(fā)的核心技術(shù)目前主要還依賴于國(guó)外進(jìn)口的專用芯片或者模塊，實(shí)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)通訊，提供防沖突機(jī)制和數(shù)據(jù)安全處理，可嵌入其他設(shè)備中。雙接口芯片的制造商通常提供相應(yīng)的讀寫芯片或者模塊，該模塊能夠支持自家的芯片以及與其兼容的同類芯片，設(shè)備制造商則根據(jù)自己的需要，選擇了相應(yīng)的模塊，實(shí)現(xiàn)成為形態(tài)功能各異的讀寫設(shè)備，其實(shí)里面的射頻讀寫核心大同小異，只有極少數(shù)的幾種。 


　　二、應(yīng)用領(lǐng)域 

　　在國(guó)際上，韓國(guó)釜山在1998年就建立了基于雙界面卡的城市公交收費(fèi)系統(tǒng)，雖然應(yīng)用形式并非典型的雙界面卡，但是也是接觸非接觸混合應(yīng)用的開(kāi)端，并且驗(yàn)證了這種技術(shù)的可行性。在金融領(lǐng)域，國(guó)際金融組織正在考慮金融卡向IC卡過(guò)渡，雙界面卡也在其考慮范圍內(nèi)；在法國(guó)、意大利和新加坡的公共交通領(lǐng)域，都已經(jīng)實(shí)施或者準(zhǔn)備實(shí)施支持雙界面卡的城市公交系統(tǒng)；在身份認(rèn)證領(lǐng)域，日本、臺(tái)灣以及香港的新一代身份證件，都考慮使用雙界面卡來(lái)實(shí)現(xiàn)。還有有些國(guó)家的電信卡、忠誠(chéng)卡、校園卡，都表示了對(duì)雙界面卡的強(qiáng)烈興趣。 

　　雙界面卡在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用應(yīng)該很具有代表性，應(yīng)該說(shuō)國(guó)內(nèi)與國(guó)際沒(méi)有明顯的差距，甚至國(guó)內(nèi)的技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用推廣走在國(guó)際的前面。 

　　最大量、也是最成功的雙界面卡典型應(yīng)用就是大連城市一卡通系統(tǒng)，發(fā)行大連“明珠卡“，該卡用于公交自動(dòng)收費(fèi)、出租車、輕軌和以后的城市公共事業(yè)領(lǐng)域的水電氣表收費(fèi)、金融支付、購(gòu)物等等。迄今共計(jì)發(fā)行卡片近50萬(wàn)片，運(yùn)行狀況良好。他的意義在于雙界面卡的技術(shù)已經(jīng)走入使用階段，不再僅僅是技術(shù)領(lǐng)先。 

　　在國(guó)內(nèi)應(yīng)用中，除公共事業(yè)領(lǐng)域以外，還有智能交通領(lǐng)域的ETC(電子不停車)收費(fèi)系統(tǒng)，兩個(gè)應(yīng)用實(shí)例為上海虹橋機(jī)場(chǎng)高速公路不停車收費(fèi)系統(tǒng)、廣東省高速公路聯(lián)網(wǎng)不停車收費(fèi)系統(tǒng)，目前推行的方式為基于雙界面卡的雙片式電子標(biāo)簽，用于高速公路收繳通過(guò)費(fèi)用。當(dāng)車輛快速通過(guò)開(kāi)放的收費(fèi)車道時(shí)，車載電子標(biāo)簽使用雙界面卡的接觸界面與路邊的收費(fèi)天線進(jìn)行通訊；在有人職守的收費(fèi)亭，將卡片從電子標(biāo)簽中拔出，通過(guò)其非接觸界面對(duì)卡片上的電子錢包扣款。 

　　在2002年的年初，國(guó)家旅游局在全國(guó)范圍內(nèi)發(fā)行雙界面卡導(dǎo)游證卡，數(shù)量近20萬(wàn)張。中石化的加油卡工程亦把雙界面卡納入規(guī)范內(nèi)，基于雙界面卡的加油卡在實(shí)際應(yīng)用中具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在壽命和對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力上。 

　　雙界面卡的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在下面幾點(diǎn)： 

安全性 

移動(dòng)性 

便利性 

　　雙界面卡可以與現(xiàn)存接觸式IC卡設(shè)備兼容，系統(tǒng)升級(jí)方便；非接觸模式更快更方便。雙界面卡具有的非接觸界面使卡片可以不從錢包中取出來(lái)就可以使用，因?yàn)榭ㄆ淖x寫操作不需與讀寫卡終端物理接觸。這種卡不易被物理磨損，因此雙界面卡不易受環(huán)境影響而破壞使用效果。 

　　目前雙界面卡的實(shí)際應(yīng)用項(xiàng)目畢竟還不是很多，作為一個(gè)新產(chǎn)品，需要一個(gè)讓用戶接受和認(rèn)可的過(guò)程。目前產(chǎn)品應(yīng)用的焦點(diǎn)集中在城市公用事業(yè)，所謂的一卡通系統(tǒng)。單純的公交自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)，業(yè)主更趨向于使用非接觸邏輯加密卡。但如果是城市一卡通、市政一卡通系統(tǒng)、即目前國(guó)外的“城市卡”的概念，覆蓋城市內(nèi)市民常用的消費(fèi)領(lǐng)域，使用雙界面卡，從安全性、便利性、系統(tǒng)建設(shè)成本各方面考慮都會(huì)優(yōu)于邏輯加密卡對(duì)于某些領(lǐng)域，已建立了接觸式IC卡的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和設(shè)施，具有經(jīng)過(guò)證明的技術(shù)，將繼續(xù)使用接觸式CPU卡。例如銀行界開(kāi)始對(duì)采用非接觸卡領(lǐng)域處理大的交易量很有興趣，這是雙界面卡應(yīng)用的又一優(yōu)勢(shì) 

　　利用雙界面卡具有雙重信息交流方式可充分利用現(xiàn)存的接觸式卡系統(tǒng)添加少量的非接觸式收費(fèi)設(shè)備組建安全、高效的卡消費(fèi)系統(tǒng)。若與金融部門合作利用交易網(wǎng)點(diǎn)和自動(dòng)取款機(jī)將銀行帳戶的錢劃入卡片電子錢包中，節(jié)省不同系統(tǒng)建設(shè)充值網(wǎng)點(diǎn)的投資。一些小額交易，如公交系統(tǒng)收費(fèi)、公園、電影院門票、校園卡，罰款付費(fèi)等等，可以利用非接觸方式的方便快捷。大額交易可以利用更安全的接觸式設(shè)備進(jìn)行。 


　　三、存在問(wèn)題 

　　一個(gè)新事物的出現(xiàn)，總是要有一個(gè)發(fā)展和完善的過(guò)程，在完善的同時(shí)適應(yīng)市場(chǎng)的需要，同時(shí)也是人們認(rèn)知和接受的過(guò)程，即使技術(shù)上有多么領(lǐng)先、有多少優(yōu)點(diǎn)，如果不能和市場(chǎng)的需求結(jié)合起來(lái)，終究還是不能為人們所接受。 

　　雙界面卡的應(yīng)用雖然已經(jīng)在多年前就已經(jīng)提出，但是目前也只是剛剛走出第一步，有許多問(wèn)題亟待解決。 

　　從技術(shù)角度： 

　　目前阻礙雙界面卡發(fā)展的最大問(wèn)題應(yīng)該是價(jià)格問(wèn)題，雙界面卡的價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于接觸式智能卡和非接觸邏輯加密卡，再加上操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的難度與工作、封裝上的特殊要求、產(chǎn)品完善和支持的復(fù)雜性，都導(dǎo)致價(jià)格偏高不下；其次缺乏完善的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)，只是用一些比較模糊的概念來(lái)衡量檢測(cè)產(chǎn)品；技術(shù)核心掌握在少數(shù)國(guó)外廠家手中，真正能夠供貨的芯片廠家很少，沒(méi)有形成一個(gè)有效的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，因而影響了用戶在項(xiàng)目實(shí)施中選擇與決策。從芯片和讀寫設(shè)備上看，也是比較單一。 

　　從應(yīng)用角度： 

　　廣大用戶尚未完全接受雙界面卡這個(gè)概念，并且在項(xiàng)目選型時(shí)，沒(méi)有能認(rèn)真的考慮到雙界面卡。雙界面卡是最適合一卡通系統(tǒng)的卡片，但是系統(tǒng)的設(shè)計(jì)沒(méi)有一個(gè)范本可以遵循，雙界面卡在一個(gè)具體行業(yè)或者一個(gè)具體項(xiàng)目中如何規(guī)劃、如何充分發(fā)揮雙界面卡的優(yōu)勢(shì)、節(jié)約系統(tǒng)投資建設(shè)、方便用戶使用，這還是我們?cè)诓粩嗵接懨鞯膯?wèn)題。再有，人們的安全意識(shí)還要強(qiáng)化，IC卡的應(yīng)用領(lǐng)域還要進(jìn)一步擴(kuò)展和提高，Mifare 1卡已經(jīng)深入人心，但是它的安全性相比雙界面卡不可同日而語(yǔ)，但是，用戶通常覺(jué)得它的安全性足夠了。再者，在高端應(yīng)用，比如金融，IC卡的應(yīng)用還需要擴(kuò)展和普及，以使雙界面卡有用武之地。 

　　從市場(chǎng)角度： 

　　中國(guó)區(qū)域行政有它自身的特點(diǎn)，每個(gè)地方和每個(gè)行業(yè)都有一個(gè)獨(dú)立運(yùn)作的模式，很大程度上都可以不受限制的自行發(fā)卡，比如公交系統(tǒng)發(fā)卡的同時(shí)，社會(huì)保障或者其他什么行業(yè)又發(fā)卡了，有甚者公交系統(tǒng)內(nèi)部的每種交通工具都要自行發(fā)卡。從技術(shù)角度，將這些應(yīng)用糅合到一張卡片上是很容易的事情；但關(guān)鍵是管理機(jī)制和利益驅(qū)動(dòng)，阻礙了一卡通、一卡多用。 

　　雙界面卡的發(fā)展與普及是智能卡發(fā)展的一個(gè)重要階段，也是個(gè)轉(zhuǎn)折。對(duì)于IC卡領(lǐng)域內(nèi)的商家是個(gè)考驗(yàn)，也是挈機(jī)，非接觸技術(shù)的實(shí)現(xiàn)難度高于接觸方式讀寫技術(shù)，不但需要一些特定的知識(shí)背景，還要依賴于專用的射頻讀寫模塊或者芯片，造價(jià)高，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜。目前的機(jī)具主要集中在特定應(yīng)用的專用讀寫設(shè)備，缺乏成熟、通用、穩(wěn)定的非接觸設(shè)備，設(shè)備還要考慮與不同廠家芯片卡片兼容的問(wèn)題?？ㄆ募嫒菪砸灿写y(tǒng)一，除ISO/IEC14443中定義的標(biāo)準(zhǔn)的Type A和Type B以外，還有為數(shù)不少的廠家提供或多或少的不能與標(biāo)準(zhǔn)完全一致和兼容的芯片，還有多家廠商或者組織自成體系，遵循自己的標(biāo)準(zhǔn)。用戶在面臨多種多樣的選擇的同時(shí)，也需要考慮系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)、兼容、升級(jí)、供貨、開(kāi)放等諸多因素。商家也同樣需要選擇。 


　　四、發(fā)展的前景與趨勢(shì) 

　　雙界面卡在不久的未來(lái)，或許會(huì)在下面領(lǐng)域有所應(yīng)用的各種公共交通系統(tǒng)，如公共汽車，電車，地鐵，出租車、輕軌等。 

　　各種收費(fèi)系統(tǒng)，如高速公路，過(guò)橋收費(fèi)，碼頭，港口停泊，停車收費(fèi)等。 

　　各種出入管理系統(tǒng)，如上崗管理，考勤管理，門禁管理等。 

　　各種預(yù)付費(fèi)場(chǎng)合，如電話，電表，煤氣表，水表等； 

　　各種票據(jù)購(gòu)買場(chǎng)合，如公園，電影院，飛機(jī)場(chǎng)，火車站，碼頭等。 

　　各種人員物品管理領(lǐng)域。如駕駛員管理，物流管理，交通工具管理，餐飲消費(fèi)管理，圖書館管理等。 

　　各種金融交易領(lǐng)域?？稍诎踩筝^高的銀行、郵政，電信，證券交易，商場(chǎng)消費(fèi)，娛樂(lè)場(chǎng)所消費(fèi)等，作為借記卡、貸記卡、信用卡、電子錢包卡等。 

　　各種需要加密，認(rèn)證的領(lǐng)域?？梢杂糜谝苿?dòng)電話SIM卡，電子商務(wù)交易安全認(rèn)證卡，電子資金轉(zhuǎn)帳卡。 

　　各種識(shí)別領(lǐng)域?？捎糜谏矸葑R(shí)別卡貨物管理卡，社會(huì)保險(xiǎn)卡，醫(yī)療保險(xiǎn)卡，工商管理卡，專利卡，稅務(wù)申報(bào)卡，病歷卡，各種優(yōu)惠卡、學(xué)生證。　 

　　以上是過(guò)于泛泛而談了，最近國(guó)外，比如韓國(guó)對(duì)雙界面卡提出一種新的應(yīng)用模式：將小尺寸卡片嵌入手機(jī)中，模塊上不必引出單獨(dú)的非接觸接口，手機(jī)內(nèi)嵌天線，利用芯片模塊上的剩余觸點(diǎn)，與手機(jī)上的天線連接，實(shí)現(xiàn)非接觸通訊，即本應(yīng)在卡片內(nèi)部的天線延伸到手機(jī)中。 

　　北京已經(jīng)開(kāi)始著手設(shè)計(jì)與實(shí)施雙界面卡的市政系統(tǒng)，并將目光遠(yuǎn)遠(yuǎn)的放到奧運(yùn)會(huì)，前景廣闊?；陔p界面卡的移動(dòng)平臺(tái)也孕育著巨大的商機(jī)，通過(guò)接觸界面與非接觸界面，能夠?yàn)橛脩籼峁┌娦?、金融在?nèi)的多種服務(wù)。 

　　芯片技術(shù)的發(fā)展非常迅速，已經(jīng)從最初的0.6微米工藝、8Kbytes空間、Type A、DES，發(fā)展到目前的0.35微米以致0.18微米工藝、4K、8K、16K、32K、Type A&Type B&Mifare 1、DES&RSA?；贘AVA技術(shù)的雙界面卡也會(huì)很快誕生。新技術(shù)層出不窮，我們拭目以待超過(guò)我們期望的新品出現(xiàn)。 

讀寫設(shè)備價(jià)格偏高曾經(jīng)是制約非接觸卡應(yīng)用發(fā)展的一個(gè)瓶頸，而目前，無(wú)論是專用芯片還是模塊，價(jià)格相比過(guò)去的，下降了很大幅度，而且新品不斷推出。該類產(chǎn)品的價(jià)格不但下降，同時(shí)功能也有很大幅度的提高，處理能力增強(qiáng)很多，有的模塊由原來(lái)的支持單一的卡片變成同時(shí)支持多種卡片，實(shí)現(xiàn)Mifare 1、標(biāo)準(zhǔn)Type A、Type B等幾種卡片同時(shí)支持。 

對(duì)于發(fā)卡方和用戶，選擇A類卡片和B類卡片并不會(huì)影響卡片應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)行，直接影響系統(tǒng)的是非接觸讀寫機(jī)具的選擇。目前非接觸射頻讀寫設(shè)備的發(fā)展是向能夠兼容多種類型的卡片，同一個(gè)讀寫器能夠識(shí)別TYPE A 和TYPE B 以至更多類型的非接觸卡，機(jī)具的選擇余地變得很大。另外，市場(chǎng)上已經(jīng)推出支持TYPE A 和TYPE B的雙接口芯片，能夠根據(jù)用戶的需求設(shè)定卡片支持TYPE A或TYPE B。TYPE A 和TYPE B類的卡片各有優(yōu)缺點(diǎn)，不能簡(jiǎn)單的說(shuō)誰(shuí)的好與不好。中國(guó)用戶以及其他亞洲國(guó)家，似乎喜歡Type A勝過(guò)Type B；可是在歐洲市場(chǎng)，人們又對(duì)Type B獨(dú)有青睞，應(yīng)該說(shuō)著里面更多的是個(gè)人喜好、習(xí)慣和認(rèn)知程度的驅(qū)使。所以在進(jìn)行卡片選型時(shí)，可以不必過(guò)多的把注意力放在是選TYPE A還是TYPE B的上面。 

　　非接觸技術(shù)是IC卡發(fā)展的一個(gè)重要的趨勢(shì)，雙界面卡在一定時(shí)期內(nèi)會(huì)存在，等到人們的認(rèn)知程度達(dá)到一定階段，標(biāo)準(zhǔn)化、價(jià)格、支持設(shè)備等客觀因素有了足夠的生長(zhǎng)土壤，就會(huì)大規(guī)模發(fā)展。但是究竟會(huì)以何種形式存在，這還有待于技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步。也許是單界面的非接觸式智能卡，也許是其他形式，無(wú)從猜測(cè)。完全依賴于技術(shù)的發(fā)展和市場(chǎng)的選擇。但是我們應(yīng)該充滿信心。