高頻ISO14443A標(biāo)準(zhǔn)Mifare簡介

    Mifare是NXP公司生產(chǎn)的一系列遵守ISO14443A標(biāo)準(zhǔn)的射頻卡明顯，包Mifare S50、Mifare S70顯示、Mifare UltraLight創新為先、Mifare Pro、Mifare Desfire等科普活動，由于Mifare的巨大影響力創新延展，業(yè)內(nèi)有時(shí)把其它公司生產(chǎn)的遵守ISO14443A標(biāo)準(zhǔn)的射頻卡也稱為“Mifare”,尤其是Mifare S50卡片，幾乎就是ISO14443A標(biāo)準(zhǔn)的代言人長期間。

    至于“Mifare”這個(gè)名字的由來基本情況，據(jù)說1998年P(guān)hilips收購了瑞士的米克朗(Mikron)公司，該公司之前開發(fā)了一套收費(fèi)系統(tǒng)叫作MIkron FARE-collection System高端化，即米克朗收費(fèi)系統(tǒng)力量，簡寫為Mifare。

    Mifare系列卡片有時(shí)也根據(jù)卡內(nèi)使用芯片的不同提單產，把Mifare UltraLight稱為MF0深入實施，Mifare S50和S70稱為MF1，Mifare Pro稱為MF2發展空間，Mifare Desfire稱為MF3效果。

高頻ISO14443A標(biāo)準(zhǔn)Mifare特點(diǎn)

  Mifare系列的共同特征就是遵守ISO14443A國際標(biāo)準(zhǔn)，這些共同特征描述如下：

    1.它們都是接近卡PICC（Proximity ICC）連日來，讀寫距離最大10cm快速融入。

    2.它們的射頻頻率都是13.56MHz±7KHz。

    3.這些卡片都是無源免接觸的系統，能量由讀寫器產(chǎn)生的射頻場提供增強。

    4.讀寫器產(chǎn)生的射頻場的磁場強(qiáng)度在1.5A/m～7.5A/m之間，卡片在這個(gè)場強(qiáng)區(qū)間內(nèi)可以連續(xù)的正常工作交流等。

    5.卡片首先進(jìn)入讀寫器的射頻場得電完成初始化,之后等待讀寫器的命令更加廣闊。讀寫器與卡片的數(shù)據(jù)交流總是采用RTF模式,即讀寫器先發(fā)出命令,卡片在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)對命令作出應(yīng)答,如果讀寫器沒有命令,卡片無論如何也不能先發(fā)言。

    6.讀寫器向卡片發(fā)送命令使用100% ASK調(diào)制的修正米勒(Modified Miller)碼,卡片應(yīng)答時(shí)使用副載波調(diào)制的曼側(cè)斯特(Manchester)碼防控。

    7.卡片與讀寫器之間通訊的數(shù)據(jù)速率有4種:106Kbps,212Kbps,424Kbps,847Kbps成效與經驗。但在讀卡選擇命令(含)之前,通訊速率只能是106Kbps。讀卡選擇之后,卡片和讀寫器可以協(xié)商使用什么樣的速率堅實基礎。106Kbps是怎么來的,它是載波頻率13.56MHz除以128得來的稍有不慎，通俗的說法是“載波128分頻”。

    8.卡片未進(jìn)入射頻場時(shí)稱為斷電(Power-Off)狀態(tài)，進(jìn)入射頻場得電復(fù)位后進(jìn)入休閑(Idle)狀態(tài)最為顯著，收到讀寫器的呼叫命令后進(jìn)入準(zhǔn)備(Ready)狀態(tài)尤為突出，經(jīng)過防沖突循環(huán)被選中后進(jìn)入激活(Active)狀態(tài)，在激活狀態(tài)收到休眠命令或不認(rèn)識的命令后進(jìn)入休眠(Halt)狀態(tài)環境。   

    9.這些卡片都有一個(gè)全球唯一的序列號空間載體，序列號的長度可能是4字節(jié)，7字節(jié)或10字節(jié)相對簡便。當(dāng)多張卡片同時(shí)進(jìn)入讀寫器的射頻場時(shí)重要組成部分，卡片們遵守面向比特的防沖突機(jī)制，由讀卡器選出唯一的一張卡片進(jìn)行操作合作。讀寫器操作完一張卡片后勃勃生機，可以發(fā)送休眠命令讓這張卡片進(jìn)入休眠狀態(tài)，而讀卡器繼續(xù)對其他卡片進(jìn)行操作一站式服務。

    10.這些卡片在卡選擇(含)之前的操作步驟都是一樣的廣度和深度，卡選擇之后的操作就不一樣了，比如有的需要驗(yàn)證密碼引領作用，有的不需要加強宣傳，而且驗(yàn)證密碼的方式也有區(qū)別。

    11.從卡片進(jìn)入磁場到卡片被選中要經(jīng)過兩步用的舒心。

高頻ISO14443A標(biāo)準(zhǔn)Mifare工作方式

    第一步是讀寫器呼叫磁場內(nèi)的卡片技術發展，卡片對呼叫做出應(yīng)答。

    (1)由于磁場內(nèi)可能有剛進(jìn)入磁場并得電復(fù)位處于休閑狀態(tài)的卡片集成，也可能有已經(jīng)被讀寫器操作過重要手段，被讀寫器發(fā)送休眠命令進(jìn)入休眠狀態(tài)的卡片，對這兩類不同的卡片穩定性，讀寫器使用兩種不同的命令進(jìn)行呼叫：卡請求(REQA,0x26)和卡喚醒(WAKE-UP,0x52)像一棵樹。

    (2)其中卡請求(REQA)只能呼叫處于休閑(Idle)狀態(tài)的卡片，卡喚醒(WAKE-UP)可以呼叫所有卡片去突破，包括處于休眠(Halt)和休閑狀態(tài)的卡片性能穩定。

    (3)收到卡呼叫命令后，卡片將對命令做出應(yīng)答(Answer To Request,ATQA),告訴讀寫器自己是否遵守面向比特的防沖突機(jī)制作用，如果不遵守情況正常，讀寫器自然就不會往下操作了，除非雙方約好了一種特殊的防沖突協(xié)議技術特點，不過那就不叫“遵守ISO14443A”了提高鍛煉。ATQA有兩個(gè)字節(jié)，第一個(gè)字節(jié)的值沒有規(guī)定(RFU),第二個(gè)字節(jié)的高兩位b7b6表示卡序列號長度(“00”為4字節(jié)凝聚力量，“01”為7字節(jié)有所提升，“10”為10字節(jié))聽得進， b5位的值沒有規(guī)定(RFU),b4-b0表示是否遵守面向比特的防沖突機(jī)制，如果遵守重要的作用，b4-b0必須有且僅有1位為1更多可能性。通常情況下去創新，Mifare S50的ATQA是0004H足夠的實力，Mifare S70的ATQA是0002H，Mifare UltraLight的ATQA是0044H結構，Mifare Light的ATQA是0010H更適合，Mifare Desfire的ATQA是0344H。業(yè)內(nèi)習(xí)慣稱ATQA為卡類型溝通協調，并且稱“Mifare S50的卡類型是0004H要素配置改革，Mifare S70的卡類型是0002H，Mifare UltraLight的卡類型是0044H保障性，Mifare Desfire的卡類型是0344H……”帶動產業發展，這種說法其實(shí)是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹Ｒ呀?jīng)出現(xiàn)了ATQA為0044H和0344H的卡片十分落實，但這種卡片并不是Mifare UltraLight和Mifare Desfire倍增效應，而是一種新的7字節(jié)的Mifare S50。這很正常製造業，因?yàn)镮SO14443A中規(guī)定優化服務策略，ATQA的作用是卡片表明自己是否遵守面向比特的防沖突機(jī)制以及自身卡序列號的長度，并不是表示哪種類型的卡片發展基礎。

    (1)之所以把“防沖突”和“選擇”放在一塊說兩個角度入手，是因?yàn)槎叩拿畲a是一樣的,區(qū)別在于命令碼后面包含多少位已經(jīng)確認(rèn)的卡序列號。

    (2)面向比特的防沖突機(jī)制每個(gè)防沖突循環(huán)需要32bit的卡號參加同期。讀寫器向所有參加防沖突的卡片發(fā)出一個(gè)防沖突命令碼探索，并告訴卡片們已經(jīng)確定了多少位卡序列號，讓卡序列號前面部分與讀寫器發(fā)出的已經(jīng)確認(rèn)的序列號相同的卡片做出應(yīng)答產業。

    (3)如果已確認(rèn)的卡序列號小于32位滿意度，就是防沖突命令，卡片將回送除了已確認(rèn)卡序列號之外的剩余的卡序列號部分狀況；如果已確認(rèn)的卡序列號等于32位機製性梗阻，就是卡選擇命令了，被選中的卡片將作出對選擇的應(yīng)答(Select AcKnowledge,SAK)全過程。

    (4)防沖突和卡選擇命令還有一個(gè)區(qū)別就是集成應用，卡選擇命令有CRC_A校驗(yàn)，而防沖突命令沒有CRC_A校驗(yàn)不負眾望。

    (5)如果卡片卡號是4個(gè)字節(jié)高效流通，防沖突選擇的命令碼是0x93調解製度。

    (6)如果卡片卡號是7個(gè)字節(jié)，則要進(jìn)行兩個(gè)層次(cascade level)的防沖突選擇功能，第一層(cascade level 1)的命令碼是0x93應用的因素之一；卡號的前3個(gè)字節(jié)參加；第二層(cascade level 2)的命令碼是0x95預期，卡號的后4個(gè)字節(jié)參加敢於監督。

    (7)如果卡片卡號是10個(gè)字節(jié)，則要進(jìn)行三個(gè)層次(cascade level)的防沖突選擇結構，第一層(cascade level 1)的命令碼是0x93,卡號的前3個(gè)字節(jié)參加重要的作用；第二層(cascade level 2)的命令碼是0x95，卡號的第4規模最大、5顯著、6個(gè)字節(jié)參加有序推進；第三層(cascade level 3)的命令碼是0x97確定性，卡號的后4個(gè)字節(jié)參加深刻認識。

    (8)大家可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，前面說每個(gè)防沖突循環(huán)需要32bit的卡號參加品質，后面又說可以3個(gè)字節(jié)(24bit)參加利用好，是不是前后矛盾？是的最為顯著，為了湊夠32bit尤為突出，如果只有3個(gè)字節(jié)的卡號參加防沖突循環(huán)，則卡片自動在3個(gè)卡號字節(jié)之前增加一個(gè)字節(jié)0x88,這個(gè)0x88被稱為層標(biāo)簽(cascade tag)自行開發，從而滿足防沖突循環(huán)對32bit卡號的要求進行部署。

    (9)每一層的防沖突選擇循環(huán)如果卡被選中，卡片都要返回“選擇應(yīng)答”(Select AcKnowledge,SAK),告訴讀寫器是否需要下一層的防沖突選擇循環(huán)以及是否遵守ISO14443-4應用情況。

    12.最后再次強(qiáng)調(diào)以上就是“共同遵守ISO14443A”的含義保護好，也就是從卡片進(jìn)入磁場到卡片被選中，它們的操作流程都是一樣的表現。之后大家便分道揚(yáng)鑣特點，有的繼續(xù)遵守ISO14443-4，有的開始驗(yàn)證密碼結論，有的就直接可以進(jìn)行讀寫操作了和諧共生。