当前位置:首页 >> 兵器/核科学 >>

RFID技术在身份证系统中的应用_刘小杰

技术与应用
TECHNOLOGY & APPUCATION

RFID由于其具有快速、实时、准确、便捷等特性,在目前全国正在换发的 第二代身份证中运用了RFID技术,证卡体内嵌入了半导体芯片,芯片中的信息 经过了数据加密和防伪。第二代身份证集中了目前国内最新的防伪技术,防仿 造性相比第一代身份证有了显著提高。

RFID技术

在身份证系统中的应用
文/刘小杰 何兰 公安部第一研究所 无线射频识别技术
无 线 射 频 识 别 技 术 ( R F I D) 是一种非接触的自动识别技术, 其基本原理是利用射频信号和空 间电磁耦合传输特性,实现对被 识别物体的自动识别。 射频识别系统一般由两个部 分组成,即非接触IC卡(应答器 Tag) 和 阅 读 器 ( 读 头 Reade r)。在无线射频识别的实际应用 中,非接触IC卡附着在被识别的 物体上,当非接触IC卡通过其可 识读范围时,阅读器自动以无接 触的方式将非接触IC卡中的约定 识别信息取出来,从而实现自动 识别物品或自动收集物品标志信

息的功能。

根据非接触IC卡的工作频率可 分为低频、高频及超高频和微波 系统。低频系统一般工作在100- 500kHz, 常 见 的 工 作 频 率 有 125kHz,134.2kHz;高频系统工 作在10-15MHz之间,常见的高 频工作频率为13.56MHz;超高频 工作频率为850-960MHz,常见 的超高频工作频率为915MHz;微 波工作在2.4-5GHz的微波段。低 频系统用于小数据量的应用中; 高频系统用于传送大数据量的应 用中;超高频系统应用于需要较 长的读写距离和较高的读写速度 的场合。 根据非接触IC卡的可读写性分

无线射频识别技术的分类
根据非接触IC卡的供电形式可 分为有源系统和无源系统两种。 有 源 射 频 非 接 触 I C卡 使 用 非 接 触 IC卡 内 电 池 的 能 量 , 识 别 距 离 较 长,可达几十米甚至上百米,但 是它的寿命有限并且价格较高。 无源射频非接触IC卡不含电池,利 用耦合的阅读器发射的电磁场能 量作为自己的能量,识别距离较 短,一般是几厘米到几十厘米, 它的重量轻,体积小,寿命长, 价格便宜,可以制成各种各样的 薄卡或钮扣卡。

34

2007年6月

为只读和读写两种。只读非接触 IC卡内部只有只读存储器(Read Only Memory,ROM)。ROM用 于存储程序和数据,其中的信息 无法更改,只能输出;可读可写 非 接 触 IC卡 内 部 的 存 储 器 由 EEPROM或FLASH(电 可 擦 除 存 储器)组成,这种存储器在加电 的情况下,可以实现对原有数据 的擦除以及数据的重新写入。

传输通道。数据传输使用半双工 的方法,即从非接触IC卡到阅读器 的数据传输与从阅读器到非接触 IC卡的数据传输是交替进行的。 1非接触IC卡的能量供应 非接触IC卡是用一个电子数据 作载体,通常由单个微型芯片以 及用作天线用的大面积的线圈等 组成。在这个数据载体上,存储 的数据量可达数千字节。 非接触IC卡几乎都是无源工作 的。这意味着微型芯片工作所需 要的全部能量必须由阅读器供 应。高频的强电磁场由阅读器的 天线线圈产生,这种电磁场穿过 非接触IC卡线圈横截面和线圈周围 的空间。我们可以把非接触IC卡到 阅读器天线的距离间的电磁场当 作简单的交变磁场来对待。 发射磁场的一小部分磁力线穿 过距阅读器天线线圈一定距离的 非接触IC卡天线线圈,通过感应, 在非接触IC卡的天线线圈上产生一

个电压Ui。将其整流后作为数据载 体(微型芯片)的电源。将一个 电容Cr与阅读器的天线线圈并 联,构成一个并联谐振电路,将 电路的谐振频率调到13.56MHz。 该回路谐振时,阅读器天线线圈 产生非常大的电流,这种方法可 用于产生供远距离非接触IC卡工作 所需要的场强。 非接触IC卡的天线线圈和电容 C1构成振荡回路,调谐到阅读器 的发射频率。通过该回路谐振, 非接触IC卡线圈上的电压U达到最 大值。 两个线圈的结构也可以解释作 变压器(变压器的耦合),变压 器的两个线圈之间只存在很弱的 耦合。阅读器的天线线圈和非接 触IC卡之间的功率传输效率与工作 频率与非接触IC卡线圈的匝数、被 非接触IC卡线圈包围的面积、两个 线圈的相对角度以及它们之间的 距离成比例。 2 非接触IC卡至阅读器的数据 传输 如果把非接触IC卡放入阅读 器天线的交变磁场中,那么非接 触IC卡就从磁场取得能量。阅读器 中射频电路可以通过电路内阻Ri上 的压降测得非接触IC卡的附加功 耗。非接触IC卡天线上的负载电阻 的接通和断开促使阅读器天线上 的电压发生变化,实现用远距离 非接触IC卡对阅读器天线电压进行 振幅调制。如果人们通过数据控 制负载电压的接通和断开,那么 这些数据就能从非接触IC卡传输到 阅 读 器 。 这 种 数 据 传 输方 式 称 作 负载调制。 由于阅读器天线与非接触IC卡 天线之间的耦合很弱,阅读器天

无线射频识别技术基本原理
无线射频识别技术涉及很多领 域,有多种技术方案,我们以工 作 频 率 为 13.56MHz, 符 合 ISO14443国际标准的TypeB 类 非 接触IC卡技术方案为例,描述无线 射频识别系统的基本架构和原 理。 为了读出或写入数据,必须在 非接触IC卡和阅读器之间能够传输 数据。非接触IC卡和阅读器通过各 自的天线构建起二者之间非接触

2007年6月

35

技术与应用
TECHNOLOGY & APPUCATION

线上表示有用信号的电压波动在 数量级上比阅读器的输出电压 小。实践中,对13.56MHz的系统 来说,当阅读器天线上的电压为 100V时,只能得到大约10mV的有 用信号。检测这些很小的电压变 化需在电路上花费巨大开销,为 解决这个问题,人们利用有非接 触IC卡天线电压振幅调制所产生的 调制波边带。如果非接触IC卡的附 加负载电阻以很高的时钟频率fh接 通或断开,那么在阅读器发送频 率+/-fh的距离上产生两条频谱 线,它们是容易检测到的。这种 新的频率称作副载波。 通过使用副载波的负载调制, 在阅读器天线上能产生在工作频 率13.56MHz两侧的两条调制波边 带 。 通 过 在 两 个 频 率 1 3 . 5 6 +/- fh之一的带通滤波器,这两条调制 波边带可以与阅读器的较强的信 号分开,在放大后,可以很容易 地解调副载波信号。 3数据传输协议和方式 阅读器和非接触IC卡之间相 互通信是由阅读器启动的,阅读 器先进行信号编码生成基带编码 信号,再将编码信号调制到发射 频率13.56MHz上,通过天线发送 出 去 ; 非 接 触 IC卡 天 线 接 收 13.56MHz载波信号,由解调器解 调从载频中恢复基带编码信号,
表1

译码电路再从基带编码信号中恢 复原来的信息。 在Type B 非 接 触 卡 系 统 中 , 编码和调制是按表1所示规定进行 的。 4 数据完整性 使用非接触卡技术传输数据 时,很容易遇上干扰,使传输数 据发生改变从而导致传输错误。 通常采用数据查错与纠错算法来 解决。 常采用的方法有奇偶校验,纵 向沉余校验,循环沉余校验等。 这些方法用于识别传输错误,并 启动校正措施,或者舍弃错误传 输的数据,或者要求重新传输有 错误的数据块。 在射频识别系统工作时,在阅 读器的作用范围内,可能会有多 个非接触IC卡同时存在。为防止非 接触IC卡的数据相互冲突而不能读 出,阅读器会启动防碰撞机制, 选取其中之一建立通信连接,保 证通信顺利地进行。防碰撞技术 和纠错算法使数据通信质量得到 保证。 5 数据安全性 为了保证数据安全,现在很多 的射频识别系统,采用了密码功 能单元来防止恶意对存储器的读 写。对存储区的访问,须经过阅 读器和非接触IC卡之间的认证。对 文1) 非 接 触 IC卡 译 码 接 收 到 Token1,并将从明码报文中取得 的随机数Ra'与原先发送的随机数 Ra相比较。如果两数一致,则非 接触IC卡确认两个共有的密码是一 致的。非接触IC卡另行产生一个随 机数Ra2,同时算出加密的数据块 Token2。 Token2=ek(Ra2||Rb||密文 2) 阅 读 器 将 Token2译码,检查 原先发送的Rb与刚收到的Rb'是否 称相互认证是建立在国际标准 ISO9798-2“三通相互认证”的 基础上的,其间,双方在通信中 相互检验另一方的密码。 相互认证的过程从阅读器发送 “查询口令”给非接触IC卡开始。 非接触IC卡产生一随机数Ra,并 回送给阅读器。阅读器则产生一 随机数Rb,并使用共同的密钥K和 共同的密码算法ek,算出一个加 密的数据块Token1,将此数据块 发送给非接触IC卡。 Token1=ek(Rb||Ra||Ida||电

36

2007年6月

一致。如果两个随机数一致,则 阅读器也证明了两个共有的密码 是一致的。于是,非接触IC卡和阅 读器均已查实属于共同的系统, 双方更进一步的通信可以进行。

传给人口信息库;制证申请被传 给制证中心。制证中心再从人口 信息库下载申请人资料,开始制 证。先将个人的姓名、性别、地 址、身份证号和相片等相关信息 印刷在胶片上,再经过层压,冲 切制作出身份证证卡;这种证卡 还需由电写入设备将经过数字加 密的数据写入到芯片中,并烧断 熔丝,使之不可改写。这样,身 份证就已制作完成,制证中心将 做好的身份证移交给公安部门,

量的经济损失。 随着二代居民身份证全国范围 内换发,电信部门可以利用二代 身份证的安全和数字加密特性, 通过将二代身份证阅读器集成用 户管理系统中,以验证客户身 份,保证客户身份真实可靠,杜 绝假冒身份证,从而有效地进行 信息管理,减少电信行业信用欺 诈损失。

RFID在 第 二 代 身 份 证 系 统中的应用
目前全国正在换发的第二代身 份证采用了RFID技术,身份证卡 体内嵌入了半导体芯片。新身份 证上的信息由视读信息和机读信 息两部分组成。视读信息就是印 刷在卡体表面,老百姓用肉眼可 直接识别的信息。机读信息则是 存储在芯片中的数据信息,需要 用特殊机器来识别的。第二代身 份证集中了目前国内最新的防伪 技术。身份证表面有防伪印刷, 芯片中的数据经过了数据加密, 防伪 、 防 仿 造 性 相 比 第 一 代 身 份 证有了显著提高。 整个第二代身份证系统可分为 制卡及发证系统和社会应用系统 两部分。系统涉及多个领域和部 门。制卡及发证系统主要由公安 部门进行管理和协调。具体流程 是先由半导体芯片制造厂家生产 出符合第二代身份证技术要求的 非接触卡芯片交付给相关部门; 再由相关部门将芯片转给卡体封 装厂进行芯片封装,制做出符合 第二代身份证技术要求的卡片 来;卡片由有关部门进行初始 化,在完成初始化后,下发给各 地的公安制证中心。 当个人申领身份证时,需要到 公安部门填写申请及个人相关信 息,并进行现场拍照。个人相关 信 息 和 相 片 被 输 入 到 计 算机 , 上

技术展望

由公安部门颁发给申请人。 社会应用系统的结构和形式是 多种多样的,主要由第二代身份 证机具生产商生产出阅读器提供 给各个领域的用户,用户可以将 阅读器集成到自己的系统中,使 系统具有身份证信息采集和核验 功能。例如在电信领域,据有关 资料统计,拖欠中国移动和联通 的手机话费额达数十亿。由于第 一代身份证防伪性能差,易仿造 等缺点,利用他人身份证、假冒 身份证进行诈骗的恶意欠费事件 层出不穷,给国家和个人造成大

随着射频识别技术的发展,射 频识别系统的结构和性能也会随 着用户的要求而不断更新。阅读 器将具有多功能,智能多天线端 口,多种数据接口,多制式兼 容,将向小型化、便携式、嵌入 式、模块化等方面发展。非接触 卡将具有更远的作用距离,更快 的读写速度,更大的存储容量, 更强智能,更完善的加密特性。 这些新技术也将在身份证系统 得到更广泛的应用。

2007年6月

37


相关文章:
RFID技术在身份证系统中的应用_刘小杰.pdf
RFID技术在身份证系统中的应用_刘小杰 - 技术与应用 TECHNOLOGY
RFID二代证中应用_图文.ppt
RFID二代证中应用 - RFID技术在身份证中的应用 RFID技术简介 RFID技术应用案例 RFID在身份证系统中应用 第二代身份证产品介绍 第二代身份证系统应用案例 RFID技术...
关于二代身份证RFID技术扩充完稿.doc
关于二代身份证 RFID 技术扩充韩伟华,李宁滨,孙鑫伟(中国人民公安大学 信息
RFID技术应用案例和前景.doc
RFID技术应用案例和前景_互联网_IT/计算机_专业资料。“如果你没有身份证,你就...当使用 RFID 解决特定的问题或改善特定方案,即是指使用 RFID 应用系统,包含硬体...
RFID技术及其应用综述.doc
RFID 技术及其应用综述摘要: RFID 技术自 1948 年...我国的第二代居民身份证其实就是一种电子标签(采用...张锦刘开元:P,,FID技术在供应链中的应用[J]....
RFID技术在物流仓储应用论文.doc
RFID技术在物流仓储应用论文_信息与通信_工程科技_...而无需识别系统与特定目 标之间建立机械或光学接触...借书时只要把身份证或借书 卡插进读卡器里,再把要...
RFID技术在打印机中的应用.pdf
RFID技术在打印机中的应用_电子/电路_工程科技_专业...主机 打印机 RFID 模块 2.5 业务流程银行柜员系统 ...(2)“开户”按钮执行下列操作,将姓名、身份证号...
结合人脸识别的RFID身份验证系统研究与实现.pdf
结合人脸识别的RFID身份验证系统研究与实现_电子/电路_工程科技_专业资料。随着RFID识别技术的广泛应用以及人脸识别技术的发展,结合两种技术将会提高身份识别的安全性和...
无线射频识别(RFID)技术---绪论_图文.ppt
无线射频识别(RFID)技术---绪论_工学_高等教育_...它的意义是通过在计算机系统的数据库中提取 相应的...(1)RFID防伪技术在二代身份证上的应用 带有RFID...
RFID技术在铁路车号自动识别管理中的应用_图文.pdf
RFID 技术在铁路车号自动识别管理中的应用 RFID 技术...RFID 系统包括编码体系、射频识别系统及信息网络系统...每个电子标签相当于 每辆车的“身份证” 。标签...
射频识别第一章_图文.ppt
EAS 被认 为是RFID技术最早且最广泛应用于商业领域的系统。 1971~1980 : 集成...19 RFID防伪技术在二代身份证上的应用 带有RFID芯片的第二代身份证及读写设备...
RFID技术概述_图文.ppt
(7)系统安全 (8)数据安全 二、认识RFID技术 3.日常生活中的RFID技术 (1)RFID防伪技术在二代身份证上的应用 带有RFID芯片的第二代身份证及读写设备 利用二代...
第三章RFID技术铁道出版社_图文.ppt
(7)系统安全 12 (8)数据安全 二、认识RFID技术 3.日常生活中的RFID技术 (1)RFID防伪技术在二代身份证上的应用 带有RFID芯片的第二代身份证及读写设备 利用...
RFID应用现状与趋势 22页PPT文档_图文.ppt
和RFID扫描器,IBM、微软和惠普等也在积极开发 相应的软件及系统来支持RFID的...中国 中国已经将RFID技术应用于铁路车号识别、身份证 和票证管理、动物标识、...
基于RFID技术的宠物管理系统设计与实现.pdf
.RFID宠物管理系统通过给宠物植入电子芯片,给宠物办理电子身份证,把宠物信息记录入库,集中化管理.根本上解决宠物信息收集难、管理难的问题.RFID宠物管理系统使用自行...
RFID应用现状与趋势_图文.ppt
和RFID扫描器,IBM、微软和惠普等也在积极开发 相应的软件及系统来支持RFID的...中国 中国已经将RFID技术应用于铁路车号识别、身份证 和票证管理、动物标识、...
IC卡与RFID技术与应用2.doc
5.通过上面得知如果余数是2,就会在身份证的第18位数字上出现罗马数字的Ⅹ。...IC卡与RFID技术及应用ch... 58页 5下载券 ic卡系统方案,IC卡的应用... 5...
作业1.doc
作业1 - RFID 课下作业 第一次课 1.1 列举生活中接触到的 RFID 系统身份证,防伪标志,会员卡,银行卡,医保卡,借书卡 1.2 提出 RFID 的一个应用解决...
物联网在公安系统中的应用.doc
场所管理方面应用、物联 技术在野外救援和公安特殊任务中的应用等三个方面浅析 ...RFID 电子身份证通过识别 器向后台服务器发送车辆信息, 服务器通过系统比对确 ...
RFID技术应用案例和前景.doc
RFID技术应用案例和前景 - “如果你没有身份证,你就根本不存在 ” 。这句简单的叙述突显了 RFID 技术的价值。 “身份”尤其是展现个体差异性的根本及必要条件。...