畅享城市通卡的明天

以城市通卡为例，截至2012年底，全国将有300多个城市建立不同规模的IC卡系统，发卡量约3亿张。智能卡如此大的存在规模，却仅仅历时几年的时间，这是我们众多从业者最值得骄傲的，同时，如此之大的智能卡市场规模，也给我们众多智能卡从业者提出一个新的课题，那就是，如何让如此多的智能卡持有者享受到更多、更好的创新服务。为此，我们可以尽情畅想。

畅想一 智能卡的网络化之道

过去十来年，随着IT技术的发展，使得电脑进入寻常家庭，宽带战略的实施，使中国的网民数达到8亿之多，几乎所有的城市通卡用户都是网民，这应该得到智能卡从业者的特别关注，如何让城市通卡利用上网络的优势，我们应该做些什么？

从以下一个应用场景来看，每当经过公交一卡通的充值点，往往遇到充值窗口前排着一条长长的队伍，等待充值。可以看出，公交充值对于用户来说是个大问题，如何让用户能够快速、便捷地充值，是城市通卡用得好的前提。

公交充值系统实质是一个网络化的系统，而城市公交卡是一张非接触式IC卡。因此，如何在用户的日常生活中，实现非接触IC卡与充值系统网络的连接，就会大大缓解充值难的问题。

一般来说，解决此类问题的办法是需要一个非接触式读卡器，利用电脑USB接口，实现非接触IC卡与充值网络系统的连接。然而，一个带有USB接口的非接触式读卡器，却有不菲的成本。一个USB非接触读卡器成本集中在：射频芯片、MCU、安全芯片、USB接口芯片。

图1 非接触式读卡器原型

在智能卡技术高速发展的今天，可否畅想将USB非接触式读卡器的成本降至最低？若想将成本降到最低，芯片的高集成是唯一的途径：将四个芯片，整合为两个芯片，甚至是单芯片。

同方微电子针对上述畅想，适时推出了单芯片THM3061，创新性地把前述四项功能集于一身。THM3061是基于增强型 8051内核的 USB 联机读卡器专用芯片，完全兼容 ISO/IEC14443 A/B 、ISO/IEC 15693 射频卡国际标准，支持接触卡国际标准 ISO7816 T=0 和 T =1 协议。因此，采用 THM3061可以方便地进行双界面或非接触卡读写器的设计。

畅想二 网络化的智能卡

利用低成本的USB联机读卡器，的确减轻了用户使用城市公交卡的充值难题，而在此基础上，我们还可以继续畅想，能否将我们的卡片直接连接到网络上，进行充值和消费呢？

图2 可联机城市通卡原型

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为此，同方微电子推出了THK20F07AC与THD20F06BD的融合设计方案如图3所示。THK20F07AC拥有丰富的接口，与PC连接可以使用其自带的USB接口，支持HID、CCID协议。同时，THK20F07AC拥有主从7816接口及SPI、GPIO等丰富的外围接口。THD20F06BD是一款双界面卡芯片，拥有从7816接口。THK20F07AC与THD20F06BD 之间的通信，采用7816协议。

 图3 融合设计框图

此外，THK20F07AC硬件支持国家商密SM1 /SSF33算法，支持RSA算法，可实现PKI算法，保证了联机数据传输的安全性以及密钥安全。

在应用中，若THD20F06BD的COS支持 7816接口并做了相应的协议扩展，那么，THK20F07AC就可以以7816的接口，遵循THD20F06BD的COS的命令协议，访问其内部数据或者部分子账户。THK20F07AC自带全速的USB端口，可方便设计为PC联机设备，可以作为USB-Key作为在线支付的身份凭证。同时，非接触IC卡THD20F06BD也接入了主干网络，可直接对其小额账户直接在线消费、在线充值、在线查询余额等。

THK20F07AC与THD20F06BD的融合设计方案，巧妙地将USB-Key与非接触IC卡结合到了一起。这样的设计，使得以非接触IC卡为载体，联机在线支付、在线充值、在线查询成为可能。

畅想三 智能卡的新应用蓝图

说到新应用，不能不提近几年iPhone的狂热。与其说iPhone的时尚造就了流行，还不如说iPhone的丰富应用引起了粉丝的狂热。从App Store选择应用，方便地下载，方便地提供服务，这就是iPhone流行的根本。

从iPhone的流行，智能卡从业者可以获得什么样的灵感？城市通卡可否也能像iPhone那样，方便地提供各种应用——城市通卡苹果化，苹果化的城市通卡？

未来，能否实现这样的一幕：某人需要从北京去上海出差，利用现有的智能卡，可以事先到上海通卡网站上下载需要的智能卡应用并充值，到了上海后，可用这张卡乘坐公交、地铁以及其他一些小额支付应用，返回北京后，再将这些应用删除，并可以返还余额。

答案是肯定的， Java卡就可实现这样的方案。Java卡即在智能卡中搭建了一个Java运行环境，相应的Java程序可以直接在智能卡上运行。 和以往开发智能卡应用模式所不同的是，在Java卡上可以利用Java语言开发应用程序的优势，一次开发，多次部署，针对不同的卡片也无需重复开发。

图4  Java卡可加载多应用

同时，Java卡是多应用平台，可以支持多种应用共存，发卡过后，用户不需要更换卡片，就可以动态增减应用、升级应用。对于卡片应用开发人员来说，无须了解智能卡芯片的开发环境，这就避免了以往更换一个芯片就要重新熟悉该芯片的开发环境以及参数。

此外，Java卡在管理方面也更加有效，可以集中统一管理，集中发布、升级和删除应用，可以有效地控制应用资源，防止资源外泄产生的风险。而Java卡平台上的各应用之间也是相互隔离的，应用之间有防火墙，保证每个应用的安全。

为此，同方微电子推出了THD86系列金融级芯片，是一款32位 CPU双界面智能卡芯片，具备高性能、低功耗的优点，提供64kB ROM、32kB EEPROM、14 kB RAM存储器，最大用户空间400kB NVM，可轻松运行JavaVM，方便用户开发使用。同时，THD86支持DES、3DES，也内嵌SSF33和SM1等国密算法专用加密模块，并设计了32位硬件加密协处理器CCP，可用于实现RSA、SM2、SM3等PKI算法，保证了城市通卡内应用的安全性。

社会不断的发展进步，人们对生活质量的需求也在与日俱增，智能卡已经影响到人们生活的各个层面。作为智能卡行业的从业人员，有责任和义务去改变智能卡的使用环境和应用水平，针对城市通卡的上述三大畅想，需要产业链各环节的同仁们齐心协力，早日促成相关方案的实现，让用户尽快畅享智能卡的明天。