上海华虹非接触CPU卡芯片在公交卡上的应用

【编者按】RFID与非接触IC卡芯片是RFID与非接触IC卡产品中最为关键的核心环节。近几年来，伴随着全球智能卡与RFID产业的快速发展，RFID与非接触IC卡芯片技术得到迅速发展，产品种类更加丰富。为全面反映和推广RFID与非接触IC卡芯片最新技术及产品，根据用户需求，RFID中国网针对用户需求，特别推出“RFID与非接触IC卡芯片品牌导购指南”大型网络宣传专题及电子书活动，以满足用户对RFID与非接触IC卡芯片品牌、技术、产品、应用了解的需求。本文是由上海华虹公司提供的“上海华虹非接触CPU卡芯片在公交卡上的应用”,供用户了解和参考。

　　1999年，上海公交卡项目采用了华虹设计开发的中国第一枚自主知识产权的非接触式IC卡芯片，该项目是世界上门类最齐全的“一卡通”,也是全球规模最大的AFC项目。2009年，华虹设计推出非接触CPU卡芯片SHC1108,符合《建设事业非接触式CPU卡芯片技术要求》标准，应用于全国公交一卡通的升级。

　　国内交通IC卡在不少城市还在使用非接触式逻辑加密卡，但随着近年来公交业务的不断拓展，公交卡系统面临着升级改造的压力，同时也对IC卡提出了新的要求：

　　1、IC卡需要容纳越来越多的行业信息，而原有的逻辑卡容量多为1k字节，留给新的行业的应用空间已经是捉襟见肘，公交行业需要IC卡提供更大的存储空间。

　　2、原有逻辑卡的交易可靠性基本是靠机具保证的，因此异常中断对交易数据的影响不可避免，公交行业需要IC卡能够自动维护交易数据，保证交易的可靠性。

　　3、城市间的互联互通是公交发展的方向，但各城市原有逻辑卡的加密算法、卡片结构、操作流程等方面都存在差异，阻碍了互通的进程。公交行业需要一张符合统一规范的IC卡来完成这一目标。

　　4、公交卡业务具有覆盖面广、使用者多、行业关系复杂的特点，进行一次全面的IC卡系统升级绝不是一朝一夕的事情，选择一张既能适应原有逻辑卡系统，又能平滑过渡到新系统的IC卡则能够很好的解决升级问题。

　　5、众所周知，著名的MIFARE ONE逻辑加密卡算法已经被破解，同时一套针对该逻辑卡的卡片高效复制手段也已经出现。对于一个每天有着上千万资金流动的行业，这是一个巨大的威胁。所以，选择一个具有更安全加密算法的IC卡迫在眉睫。

　　这么多新的要求，让我们自然而然的想到了近年快速发展的非接触式CPU卡。非接触式CPU卡是一种智能型的IC卡，存储容量一般在8k字节以上。它通常使用DES/3DES加密算法，其交易流程简单，且由卡片自动维护交易数据，因此具有很高的安全性和可靠性。上海华虹自主设计的非接触式CPU卡--SHC1108则在此基础上又加入了新的功能：可模拟逻辑卡的所有功能，且CPU能够控制逻辑卡数据，同时通过简单设置即能完全切断逻辑卡通道，成为一张纯粹的CPU卡，具有很高的安全性。SHC1108的这一特性为各城市公交卡系统平滑稳定的升级提供了极大的帮助。

　　根据各城市的实际情况，一卡通公司可在两种非接触式CPU卡应用方案中进行选择：对于还未开展公交IC卡业务的地市，或者虽已开展公交IC卡业务，但能在短时间内完成所有机具升级改造的地市，可以直接选择标准的非接触式CPU卡应用方案。该方案能为业主降低成本，缩短开发周期，更便捷的享受非接触式CPU卡带来的优势。

　　而对于已经使用逻辑加密卡，并需要较长升级过渡期的城市，则可以采用带有逻辑    接口的非接触式CPU卡来完成公交IC卡系统的平滑过渡。这种非接触式CPU卡具有逻辑和CPU两个交易接口，由COS自动维护CPU钱包和逻辑钱包的金额同步。在过渡期内，经过改造的机具能够通过CPU接口进行充值和消费交易，而未经改造的机具则仍然可以通过逻辑接口进行消费，在升级完成后，又可通过各业务终端轻松关闭逻辑交易接口，使这些卡片成为标准的非接触式CPU卡。这种改造方案充分考虑到系统升级的长期性和复杂性，能够大大降低一卡通公司进行系统改造的成本和难度。

　　使用非接触式CPU卡进行公交卡系统升级的过程可分为以下三个阶段：

　　阶段一：逐步发行具有逻辑卡功能的非接触式CPU卡。此时，CPU卡的逻辑通道处于开启状态，所有的逻辑卡数据结构都与纯逻辑卡相同。公交系统中的机具将这样一张CPU卡作为逻辑卡来使用。

　　阶段二：逐步进行充值和消费机具的改造，新的机具既能支持逻辑卡，又能支持CPU卡，同时，CPU卡在新老机具上都能够使用。由于CPU卡对逻辑卡的钱包具有控制能力，因此CPU卡的钱包与逻辑卡能够始终保持一致。这种新老机具共存、逻辑卡与CPU卡共存的状态将会持续一段较长的时间，而CPU卡将逻辑钱包和CPU钱包同步的能力则为系统平稳过渡打下了坚实的基础。

　　阶段三：原有逻辑卡回收工作和机具改造工作基本完成，这时可通过充值机具将非接CPU卡的逻辑通道完全关闭，成为一张纯CPU卡。此时，原逻辑卡内的钱包余额在CPU卡中仍然有效，而系统则已经完成了从逻辑卡到CPU卡的升级过程。

　　应用案例的亮点：

　　1、完整灵活的解决方案根据各城市的实际情况，上海华虹集成电路有限责任公司提供两种非接触式CPU卡应用方案：

　　1）对于还未开展公交IC卡业务的地市，或者虽已开展公交IC卡业务，但能在短时间内完成所有机具升级改造的地市，可以直接选择标准的非接触式CPU 卡应用方案。该方案能为业主降低成本，缩短开发周期，更便捷的享受非接触式CPU卡带来的优势。

　　2） 而对于已经使用逻辑加密卡，并需要较长升级过渡期的城市，则可以采用带有逻辑接口的非接触式CPU卡来完成公交IC卡系统的平滑过渡。

　　2、产品选择的多样性上海华虹集成电路有限责任公司的非接触式CPU卡芯片SHC1108系列包括了标准非接触式CPU卡和带逻辑接口非接触式CPU卡芯片两大类，可配套华虹解决方案灵活选择，满足客户不同的需求。

　　3、成熟的公交项目经验早在1999年，上海公交卡项目采用了上海华虹集成电路有限责任公司开发的中国第一枚自主知识产权的非接触式IC卡芯片，该项目是世界上门类最齐全的“一卡通”,也是全球规模最大的AFC项目。2002年，无锡正式开通公交非接触式IC卡收费运营系统，采用了华虹的非接触式IC卡芯片，实现了无锡和上海公共交通卡的城际间互通，这是国内首次实现两地交通卡互通。2012年上海、宁波、绍兴、台州、湖州、常熟、兰州、白银八城市实现互联互通，将全面推动全国城市一卡互联互通的整体应用，并将成为全国城市一卡通行业发展过程中的一个重要里程碑。

　　这些公交项目成熟的运作经验使华虹在非接触CPU卡公交应用升级中具备更多的优势，从而获得客户的信任，奠定了华虹设计作为公交卡项目中核心芯片商的地位。