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　　1、引言
　　
　　一卡通系統(tǒng)是學(xué)校信息化工作的一個(gè)重要體現(xiàn)，是數(shù)字化校園建設(shè)的一個(gè)重要應(yīng)用。一卡通系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)校園“消費(fèi)一卡通”、“身份認(rèn)證一卡通”、“校務(wù)管理一卡通”，使學(xué)校師生員工的學(xué)習(xí)和生活更加便利、更加快捷、更加。
　　
　　在一個(gè)學(xué)校中，食堂就餐、浴室洗澡、開水房打水、乘坐班車、圖書館借還書籍、進(jìn)出各門禁系統(tǒng)、繳納網(wǎng)絡(luò)費(fèi)用、有償使用體育設(shè)施、開學(xué)注冊(cè)等等場合都應(yīng)用在一卡通系統(tǒng)中，并且隨著人們觀念的改變，將有越來越多的應(yīng)用系統(tǒng)與一卡通系統(tǒng)對(duì)接，加入到一卡通系統(tǒng)中，使一卡通的卡片*取代學(xué)生證、工作證、圖書證、班車證、注冊(cè)卡、食堂卡，出入卡等等，真正實(shí)現(xiàn)“一卡通校園”。
　　
　　作為一卡通系統(tǒng)信息裁體的卡片是一卡通系統(tǒng)里zui基礎(chǔ)、zui重要的設(shè)備，卡片的選型、卡片的安全設(shè)計(jì)是一卡通系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵所在。
　　
　　2、卡片類型
　　
　　如今，卡片的用途非常的廣泛，每個(gè)人手中部擁有幾張卡，像醫(yī)療卡、公交卡、應(yīng)行卡、高速公路收費(fèi)卡、購物卡、商場積分卡、食堂就餐卡、校園卡等等。
　　
　　常用的卡從卡片所采用的技術(shù)來分可以分為磁卡和智能卡。
　　
　　磁卡即每張卡片的背面部有一條磁條，信息保存在該磁條中。由于存儲(chǔ)空間的限制，在磁條中一般只保存賬號(hào)信息，賬號(hào)對(duì)應(yīng)的用戶詳細(xì)信息及各種使用記錄都保存在中心數(shù)據(jù)庫中，目前國內(nèi)應(yīng)行的儲(chǔ)存卡和新用卡使用的都是磁卡。由于采用的技術(shù)所限，磁卡在遇到磁場、靜電、扭曲、刮傷等情況時(shí)，磁條上存儲(chǔ)的信息容易丟失。
　　
　　智能卡(Smartcard)，又稱集成電路卡，即IC卡(lntegratedCircuitcard)。它的外形與磁卡一樣，只是卡上沒有磁條，而在卡內(nèi)嵌有一個(gè)集成電路芯片。根據(jù)卡中所鑲嵌的集成電路的不同，可以將智能卡分成三類：存儲(chǔ)卡、邏輯加密卡和CPU卡。
　　
　　存儲(chǔ)卡即卡中的集成電路為EEPROM，它是一種簡單的存儲(chǔ)設(shè)備，具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，不具有數(shù)據(jù)處理功能和硬件加密功能，如公交卡。
　　
　　邏輯加密卡即在存儲(chǔ)卡的基礎(chǔ)上增擁了加密邏輯電路，加密邏輯電路通過校驗(yàn)密碼方式來保護(hù)卡內(nèi)的數(shù)據(jù)，但它只具有簡單的安全保護(hù)功能，一般只適用于一次性的加密卡，像儲(chǔ)值卡。
　　
　　CPU卡即卡中的集成電路中包括CPU、EEPROM、RAM以及固化在ROM中的操作系統(tǒng)COS(ChiPOperatingSystem)。CPU卡不僅具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，同時(shí)具有命令處理和數(shù)據(jù)安全保護(hù)等功能。CPU卡適用于安全要求較高的應(yīng)用，像校園卡、應(yīng)行卡等。
　　
　　由于智能卡具有安全、方便、耐用、抗破壞等特點(diǎn)，并且由于磁卡的讀卡器中含有精密機(jī)械及信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置，即使是普通的磁卡讀卡器也需要幾百元，而智能卡的卡芯本身即為數(shù)字電路，智能卡的讀卡器只需要一個(gè)可插卡的卡座，簡單的智能卡讀卡器只需十幾元，所以智能卡取代磁卡是必然的趨勢，而且隨著技術(shù)的進(jìn)步，卡的能力和安全性將進(jìn)一步加強(qiáng)，卡的應(yīng)用將越來越廣泛。
　　
　　根據(jù)卡與外界數(shù)據(jù)傳送的形式的不同，可以將智能卡分成兩類：接觸型卡和非接觸型卡。
　　
　　接觸型卡即在這種卡片的集成電路中有8個(gè)觸點(diǎn)可與外界接觸。接觸型卡的特點(diǎn)是卡必須插入讀卡器中，才能進(jìn)行讀寫操作，卡的讀寫時(shí)間較長，且卡容易磨損。
　　
　　非接觸型卡又叫感應(yīng)式IC卡，或RF射頻卡，該類卡的集成電路中帶有射頻收發(fā)電路及其相關(guān)電路，讀卡器對(duì)卡的讀寫方式為非接觸式。非接觸型智能卡由于讀寫卡時(shí)不需要直接與讀卡器接觸，在讀卡時(shí)間和卡的耐用性方面比接觸型卡占明顯優(yōu)勢。非接觸型卡是今后各種應(yīng)用的一種主導(dǎo)卡型。
　　
　　3、一卡通系統(tǒng)中卡片的特點(diǎn)
　　
　　一卡通系統(tǒng)是一個(gè)非常復(fù)雜、安全性要求非常高的大型應(yīng)用系統(tǒng)。由于一卡通系統(tǒng)依托在校園網(wǎng)絡(luò)之上，所以卡片不僅要保存持卡人的身份信息，而且要保存持卡人的消費(fèi)余額等金融信息，以保證在網(wǎng)絡(luò)故障，讀卡設(shè)備與數(shù)據(jù)中心平臺(tái)通訊中斷、不能取得教據(jù)庫信息時(shí)，直接在卡片上讀、寫消費(fèi)余額信息，保證卡的正常使用，等到網(wǎng)絡(luò)暢通時(shí)再將該讀卡設(shè)備上的流水信息上傳到數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)庫中，以保持卡、庫信息一致。這就要求在一卡通系統(tǒng)中，能夠?qū)ㄆM(jìn)行讀、寫操作，而且卡上保存的信息量要足夠大。
　　
　　目前一卡通系統(tǒng)采用的卡片都是非接觸型卡，而且主流都采用MIFARE卡片。MIFARE是PHILIPS公司擁有的一種射頻智能卡技術(shù)。HILIPS公司并不制造卡片，也不制造讀卡器，它只是出售技術(shù)和芯片，由其他的廠家來生產(chǎn)或封裝卡片。Mifare卡的典型型號(hào)是Mifarels50，它具有以下特點(diǎn)：
　　
　　(1)可靠性高、使用壽命長、維護(hù)成本低，適應(yīng)各種惡劣環(huán)境，在正常使用的情況下，可以保證卡的使用壽命在10年以上。
　　
　　每張卡的EEPROM空間為lK字節(jié)。
　　
　　(2)每張卡分為16個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)有獨(dú)立的密碼及訪問控制策略，密碼采用DES/HASWMD5算法?？ㄆ哂袊?yán)密的邏輯運(yùn)算和邏輯加密功能。
　　
　　(3)每張卡片具有惟一的序列號(hào)。
　　
　　(4)卡片、讀卡器間數(shù)據(jù)校驗(yàn)采用CRC方式，雙向三次論證，在數(shù)據(jù)交換前兩者之間互相進(jìn)行身份合法性鑒別，保證卡的安全性。
　　
　　(5)能在同一時(shí)間處理重疊在一起的多張卡片。
　　
　　4、一卡通系統(tǒng)中卡片的安全設(shè)計(jì)
　　
　　在一卡通系統(tǒng)中，為了保證卡片的安全，對(duì)卡片采取了以下安全措施：
　　
　　(l)為了防止出現(xiàn)偽卡(即卡的外觀和卡內(nèi)信息同被偽造卡*一樣的卡片)，使用Mifarel卞的序列號(hào)作為一卡通系統(tǒng)的卡號(hào)，以該卡號(hào)作為系統(tǒng)的惟一主索引，以保證每一張卡的惟一性，同時(shí)為了持卡人便于記憶，系統(tǒng)中另外設(shè)置了一個(gè)賬號(hào)，在系統(tǒng)內(nèi)部與卡號(hào)一一對(duì)應(yīng)。
　　
　　(2)采取“一個(gè)卡片一個(gè)密鑰，一個(gè)扇區(qū)一個(gè)密鑰，一個(gè)扇區(qū)的密鑰由兩套密碼組成”的加密機(jī)制，并且采用多種加密算法，防止他人破譯卡片密碼，篡改卡內(nèi)金額。
　　
　　(3)將不同的信息根據(jù)使用頻率放置在不同的扇區(qū)，如金額信息和姓名等身份信息分置在不同的扇區(qū)，不同的應(yīng)用子系統(tǒng)只讀、寫卡的相關(guān)扇區(qū)，這樣既能保證卡的讀寫速度，縮短每次卡的交易時(shí)間，又能防止因卡操作時(shí)間過長持卡人提前拿走卡而造成的卡讀寫錯(cuò)。同時(shí)，一個(gè)扇區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)可以自動(dòng)遷移到其他的扇區(qū)，以防其中某個(gè)扇區(qū)損壞時(shí)整個(gè)卡片不能使用。
　　
　　(4)有的公司還在卡片中加入了自己公司的標(biāo)識(shí)，并采取算法，來防止其他公司一卡通系統(tǒng)卡片假冒應(yīng)用在自己的一卡通系統(tǒng)中。
　　
　　(5)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)所有的卡片進(jìn)行分類管理，分刖授予不同的權(quán)限和功能，加強(qiáng)卡片的安全性管理。
　　
　　(6)在一卡通系統(tǒng)中為每一張卡片設(shè)置使用有效期，超出有效期的卡片自動(dòng)進(jìn)入到系統(tǒng)黑名單中，各應(yīng)用子系統(tǒng)將拒絕使用黑名單中的卡片。掛失的卡片也將進(jìn)入到黑名單中，以有效保障持卡人的利益。
　　
　　(7)為zui大限度減少持卡人的經(jīng)濟(jì)損失，當(dāng)持卡人丟失卡片時(shí)，可以通過多種方式進(jìn)行掛失：語音自助掛失、自助掛失、觸摸屏自助掛失、圈存機(jī)自助掛失、卡務(wù)管理中心人工掛失。
　　
　　(8)將一級(jí)學(xué)生設(shè)為一個(gè)批次，該級(jí)學(xué)生必業(yè)時(shí)，將該批次卡全部掛失，同時(shí)從掛失庫中清除該批次卡號(hào)，大大減少了系統(tǒng)中*不用的死卡的數(shù)量。
　　
　　5、結(jié)束語
　　
　　一卡通系統(tǒng)的安全與網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的安全、數(shù)據(jù)中心平臺(tái)的安全、應(yīng)用子系統(tǒng)的安全、數(shù)據(jù)的安全、應(yīng)行轉(zhuǎn)賬系統(tǒng)的安全、卡片的安全等等各個(gè)因素都密切相關(guān)，各個(gè)環(huán)節(jié)所采取的安全措施是否合理，任何一個(gè)環(huán)節(jié)的安全疏漏都可能導(dǎo)致持卡人對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生不信任，導(dǎo)致黑客對(duì)系統(tǒng)的攻擊，甚至可能導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的崩潰。
　　
　　在所有的安全因素中，因?yàn)榭ㄆ植荚趲兹f持卡人手中，而且每一次應(yīng)用都須使用卡片，并且卡片中保存有持卡人的余額信息，所以卡片的安全是zui基礎(chǔ)、zui容易被攻擊的環(huán)節(jié)。合理、周密的卡片安全設(shè)計(jì)是一卡通系統(tǒng)成功與否的關(guān)鍵。