BL75R06SM 8K 位 EEPROM 非接触加 密存储卡 一、概述 BL75R06SM 非接触加密存储卡芯片由射频通讯接口、安全控制单元和8K 位EEPROM 组成。读写距离10cm。主要适用于各种证件、电子钱包、自动收费系统和公共交通自 动售检票系统等领域。该芯片支持ISO14443 TypeA 射频接口，支持PHILIPS 标准读卡 机芯片。 二、产品特点 1 、RF 接口（ISO/IEC 14443 Type A） 接口 芯片无需电池，数据和电源能量的提供通过无线传输 操作距离：最大达到 10 厘米（取决于天线） 操作频率： 13.56MHz 数据传输速率：106kbit/s 高数据完整性：16 位 CRC 校验，奇偶校验，位编码，位计数 典型交易时间：小于 100ms（包括备份管理时间） 2、 、 EEPROM EEPROM 存储容量为 8K 字节，分成 16 个扇区，每个扇区分成 4 个块，每块 16 个字节 每个存储块的访问条件可由用户自己定义 数据保持时间：最少 10 年 擦写次数：最少 10 万个周期 3、 、 安全 三重相互认证体制（ISO/IEC DIS9798-2） 通讯过程所有数据加密以防信号截取 每个扇区由相互独立的一套密码，支持一卡多用 每张卡的序列号唯一，传输密码保护 传输密码保护 三、芯片封装 根据客户需要可提供芯片模块或卡封装模式。 http://www.belling.com.cn -1Total 7 Pages 8/16/2006 BL75R06SM 8K 位 EEPROM 非接触加 密存储卡 四、功能描述 1、 、BL75R06 原理图 BL75R06SM 芯片是非接触式 IC 卡芯片，芯片由射频通讯接口、数字逻辑控制模块 （包括安全控制单元）、和 8K 字节的 EEPROM 存储器组成。能量和数据通过与 BL75R06 芯片直接连接的线圈组成的天线来传输，不需要任何外接部件。其原理如图 1。 整流 稳压 调制/解调器 数字部分 要求应答 控制和算 术单元 防冲突 RAM 上电复位 应用选择 ROM 时钟 认证和访问控制 密码单元 EEPROM接口 射频接口 EEPROM 存储器 图 1 BL75R06 芯片的模块图 2、交易流程图 、交易流程图 图 2 交易流程 http://www.belling.com.cn -2Total 7 Pages 8/16/2006 BL75R06SM 8K 位 EEPROM 非接触加 密存储卡 2、 、通讯原理 BL75R06SM 芯片通过天线和 RWD 进行交互，由 RWD 发送命令，通过 BL75R06 内 部的数字逻辑控制模块，根据要访问相应扇区的访问控制条件来决定命令的可操作 性，并发送相应的信息或数据。 2.1 Request Standard/All 命令 智能卡在上电后，可以响应 Request 命令，该命令由读卡设备发送给射频场内所有的 卡，卡发送请求响应（根据 ISO/IEC 14443A 协议的 ATQA ）。 2.2 防冲突循环 在防冲突循环过程中，读出卡的序列号。如果在读卡设备的操作范围内由几张卡，可 以通过唯一的卡序列号来区别，并选中一张卡做为下一步操作的对象。没有被选中的 卡返回到待命模式，等待下一个 Request 命令。 2.3 选卡 读卡设备发送选卡命令后，选择一张卡来认证和存储器相关操作。卡返回 ATS 代码 （=08h）。该代码表示被选中卡的类型。 2.4 三重认证 卡选中后，读卡设备根据要访问的存储器位置，采用响应的密钥来进行三重相互认证 过程。认证通过后，对存储器的操作都是加密的。 2.5 存储器操作 在认证后，可以进行如下操作： 读块 写块 减：块中的内容减去一个值，并把结果保存到一个临时的数据寄存器中。 加：块中的内容加去一个值，并把结果保存到一个临时的数据寄存器中。 恢复：块中的内容移到临时的数据寄存器中。 转移：将临时寄存器中的内容写到指定的值块中。 3、 数据完整性 在读卡设备和智能卡的无线通讯中，采用了如下的机制来保证数据传输的可靠性： 信息块的 16 位 CRC 每个字节带一个奇偶校验位 4、 、安全 为了提供高安全等级，采用了根据 ISO9798-2 协议的三重认证体制。 (1) 读卡设备确定要访问的扇区，然后选择 Key A 或 Key B (2) 卡从扇区的 Trailer 块读出密钥和访问条件。然后发送一个随机数给读卡设备（第 一重） (3) 读卡设备用密钥和附加的输入计算卡的响应。然后发送一个响应和另一个随机数 给卡（第二重） (4) 卡验证读卡设备的响应，然后再计算一个响应给读卡设备（第三重） (5) 读卡设备再验证卡的响应 再发送第一个随机数后，卡和读卡设备的通讯就都是加密了。 http://www.belling.com.cn -3Total 7 Pages 8/16/2006 BL75R06SM 8K 位 EEPROM 非接触加 密存储卡 5、存储器结构 1024*8 bit 的 EEPROM 存储器由 16 个扇区构成，每个扇区有 4 块，每个块包含 16Bytes。在擦状态,EEPROM 单元读出逻辑“0”；在写状态,读出逻辑“1”。 扇区 15 块 3 2 1 0 14 3 2 1 0 … … … … … … 1 0 0 1 2 3 4 5 6 7 块内字节 8 9 10 11 12 13 14 15 描述 扇区 Trailer 15 数据 数据 数据 密钥 A 存取位 密钥 B 密钥 A 存取位 密钥 B 扇区 Trailer 14 数据 数据 数据 3 2 1 0 密钥 A 存取位 密钥 B 扇区 Trailer 1 数据 数据 数据 3 2 1 密钥 A 存取位 密钥 B 扇区 Trailer 0 数据 数据 制造商块 0 5.1 制造商块 这是第一扇区（sector 0）的第一个数据块（block 0）。它包含 IC 制造商的数。由于 安全和系统需要，当 IC 制造商在生产过程中编程以后，这个块是写保护的。 MSB X X X X X X LSB X X 0 2 3 4 5 6 1 序列号 校验字节 7 8 9 10 11 12 13 14 15 制造商数据 5.2 数据块 所有的扇区包含 3 个 16bytes 的块以储存数据（Sector 0 仅包含两个数据块和一个只 读的制造商块）。数据块可以通过 access bits 进行配置，如下： 读/写块可以应用于非接触通行控制，或者 数值块可以应用于电子钱包，当附加的命令被提供，如直接控制存储的数值增加 和减少的命令。 在任何的存储器操作以前，认证的命令必须执行，以便允许进一步的命令操作。 http://www.belling.com.cn -4Total 7 Pages 8/16/2006 BL75R06SM 8K 位 EEPROM 非接触加 密存储卡 数值块提供执行电子钱包的功能（有效的命令：read，write，increment，decrement ，restore，transfer）。数值块有一个固定的数据格式，允许错误侦测，修正和备份 管理。数值块只可以在数值块格式下通过 write 操作创建。 数值：表示一个有正负号的 4-byte 数值。数值的最低位有效字节存储在最低位地 址字节中。负数按标准的二进制补数的格式存储。因为数值完整性和安全性的原 因，一个数值被存储三次，两次正常和一次取反。 地址：表示 1-byte 的地址，可用来保存块的存储地址，当执行强化的备份管理 时。地址字节保存四次，两次取反和两次正常。当执行 increment, decrement, restore 和 transfer 操作时，地址保持不变。它仅可通过 write 命令改变。 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Value Value Value Adr Adr Adr Adr 5.3 扇区“Trailer”（ （BLOCK 3） ） 扇区“ 每一个扇区有一个扇区“Trailer”，包含： 密钥 A 和 B（可选），在被读时返回逻辑“0”； 该扇区四个块的存取条件，存储在 6~9 字节中。Access bits 也指定数据块的类 型（读/写或数值）。 如果密钥 B 不需要，block 3 的最后六个字节可以被用来作为数据字节。扇区 “Trailer”的第九字节可被用来作为用户数据。因为这个字节支持与 byte 6，7 和 8 相 同的存取权限。 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 密钥 A 存取位 密钥 B 6、存储器访问 在任何存储操作可以被执行以前，卡必须被选择和认证，就像以前描述的那样。 对于一个可寻址块的可能的存储操作，依赖于使用的密钥，和保存在相关扇区尾记录 中的存取条件。 POR 扇区改变 标识和选择过程 认证过程 新命令(扇区未改 变) 停止 存储器操作 值块 读、写、加、减、转移、恢复 读/写块 读、写 http://www.belling.com.cn -5Total 7 Pages 8/16/2006 BL75R06SM 8K 位 EEPROM 非接触加 密存储卡 存储器操作 操作 读 写 加 描述 读块 写块 块中的内容加上一个值，并把结果保存到一 个临时的数据寄存器中 块中的内容减去一个值，并把结果保存到一 个临时的数据寄存器中 将临时寄存器中的内容写到指定的值块中 块中的内容移到临时的数据寄存器中 减 转移 恢复 块类型有效 读写、值和扇区 trailer 读写、值和扇区 trailer 值 值 值 值 6.1 存取条件 每一个数据块和扇区尾记录的存取条件由 3bits 决定，保存正常和取反两种状态，在 特定扇区的扇区尾记录中。Access bits 控制密钥 A 和 B 的存储器存取权限。存取条 件可以被更改，倘若有人知道相关的密钥，并且当前存取条件允许这个操作。 NOTE：在以后的描述中，access bits 仅在正常情况下描述。 BL75R06 芯片的内部逻辑保证，只有在通过认证后命令才执行存储器相关指令，否 则永远不执行。 存取位 有效命令 块 描述 C13C23C33 读、写 → 3 扇区 trailer C12C22C32 读、写、加、减、转移、恢复 → 2 数据块 C11C21C31 读、写、加、减、转移、恢复 → 1 数据块 C10C20C30 读、写、加、减、转移、恢复 → 0 数据块 字节序号 Bit 0 1 2 3 密钥 A 4 5 6 7 8 存取位 9 10 11 12 13 14 密钥 B（可选） 15 7 6 5 4 3 2 1 0 字节 6 C2 3 C2 2 C21 C2 0 C13 C12 C11 C10 字节 7 C13 C12 C11 C10 C3 3 C3 2 C31 C3 0 字节 8 C33 C32 C31 C30 C23 C22 C21 C20 字节 9 NOTE：对于每一次的存储器存取，内部逻辑检查存取条件的格式。如果检测到格式 错误，整个扇区将无可挽回的封闭。 6.2 扇区“Trailer”的存取条件 ”的存取条件 扇区“ 根据扇区尾记录的 access bits，对密钥和 access bits 的读/写控制被指定为“never” ，“key A”，“key B”或“key A|B”（key A 或 key B）。在芯片交货时，扇区尾 记录的存取条件和 key A 是预先确定的，作为传送器配置，新的卡必须用 key A 认 证。因为 access bits 也可以自我封闭，所以在操作卡时必须特别小心。 http://www.belling.com.cn -6Total 7 Pages 8/16/2006 BL75R06SM 8K 位 EEPROM 非接触加 密存储卡 存取位 存取条件 存取位 读 写 密钥 A 说明 密钥 B C1 C2 C3 读 写 读 写 0 0 0 不可 密钥 A 密钥 A 不可 密钥 A 密钥 A 密钥 B 可读 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 不可 不可 不可 不可 不可 不可 不可 不可 密钥 B 不可 密钥 A 密钥 B 不可 不可 密钥 A 密钥 A|B 密钥 A|B 密钥 A 密钥 A|B 密钥 A|B 密钥 A|B 不可 不可 不可 密钥 A 密钥 B 密钥 B 不可 密钥 A 不可 不可 密钥 A 不可 不可 不可 不可 密钥 B 不可 密钥 A 密钥 B 不可 不可 密钥 B 可读 密钥 B 可读,传输配置 NOTE：在灰色标记的行中， key B 是可读的，因此可以被用来作为数据。 6.3 数据块的存取条件 根据数据块（blocks0~2）的 access bits，读/写控制被指定为“never”，“key A” ，“key B”或“key A|B”（key A 或 key B）。相关的 access bits 的设置，指定了 应用的范围和相应支持的命令。 读/写块：允许读和写的操作。 数值块：允许附加命令的操作：increment，decrement，transfer 和 restore。在 一种情况下（001），对于非可充值卡，只有 read 和 decrement 命令可以被执行 。在另一种情况（110），充值可以通过使用 key B 来实现。 制造商块：只读的条件不受 access bits 设置的影响。 密钥管理：在传送器配置下，key A 必须被用来作认证 1。 存取位 存取条件 C1 C2 C3 读 0 0 0 密钥 A|B 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 写 1 密钥 A|B 1 不可 1 密钥 B 1 密钥 B 不可 1 密钥 B 不可 不可 密钥 A|B 1 密钥 A|B 1 密钥 A|B 1 密钥 A|B 1 密钥 B 1 密钥 B 不可 应用 加 1 密钥 A|B 减、转移、恢复 1 不可 不可 1 密钥 B 不可 不可 不可 不可 密钥 A|B 1 不可 不可 1 密钥 A|B 1 密钥 A|B 不可 不可 不可 传输配置 读/写块 读/写块 值块 值块 读/写块 读/写块 读/写块 1 如果 Key B 可以在相应的扇区尾记录中被读出，它不能被用来认证（上表中所有 的灰色行）。 结论：如果读卡机试图使用 key B 来认证任何一个使用灰色存取条件的扇区中的 块，卡都将拒绝执行认证后的任何存储器操作。 http://www.belling.com.cn -7Total 7 Pages 8/16/2006