颜相宁
中科院物理所
2021-02-09 11:06:44
转自公众号：中科院半导体所
http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI1OTExNzkzNw==&mid=2650454770&idx=1&sn=43912a21f9c5c8f7c7ddada40c7e7adc
还记得那年《天下无贼》里边的这句经典台词吗？
——“IC、IP、IQ卡,统统告诉我密码”。
现实中，为卡发懵的人不在少数，不信？看你包里的——门禁卡、公交卡、银行卡、手机卡、电话卡、水卡、电卡、燃气卡、商店会员卡、饭卡······
在这个被数据占据的时代，除了记不住的账号和密码，还有丢不完、爱折断和常消磁的卡。
可你是否想过？你手中的卡，虽然看起来方方正正都很像，但实际上却各不相同。今天，咱们就一起理一理手中五花八门的卡。
哪些是IC/ID卡？
01
你以为IC、ID二者之间仅仅差了一个字母吗？非也！想要区分IC卡和ID卡也很简单，可以从以下几个方面入手。
从外观上：最简单的方法是厚度区分法。钥匙扣卡和一般比较厚的卡（一边带方孔)一般都是ID卡。当然上面的方法只是一般情况，因为ID卡也有薄卡的情况。要想准确区分，请继续往下读。
还可以采用编码区分法来区分：ID钥匙扣上一般有00开头的10位或8位数字，ID白卡上有00开头的18位数字。而这些数字就是ID卡内数字的十进制表达。而IC钥匙扣卡和IC白卡则一般没有数字（参照图3）。当然，各自部门的编号等的除外。
从结构上：在比较黑暗的地方用手电筒照向卡，观察卡片里面的线圈，可以根据线圈的线径区别是IC卡还是ID卡，一般IC卡的线径为1-2mm、ID卡的线径为3-8mm。而且，一般有方形线圈的是IC卡、有圆形线圈的是ID卡。
从原理上：简单来说，IC卡属于智能卡，芯片内部信息可读可写；ID卡芯片内部记录的是一组数字，只能用来验证，信息也是只读不写。首先，是读写特点的不同。
IC卡的全称是集成电路卡（Integrated Circuit Card），也被称为智能卡（Smart Card）。IC卡内信息可读写，而且容量大，能实现加密功能，数据记录更可靠，使用起来也更方便，如我们常见的一卡通等。而ID卡的全称是身份识别卡（Identification Card），是一种不可写入的感应卡，内部只存有一组固定的序列号。
当你刷卡的时候，读卡器只能读到了内部的ID号，然后通过跟后台数据库匹配，完成信息确认等的功能。
同时，二者工作频率也不相同。一般来说，ID卡是一种低频卡（常见低频区间：30KHz-300KHz），其工作频率是125KHz；而IC卡是一种高频卡（常见高频区间：3MHz-30MHz），其工作频率是13.56MHz。
这里插一句，因为手机NFC的工作频率也是13.56MHz，所以手机的NFC功能能感应到IC卡，却不能感应到ID卡。
工作原理大不相同
02
IC：使用IC卡时，射频读写器向IC卡发一组固定频率的电磁波，卡片内有一个IC串联协振电路，其频率与读写器发射的频率相同，这样在电磁波激励下，LC协振电路产生共振，从而使电容内有了电荷。在这个电荷的另一端，接有一个单向导通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内存储，当所积累的电荷达到2V时，此电容可作为电源为其它电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接受读写器的数据。
ID：ID卡的工作系统由ID卡、后台控制器组成。使用ID卡时，首先ID卡阅读器将载波信号经天线向外发送，等ID卡进入卡阅读器的工作区域后，由阅读器中电感线圈和电容组成的谐振回路接收阅读器发射的载波信号，卡中芯片的射频接口模块由此信号产生出电源电压、复位信号及系统时钟，使芯片“激活”。
然后，芯片的读取控制模块，通过调相编码，将存储器中的数据调制在载波上，再经卡内天线回送给阅读器；卡阅读器将会对接收到的回送信号进行解调、解码，再送到后台计算机；最后，后台计算机会根据卡号是否合法，针对不同应用做出相应的处理和控制。
它们怎么来的？
03法国，这个神奇的国度，不仅因为浪漫闻名世界，也因为IC卡这项科技让你我的生活更加便利。
其实IC卡这个概念早在20世纪70年代初就由法国人罗兰·莫雷诺（Roland Moreno）提出来了，真正的IC卡产品是在1976年，由法国布尔（Bull）公司首先研制成功。然后又经历了漫长的8年，再次由法国PTT（Posts，Telegraphs and Telephones）公司制成了IC电话卡。这种电话卡既安全又可靠，使其以迅雷不及掩耳盗铃之势迅速风靡全球各地。其实，ID卡的历史更早。
早在1969年12月，日本有村国孝（Kunitaka Arimura）就提出了制造安全可靠的信用卡方法，也在1970年获得专利。这里的信用卡就是一种ID卡。但是，因为ID卡和IC卡的不同，导致二者的发展方向也逐渐不同。
ID卡不仅逐渐退出手机卡的世界，目前也仅在大学校园的门禁卡、饭卡以及一些商店的会员卡等领域占据一小部分市场；而IC卡凭借其轻巧、便捷、可读写的优势，逐渐占领了金融财务、社会保险、交通旅游、医疗卫生、政府行政、商品零售、休闲娱乐、学校管理等领域的大部分市场。
所以，它们都是什么卡？
04
身份证：第二代是非接触式IC卡；银行卡：接触式和非接触式IC卡均有（还有两种：磁条卡和芯片磁条复合卡）；公交卡：一般是非接触式IC卡；小区门禁卡：都有，区分方式见上文。但是IC卡的安全性更高；门店会员卡：都有；此外，还有这些卡，其发展历史、工作原理、应用场景等暂时不明······
土豪卡：IP卡？IQ卡？正太卡：IQ卡？老司机卡：支持IP、IQ双频的？
参考文献：
[1]https://www.zhihu.com/question/21393716/answer/112012593.
[2]http://news.eeworld.com.cn/wltx/2011/0605/article_6048.html.2011-06-05.
[3]https://www.bbaqw.com/company/112/news_714.htm.2019-08-28.
[4]陈锦.基于射频识别技术的门禁系统研究[D].武汉理工大学,2010.
[5]https://baijiahao.baidu.com/sid=1583925324489839762&wfr=spider&for=pc.2017-11-13.
[6]周新.校园一卡通系统设计与实现[D].南京理工大学,2011.
[7]王海洋.新型非接触式IC卡读卡器设计及其应用[D].广东工业大学,2014.
[8]刘振禹.试析非接触式IC卡、ID卡的原理与特点[J].企业改革与管理,2014(22):191-192.
来源：中科院半导体所
编辑：观山不易
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