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一种经典的Mifare S50电子标签

一种经典的Mifare S50电子标签

发布日期:2021-02-20 09:15:44 作者:Ling 点击:15245

   飞利浦是世界上最早研制非接触式IC卡的公司,其产品系统包括Mifare Standard(逻辑加密卡,EEPROM容量为8 KB)、Mifare Light(逻辑加密卡,EEPROM容量为384 KB)、Mifare PLUS(第一代双界面卡)、Mifare PRO(第二代双界面卡)等。
   Mifare Standard卡型号为Mifare S50,简称S50卡)与读写器之间的工作距离小于100 mm,数据传输率为106 kb/s,完完成一次读卡时间可小于0.1 s,工作频率为13.56 MHz,具有可靠性高、防碰撞能力强、一卡多用、安全性能好等特点。

内部结构与工作过程
Mifare S50整个电路(除线圈外)都集成在一个芯片内,其内部逻辑框图如图所示,芯片电路可以分为射频接口电路和数字模块。

射频接口模块由整流器、电压调节器、上电复位(Power On Reset,POR)模块、时钟产生器、调制器以及解调器等部分组成,主要有以下功能。

1、为芯片内部各部分电路提供工作时所需能量;
2、提供POR信号,使各部分电路同步启动工作;
3、从载波中提取电路正常工作所需要的时钟信号;
4、将载波上的指令数据解调出来供数字电路模块处理以及对待发送的数据进行调制。
   数字电路模块主要由如下部分组成:
1、ATR(Answer to Request)模块:当接收到读写器的Request命令后,芯片启动该模块建立与读写器的通信。
2、Anti-Collision模块:当多个电子标签同时位于读写器天线工作范围内时,此模块根据电子标签的序列号选择其中一个电子标签。
3、Authentication & Access Control模块:确认电子标签被选中后,此模块进行读写器与电子标签之间的相互认证,只有通过相互认证,才能进行进一步操作。
4、Control & Arithmetic Unit模块:此模块是芯片的控制中心,是中央处理器单元。
5、RAM:配合Control & Arithmetic Unit将运算结果进行暂时存储;动态存取EEPROM中的数据供Control & Arithmetic Unit操作使用。
6、ROM:固化电子标签所需要的程序指令。
7、EEPROM Memory:EEPROM存储器,用于存放用户数据,可读可写。
8、EEPROM Interface:访问EEPROM存储器的控制接口。
     Mifare S50的工作过程如图所示,读写器发送Request命令给所有在天线场范围内的电子标签,通过防碰撞循环,得到一张卡的序列号后,选择此卡进行认证,通过认证后对存储器进行操作。Mifare S50对存储器的操作包括:

1、Read:读存储器的一个分组。
2、Write:写存储器的一个分组

3、Decrement:减少分组内容,并将结果存入数据寄存器。
4、Increment:增加分组内容,并将结果存入数据寄存器。
5、Transfer:将数据寄存器的内容写入EEPROM的一个分组。
6、Restore:将分组内容存入数据寄存器。
存储器组织与访问控制
    Mifare S50卡有8 KB的EEPROM,分成16个区,每个区又分成4个分组(Block0~Block3),一个分组有16 B,其存储结构组织如图

(1)每个扇区由4块(块0、块1、块2、块3)组成(也有的将16个区的64个块按绝对地址编号为0~63)。
(2)第0扇区的块0(即绝对地址0块)都是一个特殊的块,该块存储了制造商代码,已经固化,不可更改。

(3)每个扇区的块0、块1、块2为数据块,用于存储数据,可以进行读写操作。
(4)每个区的块3为控制块,包括了密钥A、访问控制条件、密钥B。具体结构如下:密钥A有6字节,访问控制条件有4字节,密钥B有6字节,其结果如图5-17所示。由于每个区都有各自的密钥和访问条件,各区之间互不干扰,因此Mifare S50可作为多功能卡使用。


图区尾部(块3)的组成

      每个区的密钥和访问控制条件相互独立,可以根据实际需要设定各自的密钥及访问控制条件。每个块(包括数据块和控制块)的存取条件是由密钥和访问控制条件共同决定的,访问控制条件四个字节所表示的含义如表5-4所示(注:_b表示取反)
表访问控制条件的定义


其中,在存取控制中每个块都有相应的三个控制位,定义如下。
块0: C10 C20 C30
块1: C11 C21 C31

块2: C12 C22 C32
块3: C13 C23 C33
三个控制位以正、反两种形式存在于表5-4所示访问条件字节中,决定了该块的访问权限。三个控制位在存取控制字节中的位置如下(Byte 9为备用字节,默认值为0x69)。
例如,上述存取控制字节为FF 07 80 69时,对应的每一位为表所示。


表存取控制位为FF 07 80 69对应的二进制码
那么对应每个块的存取控制位

如下。
块0:000
块1:000
块2:000
块3:001
查询访问控制码的结构表,可得到相应块所对应的访问条件。例如,当块3的存取控制位C13 C23 C33=001时,验证密钥A或密钥B正确后可读、不可写、不可加值;验证密钥A或密钥B正确后可进行Decrement、Transfer、Restore操作。其中,KeyA|B表示密钥A或密钥B,Never表示任何条件下均不能实现。

本文网址:http://www.hysrfid.com/article/yizhongjingdiandeMifareSdianzibiaoqian.html

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