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第二代居民身份證  身份證讀卡器 RFID技術(shù)

 一、概述

    RFID(Radio Frequency Identification)射頻識別技術(shù)(簡稱RFID技術(shù))發(fā)展已有幾十年的歷史，它應(yīng)用非接觸式自動識別技術(shù)，利用射頻方式非接觸雙向通信來自動識別、獲取數(shù)據(jù)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，RFID技術(shù)不斷成熟、完善，其應(yīng)用也越來越廣泛。特別在第二代居民身份證和北京奧運會票證等量大面廣的應(yīng)用領(lǐng)域。引起世人的關(guān)注。應(yīng)用RFID識別技術(shù)，能及時跟蹤流動物體的運動狀態(tài)和運行軌跡等相關(guān)信息，通過對這些信息進(jìn)行分析、統(tǒng)計并根據(jù)處理結(jié)果，為我們實現(xiàn)對人、財、物動態(tài)的管理提供了科學(xué)的手段。引入RFID技術(shù)的證件是射頻識別技術(shù)應(yīng)用的主流產(chǎn)品是防偽性能強、使用方便的電子證件。它具備了機(jī)讀和自動識別身份的功能，已經(jīng)在政府管理部門以及各行業(yè)獲得廣泛的認(rèn)同和接受，在促進(jìn)信息化管理和個性化服務(wù)等方面產(chǎn)生了重要的影響。本文著重圍繞證件領(lǐng)域探究RFID射頻識別技術(shù)及其應(yīng)用。
　
    二、RFID識別技術(shù)與電子證件

    RFID技術(shù)是一種基于射頻原理實現(xiàn)信息交換的自動識別技術(shù)，它以無線電通信技術(shù)和大規(guī)模集成電路技術(shù)為核心，利用射頻信號及其空間耦合，驅(qū)動Ic芯片發(fā)射其存儲的唯一編碼，并準(zhǔn)確獲取其信息數(shù)據(jù)。電子證件應(yīng)用了RFID技術(shù)便具有機(jī)讀功能和快速驗證的特點。其系統(tǒng)組成及工作原理如下（以下所講的電子證件是應(yīng)用RFID技術(shù)的電子證件）：

    (一)RFID技術(shù)識別系統(tǒng)的組成

    RFID技術(shù)的電子證件（以下所稱的電子證件是應(yīng)用RFID技術(shù)的電子證件）、讀卡機(jī)和應(yīng)用系統(tǒng)一起構(gòu)成射頻識別系統(tǒng)，實現(xiàn)從電子證件到計算機(jī)信息系統(tǒng)之間的信息傳遞。

    電子證件是射頻識別系統(tǒng)的數(shù)據(jù)載體，在讀卡機(jī)的響應(yīng)范圍之外，內(nèi)嵌Ic芯片和射頻天線組成的電路處于無源狀態(tài)，只有證件進(jìn)入讀卡機(jī)的響應(yīng)范圍之內(nèi)才是有源的。在電子證件內(nèi)部有一個LC諧振電路．在頻率為13．56MHz電磁波的激勵下，Lc諧振電路產(chǎn)生諧振，從而使電容器充電獲得電壓，電容器的電壓經(jīng)調(diào)節(jié)和穩(wěn)壓，最終輸出供給Ic芯片內(nèi)控制單元和存儲器的各電路。

    典型的讀卡機(jī)包含有射頻模塊(發(fā)送器和接收器)、控制單元和安全模塊，以及與電子證件相聯(lián)接的耦合元件(天線)，此外，許多的讀卡機(jī)還配有附加的接口(如RS232，USB等)，以便把所獲得的數(shù)據(jù)傳輸給應(yīng)用系統(tǒng)(信息管理系統(tǒng)等)。

    (二)電子證件與讀卡機(jī)的通信過程

    讀卡機(jī)與電子證件是利用天線的電感耦合來傳遞能量和信息的，天線從原理上等效為Lc諧振電路。為了使得傳輸?shù)哪芰孔畲蠡?，需要將諧振回路準(zhǔn)確調(diào)諧在諧振頻率上。讀卡機(jī)和電子證件之問的通信是由讀卡機(jī)把要傳輸?shù)臄?shù)字基帶信號通過調(diào)制(ASK／FSK)變成已調(diào)信號，傳輸給電子證件的。電子證件的芯片電路能夠檢測到已調(diào)信號．并且從中解調(diào)出原始的基帶信號。相反,電子證件也是利用天線以電感耦合方式把信號返回讀卡機(jī)。為了解決同一發(fā)射頻率問題，通常是通過電子證件內(nèi)部電路對返回信號進(jìn)行一定的調(diào)制，達(dá)到頻譜搬移的目的，讀卡機(jī)只需檢測到搬移后的邊帶即可實現(xiàn)電子證件到讀卡機(jī)的通信，如下圖所示。
 

將反饋信號進(jìn)行頻譜搬移后的邊帶信號

    (三)RFID技術(shù)讀卡機(jī)在機(jī)讀過程中所扮演的角色

    在RFID射頻識別系統(tǒng)中，讀卡機(jī)是核心部件,也起到舉足輕重的作用。讀卡機(jī)與電子證件之間必然通過天線,實現(xiàn)讀卡機(jī)向電子證件發(fā)送命令,電子證件收到讀卡機(jī)的命令后做出必要的響應(yīng)。讀卡機(jī)主要由射頻模塊、控制模塊和安全模塊組成。

    射頻模塊主要完成射頻信號的處理工作，包括產(chǎn)生射頻能量，激活無源的電子證件并為其提供能量：將讀卡機(jī)需發(fā)往芯片的命令調(diào)制到讀卡機(jī)發(fā)射的載頻信號上，形成已調(diào)制的發(fā)射信號，經(jīng)讀卡機(jī)天線發(fā)射出去，并接收返回的應(yīng)答信號進(jìn)行必要的處理。控制處理模塊則對經(jīng)過射頻模塊解調(diào)處理的返回數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)解碼、比對等處理 包括執(zhí)行防碰撞算法、執(zhí)行加密和解密算法、完成讀卡機(jī)與電子證件的雙方身份認(rèn)證和控制射頻模塊的通信時序等等。

    三、RFID技術(shù)的電子證件的數(shù)據(jù)安全

    由于電子證件在讀卡機(jī)范圍進(jìn)行數(shù)據(jù)交換過程中．證件內(nèi)部信息容易被非法截取或篡改等，因此，必須采取嚴(yán)格的保密措施來保證電子證件內(nèi)部信息的安全，防止芯片受到破壞和攻擊。

    (一)物理安全措施

    物理攻擊通常包括制造偽證、直接分析芯片存儲器中的內(nèi)容和非法進(jìn)行芯片個人化等手段。為了電子證件的物理安全，一方面對證件制作和發(fā)行過程中所使用的一切參數(shù)必須嚴(yán)格保密，對制作和發(fā)行的整個工序加以分解，確保沒有人能夠完整地掌握電子證件的制作和發(fā)行過程。另一方面把存儲器劃分成若干個區(qū)對每個區(qū)設(shè)定各自的訪問條件，使普通數(shù)據(jù)和重要數(shù)據(jù)能有效地分離，各自接受不同程度的邏輯保護(hù)，通過發(fā)行密碼、PIN驗證等手段提高物理安全的強度。

    (二)數(shù)據(jù)加密措施

    在數(shù)據(jù)交換中的加密主要是利用密碼技術(shù)對信息進(jìn)行加密處理，使之成為偽裝信息不可解讀，達(dá)到保密的目的。應(yīng)用較多的密碼技術(shù)是對稱密碼體系，其中較典型的加密算法是3-DES算法，通過密鑰和密碼函數(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行加工、變換。

    (三)雙方認(rèn)證，邏輯關(guān)聯(lián)

    電子證件依靠讀卡機(jī)完成機(jī)讀過程，在數(shù)據(jù)交換之前,必須采用DES算法進(jìn)行加密，解密運算，確認(rèn)對方IDCODE來完成對方身份認(rèn)證，只有通過了雙方的互相認(rèn)證才能開始數(shù)據(jù)交換，實行邏輯關(guān)聯(lián)確保了電子證件的安全使用。

    (四)密鑰安全管理

    在加密系統(tǒng)中。密鑰管理具有十分重要的地位，是一項綜合性技術(shù)，它涉及到密鑰的生產(chǎn)、分配、傳遞、保管和使用，并且與密鑰的行政管理以及人員的素質(zhì)密切相關(guān) 現(xiàn)在的密鑰管理系統(tǒng)通常采用層級結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)用密鑰來保護(hù)密鑰，這種分層模式可以大大提高安全性，例如：由主密鑰、子密鑰、SAM模塊和會晤密鑰的層級結(jié)構(gòu)組成等。

    四、RFID電子證件擁有的優(yōu)點

    從外表看電子證件與普通的塑料證卡無異,RFID技術(shù)使電子證件隱蔽了用于交換數(shù)據(jù)的外部電路接口．而免受外部空氣、水份和腐蝕性液體對它的影響；同時，電子證件的數(shù)據(jù)加密突現(xiàn)了其智能的數(shù)字防偽能力,安全性相比于傳統(tǒng)的證件防偽技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢。由于芯片的微處理和邏輯運算功能，也使電子證件擁有眾多突出的優(yōu)點。

    (一)獨立存在，無法復(fù)制

    RFID技術(shù)的電子證件是真正的防偽證件，每張證件芯片皆有唯一、無法修改、又獨立存在的IDCode，結(jié)合數(shù)據(jù)加密安全模塊的認(rèn)證功能，證件內(nèi)嵌芯片的復(fù)制難度極高，基本無復(fù)制可能。

    (二)操作更方便快捷

    射頻識別系統(tǒng)具有防沖突功能，允許、支持多張電子證件同時進(jìn)入讀卡機(jī)的讀卡范圍，讀卡機(jī)自動選擇其中一張進(jìn)行交換數(shù)據(jù)，從而使得機(jī)讀證件的操作更方便、更快捷。

    (三)可反復(fù)讀寫芯片內(nèi)容

    電子證件有靈活的內(nèi)部存儲空問，可根據(jù)需要和權(quán)限設(shè)置可反復(fù)讀／寫芯片內(nèi)容，反復(fù)擦寫超過10萬次，且某些存儲空間可獨立鎖定。

    (四)使用壽命長

    電子證件內(nèi)嵌芯片與射頻天線全封閉，防塵、防水、防靜電，無機(jī)械磨損，無機(jī)械故障，使用壽命長，數(shù)據(jù)保存時間大于l0年

    五、RFID電子身份證件的應(yīng)用

    RFID技術(shù)的諸多優(yōu)點決定了其應(yīng)用領(lǐng)域具有廣泛性，從生產(chǎn)流程管理、物品管理、交通管理、人員管理、到消費服務(wù)等等的應(yīng)用，使得電子證件已成為相當(dāng)成熟的產(chǎn)品。我們可以看到，RFID技術(shù)已經(jīng)開始深入到各行各業(yè)的應(yīng)用之中，RFID技術(shù)的使用價值正在得到越來越廣泛地提升。

    (一)第二代居民身份證的應(yīng)用

     由于第二代居民身份證(簡稱二代證)采用了RFID技術(shù)，二代證內(nèi)含芯片和射頻天線，因此，二代證具有機(jī)讀信息特性、自動識別功能和極高的數(shù)據(jù)安全性。內(nèi)嵌芯片保存了證件本人包括人像相片在內(nèi)的9項信息，使用證件的單位利用二代證可以機(jī)讀信息的特性，將二代證信息讀人相關(guān)單位、企業(yè)的信息應(yīng)用系統(tǒng)，既快捷、便利，又準(zhǔn)確。二代證內(nèi)嵌芯片的破解成本極高，使證件造假變成了不可能，只要通過讀卡機(jī)自動識別芯片信息便知真假。目前，有關(guān)用證單位和工作人員對核查持證人的證件真?zhèn)尾辉倮щy，在讀卡機(jī)自動識別的基礎(chǔ)上并加以比對，便輕松、便捷地確認(rèn)持證人的身份。在現(xiàn)實生活中，人們在投宿旅店、辦理醫(yī)療保險、搭乘民航班機(jī)、出入境登記、辦理金融業(yè)務(wù)以及參加各類考試等活動時，均統(tǒng)一使用二代證。 

    2008年，廣州市一年一度的中考、高考考試中首次應(yīng)用二代證進(jìn)行身份核查，收到了明顯的效果。廣州市考試中心在學(xué)生中考、高考報名考試之際，全面實施考生身份驗證制度，嚴(yán)格執(zhí)行教育部門有關(guān)在廣州參加高考學(xué)生必須具有本省戶口、參加中考學(xué)生必須具有本市戶口的規(guī)定，考生必須通過核查二代證才能參加考試。有關(guān)部門充分利用二代證防偽性能高和可以機(jī)讀的RFID射頻識別技術(shù)，在學(xué)生報考時使用讀卡機(jī)讀取二代證信息，與考生填寫的報考資料進(jìn)行比對，逐一對考生身份進(jìn)行核查、驗證，確認(rèn)考生戶籍所在地。同時，為充分發(fā)揮二代證信息在考生管理中的作用，市考試中心建立考生數(shù)據(jù)庫提供信息共享服務(wù)，通過讀取考生的二代證數(shù)據(jù)，將考生的姓名、地址、公民身份號碼、相片等信息直接添加到考生數(shù)據(jù)庫中，大大減少了手工錄入和考生手工填寫資料的差錯。該中心通過二代證的應(yīng)用和數(shù)據(jù)比對，發(fā)現(xiàn)報名資料有問題的考生54人，其中12人戶籍在外省不符合在廣州報考，42人姓名資料填寫錯誤，強化了考生管理工作。

    2006年，廣州市國稅局實施使用二代證辦理稅務(wù)登記制度，在全市各區(qū)稅務(wù)登記處設(shè)置二代證讀卡機(jī)，聯(lián)接計算機(jī)進(jìn)行錄入、比對納稅人的證件信息，核對納稅人的二代證后，才為其辦理稅務(wù)登記手續(xù)。通過實施這一制度，有效防止納稅人利用假身份證辦理稅務(wù)登記事情的發(fā)生，有效維護(hù)了稅收征管工作的正常秩序，對于企圖利用假身份證騙購發(fā)票的少數(shù)不法分子具有震懾作用。

    在金融領(lǐng)域，使用二代證可以更快的鑒別客戶身份，可以杜絕使用偽造身份證進(jìn)行交易等問題，結(jié)合實名制的規(guī)定，銀行機(jī)構(gòu)能為客戶提供更安全、更快捷的開戶、銷戶、大額存取款、信用卡業(yè)務(wù)、信貸業(yè)務(wù)等金融服務(wù)。將來，二代證運用的前景將是非常廣闊，會不斷有新的行業(yè)利用二代證開展各類應(yīng)用，二代證也將發(fā)揮出更大的作用。

    (二)第104屆廣交會證件上的應(yīng)用

    廣交會是我國規(guī)模最大、級別最高的進(jìn)出口商品展覽會，吸引了全球外貿(mào)企業(yè)采購商、參展商和各國進(jìn)出口貿(mào)易的來賓，每一屆廣交會云集了數(shù)十萬人參加展會，號稱“亞洲第一展”。為了強化證件驗證，快速核實出入展會人員的真實身份，該屆廣交會證件首次加入了RFID技術(shù)，結(jié)合展會信息管理系統(tǒng)實現(xiàn)先進(jìn)、可靠的信息采集和人員管理，特別是可滿足大量證件信息實時在線處理工作需求,實現(xiàn)對各類人員、車輛等動態(tài)信息的全程監(jiān)測，并根據(jù)安全保衛(wèi)工作需求進(jìn)行識別、跟蹤、調(diào)度、統(tǒng)計等操作。

    廣交會證件加入RFID技術(shù)既強化了證件驗證，又強化了人性化、科學(xué)化管理的理念。一是利用機(jī)讀設(shè)備能夠瞬間識別參展人員身份和通行權(quán)限，實現(xiàn)快捷進(jìn)入場館。二是利用芯片記憶功能，按照參會來賓、采購商和工作人員的不同類別提供相應(yīng)的服務(wù)，并實現(xiàn)區(qū)域定位控制，如開放式門禁系統(tǒng)。三是準(zhǔn)確鑒別證件并起到阻嚇作用，該屆廣交會期間假證案件明顯下降。

    RFID技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用至今，已經(jīng)是成熟的且種類繁多的電子產(chǎn)品。而電子證件能夠存儲生物數(shù)據(jù)、數(shù)字照片等生物特征信息。其方便易用的特點極大地推動了社會化、信息化建設(shè)的進(jìn)程。隨著射頻識別技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和電子證件的成本降低，將會更廣泛在加強區(qū)域控制和身份鑒別等方面應(yīng)用RFID技術(shù)，進(jìn)行有效、快捷的身份識別，彰顯出其巨大的社會效益和應(yīng)用價值。