CN103489029A - 一种射频卡 - Google Patents

Abstract

一种射频卡，包括基片及封装在该基片内的射频卡接口电路和射频卡数字电路，所述射频卡接口电路通过电源线向所述射频卡数字电路供电，该射频卡还包括在所述基片上增设的第一开关电路。用于检测是否有人体以预定方式接触射频卡，如是，接通所述电源线，否则断开所述电源线。上述方案通过在射频卡上加入一个感应装置，只有在特殊手持状态下射频卡才能工作，因而极大地提高了射频卡的安全性。

Description

一种射频卡

技术领域

本发明涉及一种智能集成电路（IC）卡，更具体地，涉及一种射频卡。

背景技术

射频识别即RFID（Radio Frequency IDentification）技术，又称电子标签、无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。常用的有低频（125k～134.2K）、高频（13.56Mhz）、超高频，无源等技术。RFID读写器也分移动式的和固定式的，目前RFID技术应用很广，如：图书馆，门禁系统，食品安全溯源等。

射频卡（RF卡）也称非接触型IC卡，是最近几年发展起来的一项新技术，它成功地将射频识别技术和IC卡技术结合起来，将具有微处理器及大容量存储器的集成电路芯片和天线封装于塑料基片之中，以无线方式传送数据。外形与普通的信用卡基本相同，信息是靠卡中的集成电路进行存储和处理，RF卡在读写时处于非接触操作状态，避免了由于接触不良所造成的读写错误等误操作，同时避免了灰尘、油污等外部恶劣环境对读写卡的影响。

如图1所述，现有的射频卡包括：射频卡接口电路10，是射频卡的能量和信号接口，用于为射频卡数字电路提供系统工作所需的电源和时钟等辅助信号，完成数据的接收和发送功能。以及射频卡数字电路20，包括控制逻辑如微处理器和必要的存储器，用于完成基带信号处理。射频卡接口电路10和射频卡数字电路20之间存在电源线、时钟线和数据线等。

由于射频卡没有了裸露的电气接触节点，射频卡和接触式IC卡产品相比，在安全性方面有一定的提升，但是它没有改变智能卡使用认证算法和密钥等安全手段的模式。而上个世纪90年代中期，大部分的IC卡处理器都被成功实施了反向工程，因此射频卡并没有从本质上解决安全问题。由于射频识别技术已逐渐使用在某些十分重要的领域，例如：电子钱包、电子票证，我国的第二代居民身份证等，因此其安全性尤为重要。在射频卡设计时必须把射频卡的安全问题放在第一位，防止卡内信息被盗用或失效。

根据是否破坏射频卡芯片的物体封装可以将射频卡的攻击技术分为两大类：破坏性攻击和非破坏性攻击。非破坏性攻击主要针对具有微处理器的产品，其手段主要包括软件攻击、窃听技术和故障产生技术。软件攻击使用微处理器的通用通讯接口，寻求安全协议、加密算法以及他们物理实现的弱点；窃听技术采用高时域精度的方法，分析电源接口在微处理器正常工作过程中产生的各种电磁辐射的模拟特征；故障产生技术通过产生异常的应用环境条件，使处理器产生故障，从而获得额外的访问途径。

为了提高射频卡的安全性，业界一直致力于寻找更加优良的安全协议、加密算法，以及采用更加合理、防护性能更好的结构设计，但如何有效地提高射频卡的安全仍是当前急需解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种更为安全的射频卡。

为了解决上述问题，本发明提供了一种射频卡，包括基片及封装在该基片内的射频卡接口电路和射频卡数字电路，所述射频卡接口电路通过电源线向所述射频卡数字电路供电，其特征在于，还包括：

在所述基片上增设的第一开关电路。用于检测是否有人体以预定方式接触射频卡，如是，接通所述电源线，否则断开所述电源线。

较佳地，

所述第一开关电路是人体接触感应开关电路。

较佳地，

所述人体接触感应开关电路包括一个或多个感应触点、一控制电路和一开关单元，其中：

所述感应触点装设在所述基片上，每一感应触点在有人体接触时产生一感应信号；

控制电路，用于在侦测到预定的一个或多个感应触点产生的感应信号时，控制所述开关单元闭合，否则控制所述开关单元打开；

开关单元，安装在所述电源线上，闭合时使所述电源线导通，打开时使所述电源线断开。

较佳地，

所述感应触点有多个；

所述控制电路包括：

多个侦测电路，每一侦测电路对应一感应触点，用于在侦测到该感应触点产生的感应信号时，产生一接触指示信号；

判定电路，用于接收所述多个侦测电路产生的接触指示信号，判断接收到的所述接触指示信号是否符合预定组合规则，如符合，控制所述开关单元闭合，如不符合，否则控制所述开关单元打开。

较佳地，

所述感应触点分为一组或多组，每一组包括多个感应触点；

所述预定组合规则是指接收到的接触指示信号中至少有两个是同一组感应触点对应的侦测电路传送的。

较佳地，

所述感应触点分为一组或多组，每一组包括两个感应触点，该两个感应触点装设在所述射频卡的不同半区上。

较佳地，

所述感应触点分为一组，每组包括两个感应触点，该两个感应触点分别装设在所述射频卡相对的两个侧边上；或者

所述感应触点分为两组，每组包括两个感应触点，其中一组的两个感应触点装设在所述射频卡相对的两个长边上，另一组的两个感应触点装设在所述射频卡相对的两个短边上。

较佳地，

所述装设在所述射频卡侧边的感应触点为条形感应触点。

较佳地，

所述控制电路和开关单元与所述射频卡接口电路和射频卡数字电路一起集成的同一集成电路上。

较佳地，

所述人体接触感应开关电路是电容式触摸感应开关电路。

上述方案通过在射频卡上加入一个感应装置，只有在特殊手持状态下射频卡才能工作，因而极大地提高了射频卡的安全性。

附图说明

图1是现有技术的射频卡的电路图；

图2是本发明实施例一的射频卡的电路图；

图3是本发明实施例二的射频卡的电路图；

图4是本发明实施例三的射频卡的电路图；

图5是本发明实施例四的射频卡的结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

实施例一

射频卡本身是无源体。当读写器对卡进行读写操作时，读写器发出的信号由两部分叠加组成：一部分是电源信号，该信号由卡接收后，与其本身的L/C产生谐振，产生一个瞬间能量来供给芯片工作。另一部分则是结合数据信号，指挥芯片完成数据操作，并把结果返回给读写器。其工作模式是被动响应模式。当有读卡器发送信号时，射频卡会自动进入响应模式和读卡器开始通讯，通过伪装读卡器就可以在持卡人不知情的情况下和射频卡通讯。当你在公共汽车、火车或者排队的时候，你的身份和财务信息很容易被在你身后或者旁边的人窃取，即使你是在街上行走，数据也有失窃的可能，你甚至不知道发生了什么。

在一般情况下，射频卡的持卡人只是在少数场合下才会使用射频卡，如付款时、通过门禁开门时等等，而且在不使用时，持卡人通常将射频卡放置于钱包、口袋等容器中，在使用时，才会将射频卡握持在手中。如果能够在不使用时，使读卡器无法激活射频卡，只有在使用时才能由持卡人激活，就可避免伪装读卡器在持卡人不知情的情况下盗取卡内信息。为此，可以选择多种防护或者选择不锈钢钱包来保护的射频卡，防止泄露数据。但是这样的设计会带来使用上的不便。

本发明在射频卡的基片上增设第一开关电路。用于检测是否有人体以预定方式接触射频卡，如是，接通所述电源线，否则断开所述电源线。这样，射频卡总是关闭的，除非你以预定方式使用它时才会打开。该第一开关电路可以选用微型的按键开关，当人手以满足操作力的条件向开关操作方向施压时开关闭合接通，当撤销压力时开关即断开，其内部结构靠金属弹片受力变化来实现通断的。但是，按键开关虽然结构简单，但要在薄薄的射频卡中装设仍有一定困难，也容易受到其他物品的挤压而发生误动作。

如图2所示，本实施例选用人体接触感应开关电路30代替机械式的按键开关作为第一开关电路，装设在射频卡接口电路10到射频卡数字电路20的电源线（VDD）上，该人体接触感应开关电路30在常态下，会断开射频卡接口电路10到射频卡数字电路20的电源，只有感应到人体以预定方式接触射频卡如触碰到相应的触点时，才接通射频卡接口电路10到射频卡数字电路20的电源。

人体接触感应开关电路目前在各类面板、灯具等产品上也已广泛应用，根据使用的触点不同，常用的有电阻式触摸感应开关电路和电容式触摸感应开关电路。其中电阻式触摸感应开关电路使用金属电极作为触点，利用人体接触金属电极时产生的电特性如电流、静电容量、电容等的变化实现检测，电特性变化产生的相应的感应信号（如电压信号、特定频率的振荡信号等）会被侦测电路所侦测，进而产生开关信号。而电容式触摸感应开关电路的触点以电容器为基础，当人体如手指触摸电容器位置时可改变电容，相应的感应信号会被相应的侦测电路所侦测，进而产生开关信号。电容式触摸感应开关电路可以穿透绝缘材料外壳20mm（玻璃、塑料等等）以上，准确无误地侦测到手指的有效触摸。保证产品的灵敏度、稳定性、可靠性等不会因环境条件的改变或长期使用而发生变化，并具有防水和强抗干扰能力。因此，较佳地，本实施例的人体接触感应开关电路采用电容式触摸感应开关电路。

本实施例的射频卡在不使用时处于关闭状态，当需要用读卡器扫描射频卡的时候，持卡人用手指按住相应的触点就可以将卡片激活。可以有效地防止信息被盗用，同时使用非常方便，不需要额外地防护措施。

实施例二

本实施例的射频卡电路如图3所示，在实施例一的基础上，绘出了人体接触感应开关电路30的具体结构，包括：

一感应触点301，装设在所述基片上，用于在有人体接触时产生一感应信号。对于感应触点的形状和大小，本实施例不加以限制，可以是条形、正方形、圆形等各种形状，也可以是满足设计和安装要求的任何大小。

一控制电路302，用于在侦测到预定的感应信号时，控制所述开关单元闭合，否则控制所述开关单元打开。

一开关单元303，安装在所述电源线上，闭合时使所述电源线导通，打开时使所述电源线断开。

本实施例是采用单感应触点的人体接触感应开关电路的一个实施例，该感应触点301较佳采用内嵌于基片的电容器来实现，也可以采用金属电极。控制电路302可以使用现有触摸感应开关电路中的侦测电路来实现，这里不再赘述。

对于感应触点的位置，可以在射频卡上用相应的图案和/或文字加以提示，使持卡人很容易找到应触摸的感应触点。

使用本实施例的射频卡，当人体如手指、手掌等部件接触到射频卡上的感应触点时，射频卡接口电路到射频卡数字电路的电源线被接通，射频卡可以开始工作，从而可以有效地防止信息被盗用，同时使用非常方便。

实施例三

本实施例的射频卡电路如图4所示，和实施例二相比，采用了多感应触点的人体接触感应开关电路，图中绘出了人体接触感应开关电路30的具体结构，包括：

多个感应触点301，装设在所述基片上，每一感应触点用于在有人体接触时产生一感应信号。

一控制电路302，用于在侦测到预定的感应信号时，控制所述开关单元闭合，否则控制所述开关单元打开。

一开关单元303，安装在所述电源线上，闭合时使所述电源线导通，打开时使所述电源线断开。

其中，所述控制电路302包括：

多个侦测电路3021，每一侦测电路对应一感应触点，用于在侦测到该感应触点产生的感应信号时，产生一接触指示信号；

判定电路3022，用于接收所述多个侦测电路产生的接触指示信号，判断接收到的所述接触指示信号是否符合预定组合规则，如符合，控制所述开关单元闭合，如不符合，否则控制所述开关单元打开。

本实施例中，将所述感应触点301分为一组或多组，每一组包括多个感应触点。所述预定组合规则是指接收到的接触指示信号中至少有两个是同一组感应触点对应的侦测电路传送的。图4中示出了4个感应触点和对应的4个侦测电路的示例，但不局限于此，也可以是2个、3个、5个、6个、或更多。可以将该4个感应触点分为1组或多组，这样在人体同时接触到同一组中的2个感应触点时，人体接触感应开关电路30才会导通射频卡接口电路10到射频卡数字电路20的电源线，射频卡才会工作。

在采用单触点的人体接触感应开关电路的情况下，由于人体接触感应开关电路故障、老化等可能会误动作，在没有人体接触的情况下就接通电源线，导致射频卡失去应有的保护。本实施例采用多感应触点的人体接触感应开关电路，并且在多个感应触点侦测到感应信号时才接通电源线，可以提高该人体接触感应开关电路工作的可靠性。

实施例四

本实施例的射频卡电路和实施例三相同，可参见图4所示。本实施例给出了射频卡的一种示例性的结构，请参见图5所示，该射频卡包括基片1和嵌装在基片1内的IC芯片2，上述人体接触感应开关电路中的控制电路、开关单元及射频卡接口电路和射频卡数字电路均集成到IC芯片中。而人体接触感应开关电路中的感应触点301装设在基片1的其他部位，各感应触点301通过各自的线路连接到IC芯片中对应的侦测电路。

特别地，本实施例的感应触点301可以分为一组或多组，每一组包括两个感应触点，该两个感应触点装设在射频卡的不同半区上。

作为一个示例，当感应触点分为一组时，每组包括两个感应触点，该两个感应触点分别装设在所述射频卡相对的两个侧边上。这时当人体同时接触该两个侧边上的感应触点时才会激活射频卡。

作为图5中所示的另一示例，感应触点分为两组，每组包括两个感应触点，其中一组的两个感应触点装设在所述射频卡相对的两个长边上，另一组的两个感应触点装设在所述射频卡相对的两个短边上。这时当人体同时接触到两个长边或两个短边上的感应触点时才会激活射频卡。

较佳地，上述装设在所述射频卡侧边的感应触点为条形感应触点。

本实施例将同组中的2个感应触点分布在射频卡的不同半区，是考虑到持卡人在使用射频卡时，如在超市等待刷卡时，会将射频卡先拿出并握持在手中并等待，很常见的一种握持方式是握住射频卡的表面和底面，通常的接触部件是卡的某一个半区（以基片的长边或短边的中心线将基片划分为两个半区）。如果导通电源所需接触的感应触点在一个半区中，在持卡等待的过程中就很可能会激活射频卡，给伪装读卡器以盗取信息的机会。而如果将导通电源所需接触的感应触点分布到基片上的不同半区，就可以减少这种可能。上述示例将同组的2个感应触点设置到基片的两个侧边，是考虑到人通常是单手握持射频卡，将感应触点设置到基片相对的两个侧边，可以方便人单手接触到两个侧边的多个触点而激活射频卡。

以上感应触点的特定的设置方式在结构上为减少信息被盗提供了可能，将激活射频卡所需的特定持卡方式可以告知持卡人，并提醒持卡人只在正式刷卡时才使有这种持卡方式，可以大大地减少等待刷卡时被盗取信息的危险。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种射频卡，包括基片及封装在该基片内的射频卡接口电路和射频卡数字电路，所述射频卡接口电路通过电源线向所述射频卡数字电路供电，其特征在于，还包括：

在所述基片上增设的第一开关电路，用于检测是否有人体以预定方式接触射频卡，如是，接通所述电源线，否则断开所述电源线。

2.如权利要求1所述的射频卡，其特征在于：

所述第一开关电路是人体接触感应开关电路。

3.如权利要求2所述的射频卡，其特征在于：

所述人体接触感应开关电路包括一个或多个感应触点、一控制电路和一开关单元，其中：

所述感应触点装设在所述基片上，每一感应触点在有人体接触时产生一感应信号；

控制电路，用于在侦测到预定的一个或多个感应触点产生的感应信号时，控制所述开关单元闭合，否则控制所述开关单元打开；

开关单元，安装在所述电源线上，闭合时使所述电源线导通，打开时使所述电源线断开。

4.如权利要求3所述的射频卡，其特征在于：

所述感应触点有多个；

所述控制电路包括：

多个侦测电路，每一侦测电路对应一感应触点，用于在侦测到该感应触点产生的感应信号时，产生一接触指示信号；

判定电路，用于接收所述多个侦测电路产生的接触指示信号，判断接收到的所述接触指示信号是否符合预定组合规则，如符合，控制所述开关单元闭合，如不符合，否则控制所述开关单元打开。

5.如权利要求4所述的射频卡，其特征在于：

所述感应触点分为一组或多组，每一组包括多个感应触点；

所述预定组合规则是指接收到的接触指示信号中至少有两个是同一组感应触点对应的侦测电路传送的。

6.如权利要求5所述的射频卡，其特征在于：

所述感应触点分为一组或多组，每一组包括两个感应触点，该两个感应触点装设在所述射频卡的不同半区上。

7.如权利要求5所述的射频卡，其特征在于：

所述感应触点分为一组，每组包括两个感应触点，该两个感应触点分别装设在所述射频卡相对的两个侧边上；或者

所述感应触点分为两组，每组包括两个感应触点，其中一组的两个感应触点装设在所述射频卡相对的两个长边上，另一组的两个感应触点装设在所述射频卡相对的两个短边上。

8.如权利要求7所述的射频卡，其特征在于：

所述装设在所述射频卡侧边的感应触点为条形感应触点。

9.如权利要求3至8中任一权利要求所述的射频卡，其特征在于：

所述控制电路和开关单元与所述射频卡接口电路和射频卡数字电路一起集成的同一集成电路上。

10.如权利要求3至8中任一权利要求所述的射频卡，其特征在于：

所述人体接触感应开关电路是电容式触摸感应开关电路。

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