CN103324976B - 一种双向激励的抗接力攻击的非接触式ic卡 - Google Patents

Abstract

一种双向激励的抗接力攻击的非接触式IC卡包括塑料封套、金属中间层、第一定向天线、第一LC谐振电路、第一IC芯片、第二定向天线、第二LC谐振电路、第二IC芯片；金属中间层装在塑料封套内；第一定向天线、第一LC谐振电路、第一IC芯片依次电性连接且安装在塑料封套中且都位于金属中间层的一侧；第二定向天线、第二LC谐振电路、第二IC芯片依次电性连接且安装在塑料封套中且都位于金属中间层的另一侧；第一定向天线和第二定向天线的定向增益方向相反，第一IC芯片和第二IC芯片各自独立响应；数据预存在第一IC芯片和第二IC芯片中。本发明双向激励的抗接力攻击的非接触式IC卡有效防止接力攻击、有效保护IC卡合法持有人的利益。

Description

一种双向激励的抗接力攻击的非接触式IC卡

技术领域

本发明涉及一种IC卡(IntegratedCircuitCard，集成电路卡)，尤其涉及一种可有效抵抗接力攻击的非接触式IC卡。

背景技术

非接触式IC卡(IntegratedCircuitCard，集成电路卡)，又称射频卡、感应卡，其由IC(integratedcircuit，集成电路)芯片、感应天线组成，封装在一个标准的塑料卡片内，芯片及天线无任何外露部分。IC卡片在一定距离范围靠近读写器表面，通过无线电波的传递来完成数据的读写操作。

现有的非接触式IC卡，每张卡配备一个天线、一个LC谐振电路和一个IC芯片。当非接触式IC卡的天线接收到读写激励时，该IC卡将激励的一部分与其本身的LC谐振电路产生谐振，产生一个瞬间能量来供给IC芯片工作，另一部分结合产生的能量，使IC芯片完成数据的修改、存储等，并通过天线返回数据。

现有的非接触式IC卡，对IC卡发射一次激励就能够产生完整的响应。

现有的非接触式IC卡数据存储在IC卡内唯一的IC芯片中，一个操作周期读写一次信息。

现有的非接触式IC卡，对IC卡的正面或背面发射激励都能产生响应，无方向性。

现有的非接触式IC卡的通讯协议公开的，任何人可以制作非接触式IC卡读卡器。

由于现有的IC卡读卡器操作IC卡具有上述缺点，因此非法攻击者会利用接力攻击的方式获得非法利益，给合法持卡人造成损失。

接力攻击是指：非法攻击者完全不需要了解IC卡内部加密的技术规范就可以实施攻击，攻击者A拿着市场上通用的IC卡刷卡器靠近合法持卡人，这时会产生一次正常的刷卡行为，数据读取到刷卡器,然后攻击者A把刷卡器读到的数据通过手机的3G网络、或者其它无线通讯方式发送到攻击者B，那么攻击者B在异地就获得了合法持卡人的卡内数据，攻击者B就相当于手上拿着合法持卡人的IC卡一样，可以进行消费或者通过门禁等。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于：克服现有的非接触式IC卡只需要接收正面或背面的一次激励、容易遭受接力攻击给IC卡合法持有人带来损失的缺陷，提供一种需要在正面和背面两次激励之后才能获得完整的数据、有效防止接力攻击、有效保护IC卡合法持有人利益的双向激励的抗接力攻击的非接触式IC卡。

为了解决上述技术问题，本发明提出以下技术方案：一种双向激励的抗接力攻击的非接触式IC卡，其包括一塑料封套、一金属中间层、一第一定向天线、一第一LC谐振电路、一第一IC芯片、一第二定向天线、一第二LC谐振电路、一第二IC芯片；

该金属中间层装在该塑料封套内；

该第一定向天线、该第一LC谐振电路、该第一IC芯片依次电性连接，该第一定向天线、第一LC谐振电路、第一IC芯片安装在该塑料封套中且都位于该金属中间层的一侧；

该第二定向天线、该第二LC谐振电路、该第二IC芯片依次电性连接，该第二定向天线、第二LC谐振电路、第二IC芯片安装在该塑料封套中且都位于该金属中间层的另一侧；

该第一定向天线和第二定向天线的定向增益方向相反，该第一IC芯片和第二IC芯片各自独立响应；

该双向激励的抗接力攻击的非接触式IC卡将数据预存在该第一IC芯片和第二IC芯片中，需要对该第一IC芯片和第二IC芯片各激励一次方可得到完整的数据。

上述技术方案的进一步限定在于，该第一定向天线和该第二定向天线都是沿矩形形状环绕地设置，该第一定向天线和该第二定向天线的中心点重合，该第二定向天线的长度和宽度比照该第一定向天线的长度和宽度同等比例地缩短，因此该第一定向天线和该第二定向天线呈环形设置。

上述技术方案的进一步限定在于，该第一定向天线和该第二定向天线都是沿矩形形状环绕地设置，该第一定向天线和该第二定向天线长度和宽度都相同，该第一定向天线和该第二定向天线不重叠。

上述技术方案的进一步限定在于，该第一定向天线的定向增益方向垂直于该双向激励的抗接力攻击的非接触式IC卡，且只接收来自于IC卡正面的激励信号；该第二定向天线的定向增益方向垂直于该双向激励的抗接力攻击的非接触式IC卡，且只接收来自于IC卡背面的激励信号。

上述技术方案的进一步限定在于，该塑料封套呈长方体；该金属中间层呈长方体，由金属材料制成。

上述技术方案的进一步限定在于，该塑料封套的四周全部封装起来。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明双向激励的抗接力攻击的非接触式IC卡，需要在正面和背面两次激励之后才能获得完整的数据，增大了非法攻击者进行接力攻击的难度，因此能够有效地抵抗接力攻击，保护了IC卡合法持有人，避免受到损失。

附图说明

图1是本发明双向激励的抗接力攻击的非接触式IC卡第一实施例的立体分解图。

图2是本发明双向激励的抗接力攻击的非接触式IC卡第一实施例的侧视图。

图3是本发明双向激励的抗接力攻击的非接触式IC卡第一实施例在接收到来自IC卡正面的激励信号时的使用示意图。

图4是本发明双向激励的抗接力攻击的非接触式IC卡第一实施例在接收到来自IC卡背面的激励信号时的使用示意图。

图5是本发明双向激励的抗接力攻击的非接触式IC卡第二实施例的立体分解图。

图6是本发明双向激励的抗接力攻击的非接触式IC卡第二实施例的侧视图。

图7是本发明双向激励的抗接力攻击的非接触式IC卡第二实施例在接收到来自IC卡正面的激励信号时的使用示意图。

图8是本发明双向激励的抗接力攻击的非接触式IC卡第二实施例在接收到来自IC卡背面的激励信号时的使用示意图。

具体实施方式

如图1至图4所示，为本发明一种双向激励的抗接力攻击的非接触式IC卡的第一实施例，其包括一塑料封套11、一金属中间层12、一第一定向天线13、一第一LC谐振电路14、一第一IC芯片15、一第二定向天线16、一第二LC谐振电路17、一第二IC芯片18。

该塑料封套11整体呈长方体。

该金属中间层12呈长方体，由金属材料制成。

该金属中间层12装在该塑料封套11内。

该第一定向天线13、该第一LC谐振电路14、该第一IC芯片15依次电性连接。

该第一定向天线13、第一LC谐振电路14、第一IC芯片15安装在该塑料封套11中且都位于该金属中间层12的一侧。

该第二定向天线16、该第二LC谐振电路17、该第二IC芯片18依次电性连接。

该第二定向天线16、第二LC谐振电路17、第二IC芯片18安装在该塑料封套11中且都位于该金属中间层12的另一侧。

该第一定向天线13和该第二定向天线16都是沿矩形形状环绕地设置。该第一定向天线13和该第二定向天线16的中心点重合，该第二定向天线16的长度和宽度比照该第一定向天线13的长度和宽度同等比例地缩短，因此该第一定向天线13和该第二定向天线16呈环形设置。

将该金属中间层12、第一定向天线13、第一LC谐振电路14、第一IC芯片15、第二定向天线16、第二LC谐振电路17、第二IC芯片18全部装入该塑料封套11之后，将该塑料封套11的四周全部封装起来，防止内部的组件掉落出来，内部组件不外露。

该第一定向天线13和第二定向天线16均呈现出定向天线的特性，对特定方向激励信号的接收和响应增益远大于其它方向，尤其是大于与特定方向夹角为180°的方向。

该金属中间层12位于该第一定向天线13、第一LC谐振电路14、第一IC芯片15以及该第二定向天线16、该第二LC谐振电路17、该第二IC芯片18的中间将它们间隔开，第一个作用是：将来自金属中间层12正面的激励隔离使之不能到达背面或者将来自金属中间层12背面的激励隔离使之不能到达正面，另一个作用是：利用反射原理把来自金属中间层12某一面的激励集中到该面。

由于上述金属中间层12对激励的隔离作用，该第一定向天线13和第二定向天线16的定向增益方向相反，具体来说，该第一定向天线13的定向增益方向垂直于本发明IC卡，且只接收来自于IC卡正面（从方向上的讲，IC卡正面与金属中间层12正面处在同一侧）激励信号，当接到正面的激励信号后，该第一LC谐振电路14产生电流和能量，提供给该第一IC芯片15使用。该第二定向天线16的定向增益方向垂直于本发明IC卡，且只接收来自于IC卡背面（从方向上的讲，IC卡背面与金属中间层12背面处在同一侧）的激励信号，当接到背面的激励信号后，该第二LC谐振电路17产生电流和能量，提供给该第二IC芯片18使用。

由于上述金属中间层12对激励的隔离作用，该第一IC芯片15和第二IC芯片18各自独立响应并且不能同时工作。当第一定向天线13响应激励的时候，只有该第一LC谐振电路14和第一IC芯片15工作，第二LC谐振电路17和第二IC芯片18不工作。当第二定向天线16响应激励的时候，只有该第二LC谐振电路17和第二IC芯片18工作，该第一LC谐振电路14和第一IC芯片15不工作。

本发明双向激励的抗接力攻击的非接触式IC卡将数据预存在该第一IC芯片15和第二IC芯片18中。

本发明双向激励的抗接力攻击的非接触式IC卡需要对该第一IC芯片15和第二IC芯片18各激励一次，也就说总共要激励两次，方可得到完整的数据。

如图3和图4所示，使用本发明双向激励的抗接力攻击的非接触式IC卡的时候，首先用一个外部的读写设备100对着该IC卡的正面发送激励（称为正向激励），只会对IC卡内的第一IC芯片15进行读写操作，然后用一个外部的读写设备100对着该IC卡的背面发送激励（称为反向激励），只会对IC卡内的第二IC芯片18进行读写操作，两次操作后得到的数据按照特定的方式组合后，才是完整有效信息。

本发明具有如下效果：本发明双向激励的抗接力攻击的非接触式IC卡，需要在正面和背面各激励一次总共两次激励之后才能获得完整的数据，增大了非法攻击者进行接力攻击的难度，因此能够有效地抵抗接力攻击，保护了IC卡合法持有人，避免受到损失。

如图5至图8所示，为本发明一种双向激励的抗接力攻击的非接触式IC卡的第二实施例，其包括一塑料封套21、一金属中间层22、一第一定向天线23、一第一LC谐振电路24、一第一IC芯片25、一第二定向天线26、一第二LC谐振电路27、一第二IC芯片28。

该塑料封套21整体呈长方体。

该金属中间层22呈长方体，由金属材料制成。

该金属中间层22装在该塑料封套21内。

该第一定向天线23、该第一LC谐振电路24、该第一IC芯片25依次电性连接。

该第一定向天线23、第一LC谐振电路24、第一IC芯片25安装在该塑料封套21中且都位于该金属中间层22的一侧。

该第二定向天线26、该第二LC谐振电路27、该第二IC芯片28依次电性连接。

该第二定向天线26、第二LC谐振电路27、第二IC芯片28安装在该塑料封套21中且都位于该金属中间层22的另一侧。

该第一定向天线23和该第二定向天线26都是沿矩形形状环绕地设置。该第一定向天线23和该第二定向天线26长度和宽度都相同。该第一定向天线23和该第二定向天线26并排设置且不重叠。

将该金属中间层22、第一定向天线23、第一LC谐振电路24、第一IC芯片25、第二定向天线26、第二LC谐振电路27、第二IC芯片28全部装入该塑料封套21之后，将该塑料封套21的四周全部封装起来，防止内部的组件掉落出来，内部组件不外露。

该第一定向天线23和第二定向天线26均呈现出定向天线的特性，对特定方向激励信号的接收和响应增益远大于其它方向，尤其是大于与特定方向夹角为180°的方向。

该金属中间层22位于该第一定向天线23、第一LC谐振电路24、第一IC芯片25以及该第二定向天线26、该第二LC谐振电路27、该第二IC芯片28的中间将它们间隔开，第一个作用是：将来自金属中间层22正面的激励隔离使之不能到达背面或者将来自金属中间层22背面的激励隔离使之不能到达正面，另一个作用是：利用反射原理把来自金属中间层22某一面的激励集中到该面。

由于上述金属中间层22对激励的隔离作用，该第一IC芯片25和第二IC芯片28各自独立响应并且不能同时工作。当第一定向天线23响应激励的时候，只有该第一LC谐振电路24和第一IC芯片25工作，该第二LC谐振电路27和第二IC芯片28不工作。当第二定向天线26响应激励的时候，只有该第二LC谐振电路27和第二IC芯片28工作，该第一LC谐振电路24和第一IC芯片25不工作。

由于上述金属中间层22对激励的隔离作用，该第一定向天线23和第二定向天线26的定向增益方向相反，具体来说，该第一定向天线23的定向增益方向垂直于本发明IC卡，只能接收来自于IC卡正面的激励信号，当接到正面的激励信号后，该第一LC谐振电路24产生电流和能量，提供给该第一IC芯片25使用。该第二定向天线26的定向增益方向垂直于本发明IC卡，只能接收来自于IC卡背面的激励信号，当接到背面的激励信号后，该第二LC谐振电路27产生电流和能量，提供给该第二IC芯片28使用。

本发明双向激励的抗接力攻击的非接触式IC卡将数据预存在该第一IC芯片25和第二IC芯片28中。

本发明双向激励的抗接力攻击的非接触式IC卡需要对该第一IC芯片25和第二IC芯片28各激励一次，也就是说总共激励两次，方可得到完整的数据。

如图7和图8所示，使用本发明双向激励的抗接力攻击的非接触式IC卡的时候，首先用一个外部的读写设备200对着该IC卡的正面发送激励（称为正向激励），对IC卡内的第一IC芯片25进行读写操作，然后用读写设备200对着该IC卡的背面发送激励（称为反向激励），对IC卡内的第二IC芯片28进行读写操作，两次操作后得到的数据按照特定的方式组合后，才是完整有效信息。

本发明第二实施例可以获得与第一实施例相同的技术效果。

Claims (6)

1.一种双向激励的抗接力攻击的非接触式IC卡，其特征在于，其包括一塑料封套、一金属中间层、一第一定向天线、一第一LC谐振电路、一第一IC芯片、一第二定向天线、一第二LC谐振电路、一第二IC芯片；

该金属中间层装在该塑料封套内；

该第一定向天线、该第一LC谐振电路、该第一IC芯片依次电性连接，该第一定向天线、第一LC谐振电路、第一IC芯片安装在该塑料封套中且都位于该金属中间层的一侧；

该第二定向天线、该第二LC谐振电路、该第二IC芯片依次电性连接，该第二定向天线、第二LC谐振电路、第二IC芯片安装在该塑料封套中且都位于该金属中间层的另一侧；

该第一定向天线和第二定向天线的定向增益方向相反，该第一IC芯片和第二IC芯片各自独立响应；

该双向激励的抗接力攻击的非接触式IC卡将数据预存在该第一IC芯片和第二IC芯片中，需要对该第一IC芯片和第二IC芯片各激励一次方可得到完整的数据，该金属中间层隔离上述激励。

2.根据权利要求1所述的一种双向激励的抗接力攻击的非接触式IC卡，其特征在于，该第一定向天线和该第二定向天线都是沿矩形形状环绕地设置，该第一定向天线和该第二定向天线的中心点重合，该第二定向天线的长度和宽度比照该第一定向天线的长度和宽度同等比例地缩短，因此该第一定向天线和该第二定向天线呈环形设置。

3.根据权利要求1所述的一种双向激励的抗接力攻击的非接触式IC卡，其特征在于，该第一定向天线和该第二定向天线都是沿矩形形状环绕地设置，该第一定向天线和该第二定向天线长度和宽度都相同，该第一定向天线和该第二定向天线并排设置且不重叠。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种双向激励的抗接力攻击的非接触式IC卡，其特征在于，该第一定向天线的定向增益方向垂直于该双向激励的抗接力攻击的非接触式IC卡，且只接收来自于IC卡正面的激励信号；该第二定向天线的定向增益方向垂直于该双向激励的抗接力攻击的非接触式IC卡，且只接收来自于IC卡背面的激励信号。

5.根据权利要求1所述的一种双向激励的抗接力攻击的非接触式IC卡，其特征在于，该塑料封套呈长方体；该金属中间层呈长方体，由金属材料制成。

6.根据权利要求1或5所述的一种双向激励的抗接力攻击的非接触式IC卡，其特征在于，该塑料封套的四周全部封装起来。