高安全RFID芯片

一、产品概述

高安全非接触式RFID芯片“RFISS_N”是一款基于ISO/IEC15693标准的无源RFID安全标签芯片产品，安全协议采用了安全机制来保护数据交换的安全，基于国密SM7加密算法高效地实现了“一次一密”的防复制机制和双向认证机制。
芯片是非接触式IC卡芯片，芯片由射频前端、数字部分、和EEPROM组成。能量和数据通过与芯片直接连接的线圈组成的天线来传输，不需要任何外接部件。

二、功能特点
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兼容ISO/IEC 15693 标准
非接触数据和能量传输工作距离：在距读卡器天线0-80cm区域内能正确进行数据交换和完成各项操作（具体的读写距离由天线的形状、大小和场强而定），工作场强范围：150mA/m~5A/m，zui大可耐受工作场强Hmax：8A/m。
工作频率：13.56MHz
数据传输速率：低数据速率：6,62 Kbits/s，高速率： 26.48 kbits/s。数据完整性：每帧有16位CRC检验
抗冲突（ISO/IEC15693防冲突协议）
理论交易时间60ms
典型售票交易流程时间：<250ms
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EEPROM存储器
EEPROM存储容量为8Kbits，用户可用的存储容量为6Kbits，控制参数块为2Kbits。
每个数据块的访问控制条件可由用户自己定义。
数据保持时间：〉10年。
擦写次数：〉10万次。
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安全性
三重相互认证体制。
用于解密接收的数据和加密返回的数据国密SM7算法。
三、芯片介绍
芯片结构框图
芯片是非接触式IC卡芯片，芯片由射频前端、数字部分、和EEPROM组成。能量和数据通过与芯片直接连接的线圈组成的天线来传输，不需要任何外接部件。其总体结构框图如图2-1所示。
 
图3-1 RFISS_N总体结构框图
射频前端包括RNG和时钟。?    
RNG：随机数产生器，用于产生随机数。
时钟：系统时钟和编码。

数字部分包括认证协议、加解密模块、控制单元、防冲突、CRC模块和EEPROM控制器。
认证协议：为保证识别读写器和标签都是合法的通信要求。
SM7：用于解密接收的数据和加密返回的数据。
控制单元：保证系统的正常工作。
防冲突：ISO15693防冲突处理单元。
CRC模块：用于辨别接收帧完整性和给返回数据加上CRC码。
EEPROM控制器： 实现对EEPROM的读写。

EEPROM存储容量为8Kbits，共64个块，每块16个字节，其中用户可用数据区大小6Kbits。

芯片存储结构

EEPROM被划分成用户区，密钥区和系统信息区。用户数据区每次访问的基本单位为块，每个块包含128Bits，每个用户数据区对应有16Bits长度的访问控制条件。密钥区有9个Key，每个Key的长度均为128Bits，其中Key0~Key7为8个应用密钥，Key8为超级密钥，应用密钥根据访问控制条件控制着对用户数据的访问，而超级密钥控制着访问控制条件和密钥区的访问。系统信息区为UID、DSFID、AFI和其他信息。其中DSFID和AFI还可以根据相应的命令进行重新配置，如图3-2所示。
 
图3-2芯片存储结构图

系统信息区
系统信息区的总大小为128Bits，为1个Page。其中8个字节为UID，1个字节的DSFID，1个字节的AFI，2个字节的存储信息MEM，1个字节的IC reference，剩余3个字节为其他。

密钥区
每个密钥块包含1个128Bits的密钥，共有9个Key。其中，Key0-Key7用于控制8KBits EEPROM的访问权限控制，Key8用于控制信息和密钥的写入。密钥块和访问控制条件永远不可读，只有在Key0认证通过后才可以写密钥块和访问控制条件，否则不可写。

用户区
用户数据区共有48个数据块，每次访问的基本单位为块，每个块包含128Bits，每个用户数据区对应有16Bits长度的访问控制条件。用户数据区的数据作用由访问控制条件来决定。主要分为两种类型，一种是数据块，这种数据类型只能执行Read和Write操作，不能执行Increment、Decrement、Restore和Transfer操作，另一种是数值块，不仅可以执行Read和Write操作，还能执行Increment、Decrement、Restore和Transfer操作。

使用流程
一个典型的交易流程包括防冲突获取UID、选卡、三重认证、读数据（Read）、写数据（Write）、加（Increment）、减（Decrement）等操作。典型交易流程及对应的时间如图3-3所示。
 
图3-3典型交易流程图