Mifare UltraLight 卡存储结构应用领域

2018-04-18 10:04:56 诺塔斯智能科技 20

    刚刚在地铁上听到有人在讨论关于地铁卡的问题,让我突然想起了一种智能卡。很有必要在这里 给大家做一个详细介绍,方便用卡量比较大的客户在智能卡应用选型时做参考。这种卡全称叫Mifare UltraLight 卡Mifare UltraLight又称为MF0,从UltraLight(超轻的)这个名字就可以看出来,它是一个低成本、小容量的卡片。低成本,是指它是目前市场中价格最低的遵守ISO14443A协议的芯片之一;小容量,是指其存储容量只有512bit(我们常见的Mifare S50卡有8192bit,之前的公交卡就是这类卡,由于安全性等原因现在逐渐被CPU卡取代)。Mifare UltraLight适合一次性、不需要回收的低成本的电子票证、景区门票等场合的解决方案

     Mifare UltraLight的512bit存储容量分成16个Page,每个Page包含4个字节,如下图所示:

Mifare UltraLight 卡存储结构

        

     Page0和Page1以及Page2的第1个字节是卡片的7字节序列号及其校验字节,其中BCC0=0x88⊕SN0⊕SN1⊕SN2,BCC1=SN3⊕SN4⊕SN5⊕SN6,SN0是制造商代码,由于Mifare UltraLight是NXP公司出品,因而SN0固定为04H。Page2的第2个字节Internal作为内部数据保留。以上共10个字节出厂时固化在存储区内,用户无法更改。


    Page3是一次性烧录(One Time Programmable,OTP)页,该页的内容在卡片出厂时全部被写为“0”,用户使用时只能把某一位的内容写为“1”,而永远也不能把“1”写为0,也就是说,新写入的4字节内容与卡内原来的内容进行异或,异或后的结果存储在卡片中。


    Page4-Page15是可读写的用户数据区,出厂时其内容初始化为0,用户可以任意读写。

Mifare UltraLight 锁止

    Page2的第3和第4个字节用于将存储区锁定为只读。如下图所示,L4-L15的某一位设置为1,则对应序号的Page内容锁定为只读,每一个Page都可以单独设置。Lotp用于锁定Page3为只读。“螳螂捕蝉,黄雀在后”,Lotp-L15可以锁定别人,这些位本身又被三个BL位锁定,BL15-10用于锁定L15-L10,BL9-4用于锁定L9-L4,BLotp用于锁定Lotp。所有的这16个锁定位也具有OTP特性,通俗的讲就是这些“锁”没有“钥匙”,一旦锁死就再也改不回来了,所以锁定时一定要小心。

    

Mifare UltraLight的读写操作和 Mifare S50是完全兼容的,这里的“兼容”是指二者可以使用同一个读卡器硬件,同一套软件。当然若软硬件完全相同就不是两种卡了,二者的区别主要体现在软件操作上,包括以下4个方面:


    一、Mifare UltraLight的卡序列号有7个字节,而Mifare S50的卡序列号只有4个字节,因此在卡片防冲突选择阶段需要两层(Cascade,93H和95H)操作;


    二、Mifare UltraLight没有密码,不需要验证;


    三、Mifare UltraLight的Page相当于Mifare S50的扇区,因此Mifare UltraLight有16个扇区,且每个扇区只有4个字节,而Mifare S50有64个扇区,每个扇区有16个字节;


    四、Mifare UltraLight没有电子钱包功能


    基于以上四点,在Mifare S50的程序中在卡请求命令成功执行后,如果判断卡类型字节为Mifare UltraLight(0044H),则在之后的操作中增加第二层防冲突选择,卡选择成功后直接对卡片的0-15块进行读写操作,每次读写只关注前4个字节,不使用电子钱包功能,这样就可以两种卡片完全兼容了。