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IC原理、结构的学习,并改造一个IC卡

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发表于 2023-9-22 17:06:16 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 jf201006 于 2023-9-22 17:10 编辑

本帖分为三部分:
一是IC卡的原理
二是IC卡的结构
三是改造一个IC卡

一、S50M1)卡介绍
1、S50(M1)卡基础知识
1.每张卡有唯一的序列号,32位(bit)。
2.卡的容量是8Kbit的EEPROM。
3.分为16个扇区,每个扇区分为4块,每块16个字节,以块为存取单位。
4.每个扇区都有独立的两组密码和访问控制权限。
2、内部信息
扇区0的块0用来固化厂商代码。
每个扇区的块3作为控制块,存放:密码A(6字节)、存取控制(4字节)、密码B(6字节)。
每个扇区的块0、1、2作为数据块,其作用如下:
1.作为一般的数据存储,可以对其中的数据进行读写操作;
2.用作数据值,可以进行初始化值、加值、减值、读值操作。
3、存取控制
每个扇区的密码和存取控制都是独立的,存取控制是4个字节,即32位(在块3中)。每个块都有存取条件,存取条件是由密码和存取控制共同决定的。每个块都有相应的三个控制位,这三个控制位存在于存取控制字节中,相应的控制位决定了该块的访问权限,控制位如图:
就是说,每个扇区的所有块的存取条件控制位,都放在了该扇区的块3中,如图:
4、数据块的存取控制
对数据块,与就是块0、1、2的存取控制是由对应块的控制位来决定的:
表中A/B表示密码A或密码B,N表示任何条件下都不能实现。
如:当块0的存取控制位C10C20C30=100时:
验证密码A或密码B正确后可读取;验证密码B正确后可写,不能进行增值、减值操作。
从表中得知:对数据块的存取控制,由于存取控制由三个控制位所决定,所以相应的访问条件就产生了8种。 要想对数据块进行操作,首先要看该数据块的控制位是否允许对数据块的操作,如果允许操作,再看需要验证什么密码,只有验证密码正确后才可以对该数据块执行相应操作。 一般密码A的初始(默认)值都是0xFF078069。

对应的控制位:
5、控制块的存取控
块3(控制块)的存取操作与数据块不同,如图:
如:当块3 的存取控制位C13C23C23=001时:
密码A:不可读取,验证密码A或密码B正确后,可写;
存取控制:验证密码A或密码B正确后,可读取,可写;
密码B:验证密码A或密码B正确后,可读取,可写。
其默认的数制控制和控制块的控制如下:
6、工作原理
电气部分: 卡片的电气部分由一个天线和一个芯片组成。
天线:就是几组绕线的线圈,体积小。
芯片:已经封装在芯片内 ASIC(专用集成电路,是指应特定用户要求和特定电子系统的需要而设计、制造的集成电路)。 目前用CPLD(复杂可编程逻辑器件)和 FPGA(现场可编程逻辑阵列)来进行ASIC设计是最为流行的方式之一,它们的共性是都具有用户现场可编程特性,都支持边界扫描技术,但两者在集成度、速度以及编程方式上具有各自的特点,这样理解,ASIC就是卡片特点的一个集成电路。 卡片的ASIC包含了一个高速(106KB)的RF接口、一个控制单元、一个8K的EEPROM
工作过程: 读卡器会向M1卡发送一组固定频率的电磁波,卡片内有一个LC串联谐振电路,其工作频率与读卡器发送的电磁波频率相同,遂在电磁波的激励下,LC串联谐振电路会发生共振,从而使电容内产生电荷,在电容的另一端接有一个单向导电的电子泵,电子泵将产生的电荷转移到另一个电容中存储。当存储电容中的电荷达到2V的时候,此时电容就作为电源为其他电路提供工作电压,所以卡片就可以向读卡器发送数据,或者从读卡器接收数据,实现了读卡器与卡片的通信。
7、M1与读卡器的通信
通信的流程图如示:
复位应答(Request) M1卡的通信协议和通信波特率是定义好的,当有卡片进入读卡器的工作范围时,读卡器要以特定的协议与卡片通信,从而确定卡片的卡型。
防冲突机制(AnticollisionLoop) 当有多张卡片进入读写器操作范围时,会从中选择一张卡片进行操作,并返回选中卡片的序列号。
选择卡片(SelectTag) 选择被选中的卡的序列号,并同时返回卡的容量代码。
三次相互确认(3 Pass Authentication) 选定要处理的卡片后,读写器就要确定访问的扇区号,并且对扇区密码进行密码校验。在三次互相认证后就可以通过加密流进行通信。每次在选择扇区的时候都要进行扇区的密码校验。
对数据块的操作:读(Read):读一个块的数据;写(Write):在一个块中写数据;增值(Increment):对数据块中的数值进行加值;减值(Decrement):对数据块中的数值进行减值;传输(Transfer):将数据寄存器中的内容写入数据块中;中止(Halt):暂停卡片的工作;
二、
IC卡的结构
以前使用ID卡的较多,现在IC卡较多。
ID卡全称身份识别卡(Identification Card),是一种不可写入的感应卡,含固定的编号,工作频率是125KHz,属于低频。
IC卡全称集成电路卡(Integrated CircuitCard),又称智能卡。可读写,容量大,有加密功能,数据记录安全可靠,频率是13.56MHz,属于高频。
主要有PHILIP的Mifare系列卡(俗称M1卡),和复旦卡(S50)。
IC卡因其工件频率高,天线(线圈)小,可以做成各种形状。标准的IC卡(大卡)与ID卡是一样大小的,但ID卡较IC卡要厚一些。X宝上的IC卡读取设备有些还是支持ID卡的复制的。
1IDID卡正面有一串数字。
有芯片、有线圈(天线),线圈线径细,匝数很多。
2ICIC卡很薄,有芯片、有线圈。
很不好拆,剪开后,断面可见线圈(天线)。
内部大概就是这样的。
3、水滴卡
就是水滴形状的IC卡,也是有芯片、有线圈。
线圈的情况。
线径略粗于大卡,圈数要多于大卡。
4、还有些如滴胶IC卡等,主打小巧、可爱。但基本结构是一样的,由芯片和线圈组成的。
大卡和小的卡,在读写方面都一样,只是大卡的距离略胜上点。
卡片就这么随便一放就可以读写。
三、改造一下IC卡
每次到老爸家去,要带上进单元门的IC卡和开门的遥控器。很是不方便,所以有想法将其二合一。其实可以直接通过手机的NFC加一个门禁卡的,但本人的手机没有NFC功能。
这个开门器是自己加装的,另有一帖。为了方便,两个遥控器,一个留在家里,一个我拿着,不用进门时再耽误时间了。
知道了IC卡原理,以下改造就很简单
1、拆开门禁卡
这种水滴卡,正面的小圆圈,撬一下就可以拆开。图中标错了,应该是门禁卡。
取下芯片,用漆包线自己绕一个线圈,焊接上芯片。
线圈的情况,比水滴卡的直径大一点,用了7圈。
2、与遥控器合体
将遥控器拆开。
在后盖上放上新做的IC卡电路,注意绝缘。
装回遥控器主板。
3、进行测试
在读卡器上成功读取到信息。
在按下遥控器发射按钮时,仍然能正常读取信息。
4、实际使用
可以用这个遥控器进行单元门的开启。
遥控器开家门也正常。
改造成功。
明天,杭州第19届亚运会就开幕了,
亚运会圆满成功!
祝我运动健儿取得好成绩!!

谢谢观赏!
祝坛友们中秋、国庆双节快乐!!

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发表于 2023-9-22 17:21:22 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
rc522可以读写卡使用spi通讯不像532可以uart通讯

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发表于 2023-9-22 17:36:32 | 显示全部楼层
99年做mifare卡的公交卡项目, 2000年上海展会就看到自动制卡机了, 好像现在是便宜了但是工艺反倒退步了

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发表于 2023-9-22 17:43:46 | 显示全部楼层
记得很久之前有个论坛是专门研究这个的,包括各种RF卡的读,写,破解,复制等等,后来有一段时间没上,等想起来想上去看看的时候已经打不开了,不知道是换域名了还是真的关了。反正那时候各种卡各种改造,反正技术就是在一次次尝试下出来的。老实说,早个十几年,就在深圳多出租屋的地方开个复制水滴开门感应的店,一个月也能赚不少

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发表于 2023-9-22 17:49:23 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
楼主是高手,我只有看看羡慕的份。

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发表于 2023-9-22 18:01:56 | 显示全部楼层
楼主有心人,遥控器的空间刚好放得下线圈和ic,我也想试试了

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发表于 2023-9-22 18:22:29 | 显示全部楼层
本帖最后由 ronaldo2028 于 2023-9-22 18:23 编辑

之前很喜欢在JLC自己设计,免费打板玩这个IC卡

双面6灯交通卡


4合1 4色 交通&门禁卡



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发表于 2023-9-22 19:04:57 | 显示全部楼层
ICIPIQ卡,通通告诉我密码
     
楼主说了半天ABC,还以为后面要破解。。。。

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jf201006 + 6 守法公民。。。

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发表于 2023-9-22 19:05:21 | 显示全部楼层
都是高手,羡慕

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发表于 2023-9-22 20:01:35 | 显示全部楼层
只能感叹楼主高手!

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发表于 2023-9-22 20:26:44 | 显示全部楼层
学习了,楼主好技术

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发表于 2023-9-22 21:47:32 | 显示全部楼层
有那种像圆形贴纸的卡,可以贴在手机背面
一开始我也以为lz要破解呢

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jf201006 + 6 歡迎探討

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发表于 2023-9-22 21:53:52 | 显示全部楼层
介绍的很详细

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发表于 2023-9-22 21:57:03 | 显示全部楼层
ronaldo2028 发表于 2023-9-22 18:22
之前很喜欢在JLC自己设计,免费打板玩这个IC卡

双面6灯交通卡

线圈在PCB上的吧?加上4颗IC芯片和 4颗IC选择按钮
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发表于 2023-9-22 22:42:09 | 显示全部楼层
学习了 码住 ,要仔细读

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发表于 2023-9-22 23:28:03 | 显示全部楼层
楼主辛苦啦,学习了

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发表于 2023-9-23 00:13:48 | 显示全部楼层
科普贴,先收藏备用。

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发表于 2023-9-23 08:09:55 | 显示全部楼层
讲的很详细 学习了

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发表于 2023-9-23 09:15:52 | 显示全部楼层
谢谢科普,长知识了!

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