漫談智能卡技術(shù)發(fā)展及市場趨勢

文章出處：http://coolbang.cn 作者：佚名   人氣： 發(fā)表時間：2011年09月01日

    隨著科技的進(jìn)步，卡片種類漸增，功能也愈趨完善，從磁條卡到目前市場上最先進(jìn)的智慧卡，提供功能更多而便利的生活。雖然感應(yīng)卡在門禁市場扮演重要角色，但當(dāng)市場上探討智慧卡的相關(guān)議題時，并不會將感應(yīng)卡包含在內(nèi)，因此本專題中，感應(yīng)卡將不列入討論范圍。

    約在80年代，由於磁條卡具備低成本、使用方便以及易於攜帶的優(yōu)點(diǎn)，使得磁條卡被廣泛接受，除了門禁使用外，還有使用於銀行的金融卡、信用卡以及俱樂部的會員卡等。然而，磁條卡易被側(cè)錄、復(fù)制的缺點(diǎn)，使得人們開始思考安全性提高的可能。因此90年代當(dāng)chip card(smart card)出現(xiàn)在市場上時，便由於其高安全性而引起各家制造商的注意。然而，卡片價格不菲，依功能及儲存容量區(qū)分，一張chip card的價格約在美金1.8~10元之間，比起磁條卡一張約在美金0.3元左右，價格高出6~30倍。

    何謂智能卡？ 

    智能卡在外觀上與現(xiàn)行的感應(yīng)卡、磁條卡最大的差異在于其卡片上有一「IC chip」，因此智能卡在早期亦被稱為IC card，但由于名稱易與PC產(chǎn)業(yè)中的IC card混淆，而逐漸改稱為「chip card」。再加上除了擁有一般卡片的儲存記憶功能外，還可讀取或改寫儲存于卡片中的資料，而這種功能可以使卡片的應(yīng)用范圍更廣，例如將門禁卡、信用卡、金融卡或電話卡等所有資料儲存在其中，只要一張卡片便能走遍天下，因此有了「smart card」一詞。

    廣義來說，chip card(芯片卡)包含memory card(記憶卡)以及CPU card(中央處理器卡)兩種。Memory card是最早出現(xiàn)的chip card，不具備microprocessor(微處理器)，只具備儲存資料以及固定而簡單的邏輯運(yùn)算功能，無法進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算；此外，其資料安全性較差，多半應(yīng)用于安全需求較低的場合，例如電話卡，儲值卡或電子收費(fèi)(electronic toll collection，ETC)。CPU card則是在芯片中內(nèi)置微處理器，如同計算機(jī)的CPU一般，除了儲存資料以外，可進(jìn)行較復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算，例如金額的增減、加解密等，使得卡片功能多樣化，并提高安全性，在網(wǎng)絡(luò)發(fā)達(dá)、電子商務(wù)逐漸盛行的今天，為網(wǎng)絡(luò)交易的安全性帶來另一個解決方案。

    然而狹義的chip card，除了有上述的功能外，還必須符合ISO標(biāo)準(zhǔn)，如接觸式卡片要符合ISO 7816所制定的標(biāo)準(zhǔn)，而非接觸式卡片需符合ISO14443所制定的標(biāo)準(zhǔn)才能夠被稱為智能卡。

    智慧卡的分類 

    市場上將智能卡大體分為接觸式或非接觸式兩種。一張接觸式智能卡必須與卡片閱讀機(jī)實(shí)際碰觸，與卡片閱讀機(jī)直接接觸使得芯片中的資料安全性提高，可儲存容量比非接觸式芯片要高，再加上接觸式芯片的取得較為容易，因此成本較非接觸式卡片低，然而經(jīng)常使用則會降低使用壽命。非接觸式智能卡則可藉由內(nèi)置的感應(yīng)天線，使卡片閱讀機(jī)以感應(yīng)方式讀取卡片資料，讀卡所需的時間較接觸式短，使用上較為方便，由于不須接觸，因此使用壽命較高，但安全性則不如接觸式卡片。讀者可參見表1以具體的了解兩者間的差異。 

    表1 接觸式芯片與非接觸式芯片比較 

    然而目前市面上以接觸式卡片居多，歸納其原因有三，一是非接觸式卡片使人有重復(fù)讀取的疑慮，二是安全性較低，第三則是成本太高。一般而言，以感應(yīng)方式讀卡，當(dāng)卡片接近到讀卡范圍內(nèi)卡片閱讀機(jī)便會有動作，使人有重復(fù)讀取的疑慮，對此Gemplus 臺灣分公司企業(yè)與金融服務(wù)部業(yè)務(wù)經(jīng)理王宗信表示，這樣的疑慮其實(shí)是不必要的，因?yàn)榭ㄆ喿x機(jī)上具有偵測功能，一定要偵測到「進(jìn)」與「出」兩個動作才會進(jìn)行資料讀取，以捷運(yùn)系統(tǒng)為例，進(jìn)站之后若沒有感應(yīng)到出站的動作，卡片閱讀機(jī)只會感應(yīng)而不做響應(yīng)扣款。

    至于安全性問題，目前非接觸式卡片所采用的ISO14443標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定TypeA以及TypeB，兩者間的差異在于傳輸速率，TypeA傳輸速率4倍于TypeB。TypeA使用Philips研發(fā)的MIFARE，是目前應(yīng)用較為廣泛的系統(tǒng)；TypeB則是使用ST microprocessor。早期使用的MIFARE1屬于非接觸式記憶卡片，記憶容量只有1KB，沒有特殊保護(hù)程序，隨著科技的發(fā)展，技術(shù)提升至Mifare+及MifarePro，除了將接觸式與非接觸式結(jié)合(combi card)之外，更提供了3DES的保護(hù)措施，據(jù)了解，Philips即將推出的MifareProx將采用安全性更高的RSA數(shù)學(xué)演算進(jìn)行數(shù)字認(rèn)證，為非接觸式智能卡提供更高的安全性。由于ST microprocessor開發(fā)時間較晚，因此推出以來便以高階市場為目標(biāo)，與Mifare的combi card功能相同，但沒有供應(yīng)單純記憶功能的卡片。

    而在成本問題上，一方面由于chip的制作費(fèi)用高，若同樣以記憶容量(1kbit)的記憶卡比較，則非接觸式卡片比接觸式要高出2倍。再加上非接觸式的技術(shù)層次比接觸式要來的高，因此在無法以量制價的情況下，卡片價格難以下降。然而廠商認(rèn)為，若加上未來的維修成本以及替換成本，接觸式卡片未必真的比較便宜。

    此外，有部分廠商表示，智能卡必須使用電力以讀取資料，而卡片閱讀機(jī)為其電力來源，如此一來，非接觸式卡片該如何提供穩(wěn)定的電源以讀取卡片資料，也將影響其市場普及速度。
 
    智慧卡的特點(diǎn)
 
    ADC公司市場行銷經(jīng)理陳志強(qiáng)認(rèn)為，儲存容量大以及可編程為智能卡的最大特點(diǎn)。而Elid公司的Dr. Wong更進(jìn)一步說明，智能卡具有secret code(加密)功能，使卡片使用的安全性獲得保障，再加上其具有8kbit的儲存容量，更增加其功能性。

   1.安全性高
    一般而言，卡片的設(shè)定機(jī)制為每張卡片一個號碼，若有兩張卡片是同樣號碼，便有一張是偽造卡片，這是最基本的防偽機(jī)制。繼而有Protected memory技術(shù)，使用加密技術(shù)，可對寫入的資料進(jìn)行管理/限制。而Cryptographic技術(shù)則可同時比對寫入以及讀取雙方密碼，更提升卡片資料安全性。

    相較于磁條卡來說，chip card無法側(cè)錄復(fù)制，若有人強(qiáng)行將芯片拆下，在芯片拆下的同時卡片便不再有任何作用，再加上芯片中所含的微處理器具有軟件或硬件的數(shù)據(jù)保護(hù)措施，要取得芯片中的資料，必須經(jīng)過解密過程，更是提高偽造的困難度。 

    2.容量大
    一般的感應(yīng)卡容量約在100bit左右，而智能卡則可達(dá)到8kbit，可儲存的資料更多。

    3.可擦寫
    智能卡可藉由芯片中的微處理器進(jìn)行讀取、寫入以及記憶儲存，提高卡片的功能性。 
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    智慧卡的應(yīng)用

    由于其高安全性以及大容量的特點(diǎn)，加上數(shù)字簽章的觀念逐漸為大眾所接受，因此智能卡的應(yīng)用范圍更為廣泛。就其使用范圍來看，可大致將應(yīng)用市場區(qū)分為IT (Information Technology，信息科技), 無線通訊(Wireless communications)以及商務(wù)應(yīng)用(Commercial Applications)三大類，IT包括網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用安全以及計算機(jī)使用者權(quán)限設(shè)定，B2B或B2C亦包含在內(nèi)；無線通訊較大的市場為電話儲值卡(payphone card)以及SIM卡；而舉凡消費(fèi)民生使用的部分則可歸為商務(wù)應(yīng)用部分，例如金融卡、信用卡、國民身分證或門禁卡等，采用智能卡則使發(fā)卡者容易掌握持卡人的各種信息及動態(tài)。最常見的應(yīng)用如下：

    1. 信息科技
    電子商務(wù)
    網(wǎng)絡(luò)迅速發(fā)展的情況下，電子商務(wù)的使用率亦大幅成長，部分廠商表示，網(wǎng)絡(luò)消費(fèi)最重要的在于身份的真實(shí)性、資料的完整性、交易的不可否認(rèn)以及合法性，藉由密碼機(jī)制如DES、RSA、MD5等，除可增加卡片的安全性外，還可采用離線作業(yè)，以降低網(wǎng)絡(luò)上的通訊成本。

    2. 無線傳輸
    SIM卡
    由于GSM行動電話的普及，SIM卡需求量大增，加速智能卡的技術(shù)發(fā)展，使得行動電話從原來單純的電話功能，延伸到今日的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機(jī)、游戲、購物等功能。

    3. 商務(wù)應(yīng)用
    個人財務(wù)紀(jì)錄
    銀行競爭漸趨激烈，為提高客戶的忠誠度，并吸引更多新客戶加入，各家銀行推出各式紅利優(yōu)惠方案，并改善客服制度，而藉由智能卡的使用，不僅可達(dá)到全天24小時自由轉(zhuǎn)帳功能，并可以減低銀行員以及客戶的書面作業(yè)程序時間。目前市場上已有多家銀行發(fā)行智能卡，而MasterCard以及VISA兩大信用卡集團(tuán)也即將換發(fā)智能卡。

    醫(yī)療紀(jì)錄
    一旦健?？↖C化，個人醫(yī)療紀(jì)錄可儲存于芯片中，不論到那家醫(yī)院就診，皆可得知個人醫(yī)療狀況，醫(yī)師可立即得知病患的就診紀(jì)錄，病患也可免除報表填寫的時間，并減少醫(yī)院病歷檔案維護(hù)成本。此外，國民身分證也可IC化，并將所有個人辨識資料例如指紋、生日、個人檔案存入芯片中，還可作為護(hù)照使用，新加坡以及馬來西亞政府已開始使用。

    門禁控制
    門禁控制對企業(yè)及學(xué)校來說相當(dāng)重要，智能卡除了可用作一般門禁管理外，還可儲存小額款項(xiàng)，與一般商店合作消費(fèi)，提高卡片的功能性，例如英國某門禁系統(tǒng)制造商將原本使用于門禁上的智能卡同時可應(yīng)用于提款機(jī)上，便結(jié)合了門禁與電子錢包的功能。 

    市場潛力大
    根據(jù)Card Technology Magazine所作的問卷調(diào)查顯示，1999年全世界智能卡的總發(fā)卡數(shù)為1.5 billion張，約有9億張是公用電話卡，只有近5成是應(yīng)用于金融單位，多數(shù)廠商認(rèn)為在消費(fèi)安全機(jī)制的觀念提高后，金融單位的使用率必然會增加，而信用卡、金融卡的換發(fā)更是一大商機(jī)。

    另外，根據(jù)2000年3月Dataquest所作的市場預(yù)測，2000年全球卡片銷售量將可達(dá)29億張，銷售額約達(dá)40億美元，其后在智能卡的技術(shù)提升以及功能性增強(qiáng)的帶動下，未來3~5年內(nèi)每年成長率將可達(dá)50%以上，也就是說在2002年銷售量約為47億張，銷售額可達(dá)68億美元，到了2004年銷售量將可達(dá)75億張，而銷售額亦將突破百萬美金，達(dá)110億美元。

    雖然未來市場前景看好，如何推動市場，使市場量真正達(dá)到預(yù)期數(shù)字，才是廠商們首要思考的重點(diǎn)。部分廠商認(rèn)為，應(yīng)從三方面著手進(jìn)行，一是國際性的組織、二是各國政府、三是廠商自身。藉由國際性的組織如ISO訂定標(biāo)準(zhǔn)，為卡片的整合帶來契機(jī)，加上各國政府政策配合、獎勵投資，為廠商的技術(shù)開發(fā)帶來保障，而廠商的教育訓(xùn)練，使一般消費(fèi)者提高產(chǎn)品認(rèn)知，容易接受、使用。

    競爭者增多 
    由于最早使用智能卡的地區(qū)為歐洲，應(yīng)用也最為普及，因此目前市場占有率最大的卡片供貨商為法商Gemplus、法商SchlumbergerSema、法商Oberthur Card System以及德商G & D(Giesecke & Devrient)等四家歐洲廠商，約占全球80%以上的市場。

    然而看準(zhǔn)智能卡的商機(jī)無窮，許多原本非卡片制造商也紛紛加入搶食市場大餅，例如芯片制造商Philips、Siemens或操作系統(tǒng)商如Microsoft、Sun；系統(tǒng)整合商如IBM等，對原有的制卡商產(chǎn)生不小的威脅，另外隨著E-commerce而來的信息安全服務(wù)廠商更是不容忽視的對手。

    發(fā)展趨勢
    在芯片技術(shù)發(fā)展成熟，運(yùn)算速度加快、儲存容量加大的前提下，可整合各種不同應(yīng)用，并開發(fā)出完整的系統(tǒng)平臺，使全球的卡片系統(tǒng)都能在統(tǒng)一規(guī)格的平臺下運(yùn)作。而追求一卡多功、通行全球，將是智能卡供貨商未來5年內(nèi)的發(fā)展目標(biāo)。

    至于長遠(yuǎn)的發(fā)展目標(biāo)，不論是卡片制造商或系統(tǒng)整合商幾乎口徑一致，認(rèn)為在便利性以及安全性的前提下，未來的市場將以非接觸式智能卡結(jié)合生物辨識為發(fā)展趨勢。HID亞太區(qū)首席代表姜鶴松表示，未來市場將以非接觸式智能卡為主要發(fā)展技術(shù)，并可能全面取代現(xiàn)有的ID卡技術(shù)。此外，生物辨識結(jié)合非接觸式智能卡的技術(shù)已逐漸發(fā)展，由于指紋辨識技術(shù)成熟，將是各家廠商首先應(yīng)用的方式。