MIFARE读写器协议

使用说明书RF8504读卡器含有ISO14433 TYPE A协议解析模块，全面支持Mifare One卡片操作。

独立的读卡器授权方式，适用于各种保密性高的身份识别、安全门禁系统。

特点♦快速刷卡响应，响应时间<100ms♦强驱动数据输出端口，通讯电缆距离 > 150m(22AWG)♦支持多种编码方式数据格式卡：Wiegand 26、Wiegand 27、Wiegand 32、Wiegand 34、Wiegand 36♦独特的系统授权方式，可授权读卡器读取Mifare One卡片物理卡号或指定分区内的自定义编码数据♦保密性高（48位密码验证）、应用范围广，可方便的接入其他系统♦带蜂鸣器及指示灯刷卡指示，且指示灯可外部控制♦外形清秀美观，适用于各种室内安装环境连接电缆读卡器与控制器主机间的连接电缆必须采用8芯屏蔽双绞线。

不同的电缆规格将影响通讯距离，务必参照以下指引：♦24AWG(0.6mm) 100M♦22AWG(0.8mm) 150M出线方式♦红色+DC (7 ~ 13VDC)♦黑色接地♦绿色数据0（数据）♦白色数据1（时钟）♦棕色*绿色发光二极管♦屏蔽线**屏蔽接地♦黄色NC（不接）♦蓝色NC（不接）* 可选用连接** 当使用独立电源供电时，屏蔽线可作数据线回路地读卡器安装RF8504读卡器由两部分组成：面盖和安装底盖，两部分可解除读卡器底部锁扣拆卸分离开。

安装时先将读卡器引线连接好，然后卸开安装底盖，使用两棵螺钉将安装底盖固定到物体表面，扣上面盖即可。

技术参数♦外形尺寸：54(宽) X 128(高) X 17(厚)mm♦工作频率13.650MHz♦典型最大读卡距离6～9cm♦输出数据格式：Wiegand♦工作电压：7～13VDC，建议使用线性电源♦工作电流：平均值30mA，峰值120mA♦温度：-20～65℃♦湿度：0～95%无冷凝♦重量：75克♦颜色：黑色、银色警告：♦最大读卡距离是在无干扰环境中，读卡器按照正确方式安装，且卡片平行于读卡器表面测得，任何电磁干扰环境都将影响读卡距离♦严禁将读卡器安装于磁性金属物体表面，金属材料将严重影响RF信号♦严禁将读卡器安装于产生干扰电磁场设备附近，如：马达、AC/DC转换器、UPS、继电器、监视器等授权（清除）权限使用说明RF8504读卡器具有独特的授权方式，应配合其授权发卡系统一起使用。

版本 2.1目录第一章MF06通用读写器系统描述1.1 用途说明1.2 技术指标1.3 系统结构1.4 型号及说明第二章MF06通用读写器使用说明2.1系统安装2.2 用户系统开发步骤第三章MF06动态库使用说明第四章其他事项第一章MF06系统描述MF06非接触卡通用读写器是本公司研制生产的智能卡读写器/读写模块系列产品之一。

它能独立完成对MIFARE系列非接触卡的所有操作，广泛应用于需以MIFARE卡作为存贮媒介的系统中。

它可以作为用户系统中的一部份，受控于主计算机，接受用户应用程序的函数调用，完成用户系统设定的对MIFARE卡片的所有操作。

用户应用本读写器，可以简便地构成自己的智能卡应用产品。

1.1用途说明1）提供完善的动态函数库，用户应用程序可以很方便地操作MF06通用读写器完成对MIFARE系统卡片的所有操作。

·模块操作：连接模块，读取模块号，·卡片呼叫：读取卡类型，读取卡片序列号·卡片激活·防碰撞选择·卡片密码操作：密码认证，写密码·卡片数据块读取·卡片数据块写入·电子钱包的操作：加/减电子钱包，读/写电子钱包等·卡片睡眠2）不需要外接电源，读写器电源取自电脑主机的键盘口。

3）与电脑主机采用标准串行接口。

读写器直接插在电脑主机的串行口上。

4）提供发光管（红、绿LED）及蜂鸣器，由用户应用程序控制，以显示系统当前的工作状态。

5）可应用于WINDOWS 98、WINDOWS 2000、WINDOWS XP环境。

1.2 技术指标1）卡片标准：非接触卡，TYPE A标准，MIFARE系列卡片。

2）电源：+5 VDC，取自电脑主机的键盘口。

3）通信方式：RS232串行通信，通信波特率为 57600 BPS1个起始位，8个数据位，无奇偶校验，1个停止位；4）电源电流：150 mA5）工作环境：工作温度：-10℃--+50℃工作湿度：10%--85% RH1.3 系统结构MF06读写器由硬件及软件两部份组成。

1、非接触式IC卡简介非接触式IC卡简介又称射频卡，成功地解决了无源（卡中无电源）和免接触这一难题，是电子器件领域的一大突破。

主要用于公交、轮渡、地铁的自动收费系统，也应用在门禁管理、身份证明和电子钱包。

1．1、工作原理射频卡工作的基本原理是：射频读写器向IC卡发一组固定频率的电磁波，卡片内有一个IC串联协振电路，其频率与读写器发射的频率相同，这样在电磁波激励下，LC协振电路产生共振，从而使电容内有了电荷；在这个电荷的另一端，接有一个单向导通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内存储，当所积累的电荷达到2V时，此电容可作为电源为其它电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接受读写器的数据。

射频卡与接触式IC卡相比有以下优点：1 可靠性高，无机械接触，从而避免了各种故障；2 操作方便，快捷，使用时没有方向性，个方向操作；3 安全和保密性能好，采用双向验证机制。

读写器验证IC卡的合法性，同时IC卡验证读写器的合法性。

每张卡均有唯一的序列号。

制造厂家在产品出长前已将此序列号固化，不可再更改，因此可以说世界上没有两张相同的非接触IC卡；4 可多卡操作，具有快速防冲突机制；5 可以适合多种应用，它的存储结构特点使它一卡多用，用户可根据不同的应用设定不同的密码和访问条件。

典型应用：公路自动收费、公共汽车、员工卡。

M1卡简介一、主要指标容量为8K位EEPROM分为16个扇区，每个扇区为4块，每块16个字节,以块为存取单位每个扇区有独立的一组密码及访问控制每张卡有唯一序列号，为32位具有防冲突机制，支持多卡操作无电源，自带天线，内含加密控制逻辑和通讯逻辑电路数据保存期为10年，可改写10万次，读无限次工作温度：-20℃~50℃(温度为90%)工作频率：13.56MHZ通信速率：106KBPS读写距离：10mm以内（与读写器有关）二、存储结构1、M1卡分为16个扇区，每个扇区由4块（块0、块1、块2、块3）组成，（我们也将16个扇区的64个块按绝对地址编号为0~63，存贮结构如下图所示：块0 数据块 0 扇区0 块1 数据块 1块2 数据块 2块3 密码A 存取控制密码B 控制块 3块0 数据块 4 扇区1 块1 数据块 5块2 数据块 6块3 密码A 存取控制密码B 控制块 7∶ ∶ ∶数据块 60 扇区15 1 数据块 61 2数据块 623密码A 存取控制 密码B 控制块 632、第0扇区的块0（即绝对地址0块），它用于存放厂商代码，已经固化，不可更改。

Mifare 1非接触IC卡技术说明1 特性1.1 MIFARE RF 接口 (ISO/IEC 14443 A)•非接触数据传输并提供能源（不需电池）•工作距离：可达100mm （取决于天线尺寸结构）•工作频率：13.56 MHz•快速数据传输：106 kbit/s•高度数据完整性保护：16 Bit CRC，奇偶校验，位编码，位计数•真正的防冲突•典型票务交易： < 100 ms （包括备份管理）1.2 EEPROM• 1 Kbyte，分为16个区，每区4个块，每块16字节。

•用户可定义内存块的读写条件•数据耐久性10年•写入耐久性100.000次1.3 安全性•相互三轮认证（ISO/IEC DIS9798-2）•带重现攻击保护的射频通道数据加密•每区（每应用）两个密钥，支持密钥分级的多应用场合•每卡一个唯一序列号•在运输过程中以传输密钥保护对EEPROM的访问权2 概述MIFARE MF1是符合ISO/IEC 14443A的非接触智能卡。

其通讯层（MIFARE RF 接口）符合ISO/IEC 14443A标准的第2和第3部分。

其安全层支持域检验的CRYPTO1数据流加密。

2.1 非接触能源和数据传递在MIFARE卡中，芯片连接到一个几匝的天线线圈上，并嵌入塑料中，形成了一个无源的非接触卡。

不需要电池。

当卡接近读写器天线时，高速的RF通讯接口将以106 kBit/s 的速率传输数据。

卡4匝线圈读卡器嵌入的芯片模块天线能量数据2.2 防冲突智能的防冲突功能可以同时操作读写范围内的多张卡。

防冲突算法逐一选定每张卡，保证与选定的卡执行交易，不会导致与读写范围内其他卡的数据冲突。

2.3 用户便捷性MIFARE 是针对用户便捷性优化的。

例如，高速数据传输使得完整的票务交易在不到100 ms 内处理完毕。

因此用户不必在读写器天线处停留，形成高的通过率，减少了公共汽车的登车时间。

在交易时，MIFARE 卡可以留在钱包里，甚至钱包里有硬币也不受影响。

Mifare系列射频卡读写器的开发作者：huqin 文章来源：本站原创点击数：159 更新时间：2006-7-41 引言IC卡按卡与外界数据传送的形式不同，分为接触式IC卡和非接触式IC卡。

接触式IC卡通过8个触点从读写器获取能量和交换数据;非接触式IC卡通过射频感应从读写器获取能量和交换数据，所以非接触式IC卡又叫射频卡。

现在常见的是接触式IC卡，这类卡的读写操作速度较慢，操作也不方便，每次读写时必须把卡正确地插入到读写器的口槽才能完成数据交换。

这样，在公交、考勤等需要频繁读写卡的场合就很不方便，而且IC卡的触点暴露在外，容易损坏和搞脏而造成接触不良。

非接触式IC卡是根据电磁感应原理产生的。

它的读写操作只需将卡片放在读写器附近一定的距离之内就能实现数据交换，无需任何接触，使用非常方便、快捷，不易损坏。

因此，在公交、门禁、校园、企事业人事管理等方面有广泛的应用前景。

目前我国引进的射频IC卡主要有PHILIPS公司的Mifare卡和ATMEL公司的Temic卡[1]。

而PHILIPS公司的Mifar e卡现在是市场的主流产品，应用越来越广。

其典型型号为Mifare1 S50，它有1Ｋ字节E2PROM用于存放数据，分成16个区，每个区都有自己独立的密码，完善的安全机制使之具有一卡多用的特性[2]。

Mifare卡是一种智能卡(smart card),内建有中央微处理机(MCU)和ASIC等，使卡在安全保密性、认证逻辑、算术运算等微操作控制有序进行。

Mifare卡读写器的设计一般用PHILIPS公司生产的读写模块MCM200或MCM500。

随着技术的进步，PHILIPS公司现在生产了功能及性能更好的读卡芯片，我们就是以这种芯片为基础来设计和开发Mifare射频卡读写器。

2 工作原理射频IC卡读写器以射频识别技术为核心，读写器内主要使用了1片Mifare卡专用的读写处理芯片(MF RC500)。

它是一个小型的最大操作距离达100mm的Mifare读/写设备的核心器件，其功能包括调制、解调、产生射频信号、安全管理和防碰撞机制。

mifare classic 认证算法Mifare Classic是一种使用不对称密钥进行认证的智能卡技术，广泛应用于门禁系统、电子钱包、交通票务系统等领域。

它采用了基于DES算法的认证算法，以确保卡片与读写器之间的通信安全性。

本文将详细介绍Mifare Classic的认证算法，并逐步解释其实现过程。

第一步：密钥管理在Mifare Classic认证算法中，密钥管理是非常重要的一步。

每个Mifare Classic卡片都存储有若干个扇区（Sector），每个扇区有一个密钥用于验证卡片的合法性。

通常情况下，每个扇区都使用两个密钥，分别被称为A 密钥和B密钥。

其中，A密钥用于进行读操作，而B密钥则用于写入和读取操作。

第二步：互斥操作在Mifare Classic卡片中，对于每个扇区来说，同一时间只能有一个密钥与之关联。

这就要求在进行认证操作之前，必须先获取扇区独占访问权限。

这一过程称为互斥操作，其目的是确保每次只有一个密钥能够与目标扇区进行通信。

第三步：认证过程认证过程是Mifare Classic算法的核心部分。

在这一步中，读写器会发送一个特殊的命令给Mifare Classic卡片，要求其使用指定的密钥对目标扇区进行认证。

具体的认证过程如下：1. 读写器向卡片发送认证命令，其中包含了要认证的扇区号及相应的密钥类型（A密钥或B密钥）；2. 卡片接收到命令后，首先检查是否存在互斥操作。

如果有其他密钥正在与目标扇区通信，卡片会进行等待，直到获得访问权限；3. 卡片读取目标扇区的密钥，并使用该密钥对一个随机数进行加密；4. 卡片将加密后的结果发送给读写器，并同时记录所使用的密钥类型；5. 读写器使用相同的密钥对收到的加密结果进行解密，得到卡片发送的随机数；6. 读写器将自己生成的另一个随机数，以及解密后的卡片随机数，通过一个哈希函数进行运算，得到一个消息认证码（MAC）；7. 读写器将生成的MAC发送给卡片；8. 卡片用相同的哈希函数对自己生成的随机数进行运算，并与收到的MAC进行比较。

MIFARE技术MRX500、MRX500K读卡器
MRX500/MRX500K读卡器是采
用MIFARE技术设计开发的产品，根
据MIFARE国际标准，卡与读卡器之
间在读写之前三次相互认证并加密，
卡与读卡器之间的数据全部加密以防
止信号截取，每个扇区（16个扇区）
有自己的一组密钥，每张卡在全球有
唯一的32位序列号。

功能及特性：
MRX500 MRX500K
符合ISO 14443 Type A 国际标准；
8K 位资料储存量，安全性更高的管理系统，破解难度极高；
独特的快速防冲突机制，能防止卡片之间出现数据干扰，读写器可以“同时”处理多张非接触式IC卡，系统工作速度快；
可扩展致其它应用，实现一卡多用功能，例如会员积分计划，电子钱包功能。

通用的伟根接口非接触式IC卡读卡器
读写器的合法性验证：MIFARE非接触式卡在处理前要与读写器进行三次相互认证，而且在通讯过程中所有的数据都加密。

此外，卡中各个扇区都有自已的操作密码的访问条件；
具弹性的技术支持：科松公司可针对不同规格的控制器作出程序更改，达到与不同控制器间完善的整合效果；
技术参数：
MRX500K读卡器为带键盘读卡器，除以上性能参数外，还具备以下性能： 支持"0"-"9"、"*"、"#"12位数字键盘
键盘材料为导电橡胶
提供8Bit编码输出
标准3 X 4键盘。

一种基于MF RC500的Mifare1卡读写器的设计与实现孙颖1,，张敬敏2，张志佳3（1.沈阳大学信息工程学院辽宁沈阳，110024）（2.石家庄经济学院信息工程学院 河北 石家庄，050031）（3.中国科学院沈阳自动化研究所 辽宁 沈阳，110016）摘要：在介绍了MF RC500芯片的主要特性和内部结构基础上，本文提出了一种基于MF RC500芯片的射频读写器设计和实现方案。

采用AT89S52单片机对MF RC500进行控制与通信，结合外围电路设计，实现了对Mifare1卡的读写操作。

实际应用表明该解决方案具有运行稳定、硬件实现简单、易于进行二次开发的优点。

关键词：射频技术；读写器；MF RC500；Mifare1卡中图分类号：TP216 文献标识码：A 文章编号：The design and implement of Mifare1 reader based on MF RC500SUN Ying 1, ZHANG Jing-min 2, ZHANG Zhi-jia3(1. Institute of Information Technology, Shenyang University, ShenYang 110024)(2. Department of Information Engineering, Shijiazhuang University of Economics, Shijiazhuang, 050031)(3. ShenYang Institute of Automation, Chinese Academy of Sciences, Shenyang, 110016)Abstract：The paper gives a solution of design and implementation for RFID R/W device based on the key character and internal structure of MR RC500 chip. Integrated with the peripheral interface circuits, the R/W operating to Mifare1 card is processed by the control and communication between AT89S52 and MF RC500. The solution is simple in hardware and easy for second-developing. And the implementation results show that the system is also reliable in application.Keywords:RFID; Reader; MF RC500; Mifare1 Card1 引言随着射频技术的推广，Mifare1卡已经广泛应用于公共交通终端、手持终端、板上单元、非接触式PC终端等各个非接触式通信场合。