2009年4月初，工信部發(fā)布重要文件宣布：M1被破解，要求各地各相關部門開展對IC卡使用情況的調(diào)查及應對工作，重點檢查系統(tǒng)中是否使用了Mifare Classic芯片。對于國內(nèi)的交通行業(yè)來說，這無疑將帶來一次較大的變革——“前方的路要怎么走下去”，這將是2009年整個交通IC卡行業(yè)深思和探討的熱點。

 城市一卡通的歷史
    國內(nèi)各大中城市建設綜合管理信息系統(tǒng)（或稱“城市一卡通系統(tǒng)”），又稱為城市通卡系統(tǒng)，其中最主要的一個構成部分就是發(fā)行給用戶的IC卡介質(zhì)。在這個領域，有一個幾乎被業(yè)內(nèi)所熟知的名字——Mifare One，又叫M1卡，其正規(guī)的名字為“Mifare Standard”。該產(chǎn)品問世數(shù)十年來，聲名顯赫，橫掃包括城市一卡通系統(tǒng)在內(nèi)的幾乎所有非接觸支付和識別領域，以至于培育出Mifare產(chǎn)業(yè)，包括芯片設計、芯片制造、卡片封裝、讀寫IC的設計與制造、讀寫模塊的設計制造、相關讀寫設備與系統(tǒng)等在內(nèi)的完整產(chǎn)業(yè)鏈，擁有眾多支持廠商。

    隨著城市一卡通系統(tǒng)的發(fā)展與成熟，一卡通系統(tǒng)不再僅限于在有限行業(yè)內(nèi)使用，而是變成城市信息化平臺的一個重要組成部分和數(shù)字城市的標識。而應用的領域、“錢包”里的金額和每筆交易金額的逐漸增多，其對卡片介質(zhì)的要求也隨之提高，同時，金融、社保、交通、加油、身份識別等各行業(yè)領域亦開始出現(xiàn)融合的趨勢。在這樣的情況下，M1的容量問題變得更加突出，即使4Kbytes的升級版已經(jīng)推出，也依然不能滿足市場要求。

    隨著應用范圍與交易金額的升級，城市一卡通的卡片由原來的類似計數(shù)器，漸漸變得如同真正的電子貨幣。用戶與發(fā)卡方、不同應用方之間的信任問題變得更加重要，基于此的犯罪行為也變得越來越多，所涉金額越來越大——雖然每個系統(tǒng)都有健全完善的后臺，能夠在系統(tǒng)的結(jié)算數(shù)據(jù)中及時準確地發(fā)現(xiàn)各種異常的交易數(shù)據(jù)，但這也只能做到事后取證，而不能很好地進行預防。

    基于以上原因，隨后出現(xiàn)的CPU卡逐漸得到人們的關注。CPU卡能夠滿足更大的容量，具備更加安全的硬件軟件措施，但一直因為成本比較高，以及M1也沒有出現(xiàn)真正的安全性問題，所以CPU卡形成了有價無市的局面。直到有人宣稱M1可以在十幾分鐘內(nèi)就被破解，并且也已經(jīng)有黑客成功復制卡片，從M1到CPU卡的升級才終于被業(yè)內(nèi)提到日程上來。

誰來代替M1？
    如果說M1被攻破是大家所關心的，那么大家更關注的是用什么來代替M1？從目前的情況來看主要有兩種。

    其一是用M1的升級產(chǎn)品Mifare Plus，或者DESFire等，加入AES算法后提高產(chǎn)品的安全性，容量也可以達到8K。這種選擇的優(yōu)勢在于升級換代的工作量會比較小，缺點則是難以滿足逐步增多和復雜的城市一卡通多應用需求，并且雖然增加了新的安全算法，但其安全性還有待進一步考證。

    其二是使用CPU卡片。隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴大，產(chǎn)業(yè)鏈的完善，從芯片到卡片封裝的批量化，一直影響CPU卡片發(fā)展的價格問題也已經(jīng)解決，但目前運營商的主要問題是如何完成從M1到CPU卡的升級工作，由于缺乏CPU卡及整個系統(tǒng)構建的技術經(jīng)驗，所以對此項工作無從下手。我們很難說哪種方式更好，還需要根據(jù)城市的具體情況來全面考慮。[nextpage]

何為CPU卡？
    IC卡也叫集成電路卡（Integrated Circuit Card），是1970年由法國人Roland Moreno發(fā)明的，是將一個專用的集成電路芯片鑲嵌于塑料基片中，然后封裝而成。

    IC卡以嵌裝的芯片來劃分可成兩個大類，分別是存儲器卡和智能卡。存儲器卡采用存儲器芯片作為卡芯，只有“硬件”組成，包括數(shù)據(jù)存儲器和安全邏輯控制等。在技術上IC卡又可以被分成兩類，分別是普通存儲器卡和邏輯加密存儲器卡。作為普通存儲器卡的卡芯芯片只含有數(shù)據(jù)存儲器，通常簡稱為“存儲卡”；而邏輯加密存儲器卡則采用帶有安全邏輯的芯片作為卡芯，可對數(shù)據(jù)存取用密碼保護，通常簡稱為“加密卡”——前文部分所介紹的Mifare Classic卡片就屬于“加密卡”。 

    而智能卡，也簡稱CPU卡，是采用微處理器芯片作為卡芯，由硬件和軟件共同組成，包括硬件MPU（微處理器）、RAM（隨機存取存儲器）、ROM(只讀存儲器)，軟件監(jiān)控程序或操作系統(tǒng)COS等。智能卡從使用方式上可分為接觸式、非接觸式兩大類。接觸式智能卡通過卡座可靠接觸才能對卡中內(nèi)容進行讀寫，非接觸式智能卡（非接觸CPU卡與M1卡的比較見BOX）則通過特制的天線就能對卡中內(nèi)容進行讀寫。由于芯片封裝在PVC卡內(nèi)部，不會出現(xiàn)接觸式IC卡芯片外露的現(xiàn)象，故卡片無污染問題，具有易保存、抗污染等優(yōu)點。

CPU卡核心——COS
    COS是指生產(chǎn)IC卡的芯片公司或各大制卡公司開發(fā)的操作系統(tǒng)，如SIEMENS的CardOS、GEMPLUS的MCOS、握奇的TimeCOS等，每種COS都有其各自的特點。筆者以TimeCOS為例簡單介紹CPU卡的特點如下：
·支持在一張卡上實現(xiàn)多個不同的應用，可建立三級目錄；
·支持電子錢包功能，錢包大小可根據(jù)應用需求設定；
·支持多種文件類型，包括二進制、定長記錄、變長記錄、循環(huán)、錢包等；
·支持多種通訊速率；
·支持數(shù)字簽名算法；
·支持Triple DES算法；
·支持安全散列算法，適用SHA算法對數(shù)據(jù)進行壓縮；
·支持線路保護功能，可以防止通信被非法竊取或篡改；
·可用作安全保密模塊，使用臨時工作密鑰進行DES加密、解密或MAC運算；
·支持多種容量選擇；
·可剪裁性，可根據(jù)用戶需求刪除、修改、增加命令以滿足特殊應用需要。

    總體來說，帶有COS操作系統(tǒng)的CPU卡具有存儲量大、數(shù)據(jù)保密性好、抗干擾能力強、存儲可靠、讀寫設備簡單、操作速度快、脫網(wǎng)工作能力強等優(yōu)點，應用范圍廣泛，已經(jīng)滲透到了諸如：金融、零售服務、社會安全、交通旅游、醫(yī)療保健、政府行政、教育等領域。

從M1到CPU卡升級在即
    針對M1卡的安全隱患問題，眾多國家、地區(qū)均表示密切關注，而一些城市也正在規(guī)劃將原先的M1卡系統(tǒng)升級為更安全的CPU卡。但由于多數(shù)人之前并不能較多了解IC卡知識，遇到了許多問題和困惑，從而影響了整個系統(tǒng)升級的進程。針對這些問題和困惑，筆者建議可向IC卡行業(yè)專業(yè)企業(yè)及人員咨詢了解，以制定更加安全有效的升級規(guī)劃。握奇就擁有專業(yè)的技術團隊，能夠提供升級的咨詢服務。

    所謂CPU卡升級，是指將支持Mifare S50/70的城市通卡系統(tǒng)，通過一系列涉及軟件和硬件的技術手段，實現(xiàn)系統(tǒng)同時支持Mifare卡與CPU卡的發(fā)行與交易，原有的Mifare卡可繼續(xù)使用，并不受影響。而對于發(fā)卡系統(tǒng)，其需要能夠兼容發(fā)行Mifare和CPU卡；終端能夠同時受理兩種卡，同時后臺系統(tǒng)能夠處理兩種類型卡片產(chǎn)生的交易數(shù)據(jù)。

    因此，CPU卡的升級并不止是卡片的發(fā)行，其還包括安全認證體系、終端設備、后臺系統(tǒng)的相應完善。要實現(xiàn)以上的升級目標，需要考慮遵循標準、卡片格式、交易流程、采購與驗收標準、與設備的兼容性、預留擴展空間、應用的前景、應用的聯(lián)合與政策的影響等問題。

結(jié)語
    M1被破解引發(fā)的IC卡行業(yè)的變革絕不是一朝一夕就可以完成的，這必將是一個長期的過程，還需要大家繼續(xù)探討和規(guī)劃，但不管怎么樣，我們都在變革中進步著——IC卡更加安全和成熟——將是眾多IC卡芯片企業(yè)永遠的目標和使命。