Mifare l射頻卡初始值及其相關(guān)說明

【本說明是Mifare 1 卡訂貨合同不可缺少的技術(shù)性文檔附件】

電氣特性：

容量為8K位EEPrOM；

● 分為16個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)為4塊，每塊16個(gè)字節(jié)，以塊為存取單位；

● 每個(gè)扇區(qū)有獨(dú)立的一組密碼及訪問控制；

● 每張卡有唯一序列號(hào)，為32位；

● 具有防沖突機(jī)制，支持多卡操作；

● 無電源，自帶天線，內(nèi)含加密控制邏輯和通訊邏輯電路；

● 工作溫度：-20℃～50℃；

● 工作頻率：13.56MHZ；

● 通信速率：106KBPS；

● 讀寫距離：可達(dá)10mm(與讀寫器以及卡天線尺寸有關(guān))；

● 數(shù)據(jù)保存期為10年，可改寫10萬次，讀不限次。

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工作原理：

卡片由一個(gè)卷繞天線和特定用途集成電路模塊組成。其中，模塊由一個(gè)高速(106KB波特率)的RF接口。一個(gè)控制單元和一個(gè)8K位E2PROM組成。讀寫器向MF1卡發(fā)出一組固定頻率(13.56MHZ)的電磁波，卡片內(nèi)有一個(gè)LC串聯(lián)諧振電路，其頻率與讀寫器發(fā)射的頻率相同，在電磁波的激勵(lì)下，LC諧振電路產(chǎn)生共振，從而使諧振電容內(nèi)有了電荷，在這個(gè)電容的另一端，接有一個(gè)單向?qū)ǖ碾娮颖?#xff0c;將電容內(nèi)的電荷送到模塊存儲(chǔ)電容內(nèi)儲(chǔ)存，當(dāng)所積累的電荷達(dá)到2V以上時(shí)，此電容可作為電源向模塊電路提供工作電壓，將卡內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接收讀寫器的數(shù)據(jù)。

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存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)：

MF1卡分為16個(gè)扇區(qū)，每區(qū)有4塊(塊0～塊3)，共64塊，按塊號(hào)編址為0～63。第0扇區(qū)的塊0(即絕對(duì)地址塊0)用于存放芯片商，卡商相關(guān)代碼，已經(jīng)固化不可更改。其他各扇區(qū)的塊0，塊1，塊2為數(shù)據(jù)塊，用于存貯用戶數(shù)據(jù)；塊3為各扇區(qū)控制塊，用于存放密碼A，存取控制條件設(shè)置，密碼B。各區(qū)控制塊結(jié)構(gòu)相同，如下所示：

各區(qū)控制塊3 結(jié)構(gòu)	字節(jié)號(hào)	0 1 2 3 4 5	6 7 8 9	10 11 12 13 14 15
	控制值	FF FF FF FF FF FF FF	07 80 69	FF FF FF FF FF FF
	說明	密碼A(0～5字節(jié))	存取控制(6～9字節(jié))	密碼B(10～15字節(jié))

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控制屬性：

每個(gè)扇區(qū)的用戶密碼和存取控制條件都是獨(dú)立設(shè)置的，可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定各自的密碼及存取控制。在存取控制中，每個(gè)塊都有三個(gè)控制位相對(duì)應(yīng)，用以決定某數(shù)據(jù)塊或控制塊的讀寫條件，定義為："CXxy"，見表1所示。

其中CX代表每塊控制位號(hào)(C1～C3)，x代表某塊所屬扇區(qū)號(hào)(0～15)， y代表該扇區(qū)內(nèi)某塊號(hào)。例如C1x2 即為x扇區(qū)內(nèi)塊2的第1控制位，余此類推。

注：控制位的設(shè)置存放在存取控制字節(jié)中，見表2所示。
表1：控制位定義"CXxy"

塊0	C1x0	C2x0	C3x0	用戶數(shù)據(jù)塊，(0區(qū)0塊除外)
塊1	C1x1	C2x1	C3x1	用戶數(shù)據(jù)塊
塊2	C1x2	C2x2	C3x2	用戶數(shù)據(jù)塊
塊3	C1x3	C2x3	C3x3	密匙存取控制塊

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表2：三個(gè)控制位在存取控制字節(jié)中的位置(注：" _b" 表示取反)

位號(hào) 字節(jié)號(hào) ?	bit 7	6	5	4	3	2	1	0
字節(jié)6	C2x3_b	C2x2_b	C2x1_b	C2x0_b	C1x3_b	C1x2_b	C1x1_b	C1x0_b
字節(jié)7	C1x3	C1x2	C1x1	C1x0	C3x3_b	C3x2_b	C3x1_b	C3x0_b
字節(jié)8	C3x3	C3x2	C3x1	C3x0	C2x3	C2x2	C2x1	C2x0
字節(jié)9	BX7	BX6	BX5	BX4	BX3	BX2	BX1	BX0
所屬塊	塊3控制位	塊2控制位	塊1控制位	塊0控制位	塊3控制位	塊2控制位	塊1控制位	塊0控制位

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各扇區(qū)數(shù)據(jù)塊0～塊2的三個(gè)控制位以正反兩種形式存在于塊3的存取控制字節(jié)中，它決定了該塊的訪問權(quán)限(例如進(jìn)行減值及初始化值操作必須驗(yàn)證KEY A，進(jìn)行加值操作必須驗(yàn)證KEY B，等等)。三個(gè)控制位在存取控制字節(jié)(6～9字節(jié))中的權(quán)限如下(陰影區(qū)的存取控制為廠商初始值；字節(jié)9為備用字節(jié)，默認(rèn)值為69)：

注釋：表3中，KeyA|B表示密碼A或密碼B，Never表示沒有條件實(shí)現(xiàn)。

表3：數(shù)據(jù)塊的存取控制權(quán)限(x=0～15扇區(qū)； y=塊0，塊1，塊2)

C1xy C2xy C3xy	讀	寫	加值	減值，初始化
0 0 0	KeyA|B	KeyA|B	KeyA|B	KeyA|B
0 1 0	KeyA|B	Never	Never	Never
1 0 0	KeyA|B	KeyB	Never	Never
1 0 0	KeyA|B	KeyB	KeyB	KeyA|B
0 0 1	KeyA|B	Never	Never	KeyA|B
0 1 1	KeyB	KeyB	Never	Never
1 0 1	KeyB	Never	Never	Never
1 1 1	Never	Never	Never	Never

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?例如，某區(qū)塊的3個(gè)存取控制位C1xy，C2xy，C3xy=000時(shí)(廠商預(yù)設(shè)的初始值，見陰影區(qū))，驗(yàn)證密碼A或密碼B正確后可讀出/可寫入/可加值/減值及初始化操作。該初始值主要供制卡和發(fā)卡商檢測(cè)心片功能使用，確認(rèn)所有讀寫/加密功能均正常(存取控制初始值"ff078069"，請(qǐng)參考"步驟舉例"自行驗(yàn)算)后，再依據(jù)使用需要和參照表4表5設(shè)置新的存取控制權(quán)限值，進(jìn)行用戶數(shù)據(jù)操作和修改新的用戶密碼。

再如當(dāng)某區(qū)塊0的存取控制位C10，C20，C30的設(shè)置均=100時(shí)，驗(yàn)證密碼A或密碼B正確后可讀出其數(shù)據(jù)；只有驗(yàn)證密碼B正確后才可允許改寫數(shù)據(jù)；不能進(jìn)行加值，減值等操作。

以廠商初始值"FF 07 80 69"為例，說明存取控制條件對(duì)數(shù)據(jù)塊的影響。初始存取控制默認(rèn)值(C1x0，C2x0，C3x0=000；C1x1，C2x1，C3x1=000；C1x2，C2x2，C3x2=000；C1x3，C2x3，C3x3=001)和KeyA，KeyB默認(rèn)值(由廠商提供，通常為：ffffffffffff)。那么塊3中，廠商初始的存取控制值如下表所示：

表4：塊3中廠商初始存取控制值(-號(hào)表示需要取反)

Bit#	7	6	5	4	3	2	1	0
字節(jié)6	1-	1-	1-	1-	1-	1-	1-	1-
字節(jié)7	0	0	0	0	0-	1-	1-	1-
字節(jié)8	1	0	0	0	0	0	0	0
?	CXx3	CXx2	CXx1	CXx0	CXx3	CXx2	CXx1	CXx0

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如果用戶要讀到塊1的內(nèi)容，對(duì)照表4和查對(duì)表3可知，當(dāng)存取控制C1x1，C2x1，C3x1=000時(shí)，必需正確校驗(yàn)KEY A或KEY B后才可允許讀取塊1的內(nèi)容，否則，MF1讀寫器會(huì)因校驗(yàn)?zāi)硡^(qū)密碼出錯(cuò)而無法讀取和傳送數(shù)據(jù)!以此類推，用戶要進(jìn)行其它操作時(shí)，可根據(jù)存取條件，對(duì)照表2～4來決定其操作權(quán)限。
?? 表5列出了飛利浦公司對(duì)MF1卡的8種控制位設(shè)置值所對(duì)應(yīng)的存取控制權(quán)限表，供發(fā)卡商及用戶設(shè)置MF1卡使用權(quán)限時(shí)參考，其釋義如下：
表5：塊3的存取控制權(quán)限(供發(fā)卡商及用戶設(shè)置權(quán)限時(shí)參考)

控制位設(shè)置值			密碼A權(quán)限		存取控制權(quán)限		密碼B權(quán)限
C1x3	C2x3	C3x3	讀	寫	讀	寫	讀	寫
0	0	0	Never	KeyA	KeyA	Never	KeyA	KeyA
0	1	0	Never	Never	KeyA	Never	KeyA	Never
1	0	0	Never	KeyB	KeyA|B	Never	Never	KeyB
1	1	0	Never	Never	KeyA|B	Never	Never	Never
0	0	1	Never	KeyA	KeyA	KeyA	KeyA	KeyA
0	1	1	Never	KeyB	KeyA|B	KeyB	Never	KeyB
1	0	1	Never	Never	KeyA|B	KeyB	Never	Never
1	1	1	Never	Never	KeyA|B	Never	Never	Never

例如：當(dāng)塊3的存取控制位C13C23 C33 = 100時(shí)，表示：密碼A：不可讀(隱藏)，驗(yàn)證KEYB正確后，可寫(或更改)；存取控制：驗(yàn)證KEYA或KEYB正確后，可讀不可寫(寫保護(hù))；密碼B：不可讀，驗(yàn)證KEYB正確后可寫。

又如：當(dāng)塊3的存取控制位C13C23 C33 = 110或者111時(shí)，除存取控制值需要在驗(yàn)證KEYA或KEYB正確后僅僅可讀外，其它如存取控制值的改寫，密碼A，密碼B的讀寫權(quán)限均被鎖死而無法訪問!

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MF1卡修改各區(qū)塊控制位值和數(shù)據(jù)——舉例

(一)，以常用設(shè)置"08 77 8F 69"控制條件為例，先搞清楚它――具有的訪問權(quán)限。
1、對(duì)"08 77 8F 69"值進(jìn)行計(jì)算，該值定位于各區(qū)塊3的6，7，8，9四個(gè)字節(jié)內(nèi)，字節(jié)6=08，字節(jié)7=77，
字節(jié)8=8F，字節(jié)9=69(默認(rèn)值，不予計(jì)算)。
2、例如：字節(jié)6=08，對(duì)應(yīng)其二進(jìn)制值=00001000，則對(duì)6，7，8這三個(gè)字節(jié)進(jìn)行二進(jìn)制轉(zhuǎn)換結(jié)果見下表：

字節(jié)6 = 0 0 0 0 1 0 0 0

字節(jié)7 = 0 1 1 1 0 1 1 1

字節(jié)8 = 1 0 0 0 1 1 1 1

3、參照表2及表4算法,字節(jié)6的全部二進(jìn)制值取反,字節(jié)7的低四位二進(jìn)制值取反,字節(jié)8不變,得到：

字節(jié)號(hào)	對(duì)應(yīng)二進(jìn)制值	位置	高4位	位置	低4位
字節(jié)6 字節(jié)7 字節(jié)8	0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1	C2Y C1Y C3Y	1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0	C1Y C3Y C2Y	0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1
所屬塊位			塊3 塊2 塊1 塊0	?	塊3 塊2 塊1 塊0

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4、對(duì)以上6，7，8字節(jié)的存取/控制二進(jìn)制已取反值，依照表2，表4塊位轉(zhuǎn)換為各塊控制值，如下表：

塊3位	字節(jié)7，字節(jié)6，字節(jié)8 = C13，C23，C33 = C1Y，C2Y，C3Y = 0 1 1
塊2位 塊1位 塊0位	字節(jié)7，字節(jié)6，字節(jié)8 = C12，C22，C32 = C1Y，C2Y，C3Y = 1 1 0 字節(jié)7，字節(jié)6，字節(jié)8 = C11，C21，C31 = C1Y，C2Y，C3Y = 1 1 0 字節(jié)7，字節(jié)6，字節(jié)8 = C10，C20，C30 = C1Y，C2Y，C3Y = 1 1 0

注意：高4位的各塊值=低4位的各塊值時(shí)，其值可用。高4位值≠低4位值時(shí)，其值不可用!
5、查對(duì)訪問權(quán)限(數(shù)據(jù)存取控制依照表3，塊3存取控制依照表5)，該例"08 77 8F 69"的訪問權(quán)限為：
◆ 塊3 = 011：權(quán)限為：KeyA，KeyB均不可讀，驗(yàn)證KeyB正確后可改寫KeyA和KeyB，驗(yàn)證KeyA或KeyB正確后可讀"控制位"。在此可見密鑰KeyB的重要性，KeyB不正確是無法看到塊3控制值，更無法修改密鑰。

◆ 塊2 = 塊1 = 塊0 =110：權(quán)限為：驗(yàn)證KeyA或KeyB后可讀該塊數(shù)據(jù)，減值以及初始化值，只有驗(yàn)證KeyB 正確后才可改寫該塊數(shù)據(jù)，在此可以看到密鑰KeyB對(duì)改寫數(shù)據(jù)塊也起著關(guān)鍵性作用。
(二)、"08 77 8F 69" 控制條件設(shè)置步驟：
由(一)可知：KeyB設(shè)置后為不可讀，并且改寫數(shù)據(jù)和改寫控制位都需要正確驗(yàn)證它，故KeyB設(shè)置后程序
操作員必須妥善保管KeyB值，否則以后改寫數(shù)據(jù)和控制位時(shí)，不正確的KeyB值將無法實(shí)現(xiàn)卡的任何操作!!!
1、修改塊3控制位的值：最初的各區(qū)塊3內(nèi)的KeyA，KeyB都是廠商12個(gè)"F"默認(rèn)值(KeyA在任何條件下均為不可讀，大部分讀寫機(jī)程序表現(xiàn)KeyA為未知的12個(gè)"0" )，在修改控制值時(shí)，先不要修改默認(rèn)密碼KeyA和KeyB，在控制位修改成功后，再去更改新密碼值。即先對(duì)塊3的控制位進(jìn)行修改(默認(rèn)值FF 07 80 69改為新值08 77 8F 69)并執(zhí)行寫操作。控制位寫成功后，KeyB亦為12個(gè)"0"不可讀了，但仍是隱藏的12個(gè)"f"默認(rèn)值。
2、修改塊3的KeyA和KeyB值：控制位0877 8F 69值寫成功后，驗(yàn)證KeyB正確后方可改寫KeyA和KeyB新密碼。在密碼操作模式鍵入要改寫區(qū)塊之先前密碼B(先前密碼為默認(rèn)值時(shí)，則不需改動(dòng)和加載)，加載后反回?cái)?shù)據(jù)操作模式，再進(jìn)行讀值，KeyA和KeyB值的改寫。

3、修改塊0～塊2中數(shù)據(jù)：由新的控制條件08778F69可知，要修改數(shù)據(jù)，必須先驗(yàn)證KeyB，故先設(shè)置密碼操作為KeyB認(rèn)證方式，加載后再返回?cái)?shù)據(jù)操作模式，對(duì)要修改的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行值的改寫操作。

4、上例中分析了"08 77 8F 69"的訪問條件及其改寫步驟，對(duì)用戶的其它控制條件亦可參照應(yīng)用。

MF1卡常見問題及處理建議

① 盲目操作：造成某些區(qū)塊誤操作被鎖死不能再使用。應(yīng)當(dāng)仔細(xì)參考表3表5的控制權(quán)限后，予先得出操作后的結(jié)果是否適合使用要求，并且列出操作順序表單再操作。最好授權(quán)程序員對(duì)塊3的設(shè)置作專人操作。

② 丟失密碼：再讀寫時(shí)造成密碼認(rèn)證出錯(cuò)而不能訪問卡。特別要求在對(duì)MF卡進(jìn)行塊3編程操作時(shí)，必須及時(shí)記錄相關(guān)卡號(hào)的控制值，KeyA，KeyB等，而且應(yīng)當(dāng)有專人管理密碼檔案。

③錯(cuò)誤設(shè)置：對(duì)MF1卡的塊3控制塊了解不透徹，錯(cuò)誤的理解造成設(shè)置造成錯(cuò)誤的設(shè)置。依照表2可知，目前Mf1卡的控制塊僅只有8種數(shù)據(jù)塊訪問控制權(quán)限和8種控制塊設(shè)置權(quán)限，超出這16種權(quán)限的其他代碼組合，將直接引起錯(cuò)誤設(shè)置而使卡片報(bào)廢!

④ 極端權(quán)限：當(dāng)塊3的存取控制位C13C23 C33 = 110或者111時(shí)，稱為極端權(quán)限。除特殊應(yīng)用外一般不被使用!啟用前認(rèn)真權(quán)衡對(duì)密碼讀寫，存取控制的鎖死是否必要，否則，數(shù)據(jù)加密后即使有密碼也無法讀取被鎖死的數(shù)據(jù)區(qū)塊(看不見)!

⑤ 設(shè)備低劣：低劣的設(shè)備將直接影響卡的讀寫性能。對(duì)MF卡進(jìn)行塊3編程操作的設(shè)備，特別要求其性能必須十分可靠，運(yùn)行十分穩(wěn)定!建議選用由飛利浦公司原裝讀寫模塊構(gòu)建的知名讀寫機(jī)具!

⑥編程干擾：在對(duì)塊3進(jìn)行編程操作時(shí)，不可以有任何的"IO"中斷或打擾!包括同時(shí)運(yùn)行兩個(gè)以上程序干擾甚至PC機(jī)不良的開關(guān)電源紋波干擾等，否則，不成功的寫操作將造成某個(gè)扇區(qū)被鎖死的現(xiàn)象，致使該扇區(qū)再次訪問時(shí)出錯(cuò)而報(bào)廢。

⑦ 數(shù)據(jù)出錯(cuò)：在臨界距離點(diǎn)上讀卡和寫卡造成的。通常的讀卡，特別是寫卡，應(yīng)該避免在臨界狀態(tài)(剛能讀卡的距離)讀卡。因?yàn)榕R界狀態(tài)下的數(shù)據(jù)傳送是很不穩(wěn)定的!容易引起讀寫出錯(cuò)!

⑧ 人為失誤：例如，密碼加載操作失誤，誤將KeyA加載為KeyB；或者是誤將其他制卡廠約定的初始密碼值如a0a1a2a3a4a5，b0b1b2b3b4b5加載到本公司生產(chǎn)的MF1卡內(nèi)；或者在初始狀態(tài)下(密碼A=000000000000【隱藏狀態(tài)，實(shí)際為ffffffffffff】，控制位=FF07 80 69，密碼B=ffffffffffff【可見】)若不經(jīng)意地將KeyA=000000000000刪除后又重新輸入12個(gè)"0"，并加載了它!這時(shí)無意中已將KeyA原來12個(gè)隱藏的"f"，修改成了12個(gè)"0"，其后果可想而知!

⑨ 卡片失效：讀寫均無數(shù)據(jù)傳送，讀寫器報(bào)告"尋卡錯(cuò)誤"!卡片被超標(biāo)扭曲，彎曲而造成內(nèi)電路斷裂。

⑩ 讀寫距離過近：與用戶使用的讀寫器性能有關(guān)。標(biāo)準(zhǔn)型MF1卡的讀寫距離可達(dá)10cm(在飛利浦公司的標(biāo)準(zhǔn)讀寫機(jī)具上測(cè)試的最大距離)，國產(chǎn)知名品牌讀寫器一般可達(dá)5-10cm。尺寸較小的匙扣卡，其讀寫距離當(dāng)然比標(biāo)準(zhǔn)卡近許多，但只要可靠的讀寫距離≥5～10mm以上，一般不會(huì)影響正常使用!

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制卡廠商責(zé)任與義務(wù)
1、MF1卡相關(guān)控制位的算法與設(shè)置，依據(jù)于飛利浦公司的《 Mifera 1 IC S50 》的PDF原始文檔，本文檔僅供客戶參考，如有不當(dāng)之處，應(yīng)以原始文檔為準(zhǔn)!客戶可重點(diǎn)對(duì)照參考第12～15頁的原始英文說明；

2、MF1卡芯片電路均采用飛利浦公司原裝產(chǎn)品，品質(zhì)可靠，性能穩(wěn)定；

3、MF1卡均經(jīng)嚴(yán)格的測(cè)試，保證出廠的正品率≥99。9%；

4、客戶在收到MF1卡的90天內(nèi)，務(wù)必盡快使用廠商默認(rèn)值對(duì)卡的所有區(qū)塊進(jìn)行讀寫檢測(cè)，超期恕不受理；

5、如果在廠商默認(rèn)狀態(tài)下(保持控制位存取控制值為FF078069，KeyA=KeyB=FFFFFFFFFFFF)不能正確讀寫數(shù)據(jù)，屬產(chǎn)品質(zhì)量問題，請(qǐng)?jiān)隍?yàn)收期內(nèi)盡快與制卡商聯(lián)系!屬制卡工藝引起的，由制卡商負(fù)責(zé)解決；確屬芯片質(zhì)量引起的，制卡商有義務(wù)聯(lián)系飛利浦公司的相關(guān)芯片供貨商協(xié)調(diào)解決；

6、如果客戶已經(jīng)改寫了控制位的值(例如將默認(rèn)值FF078069改寫為08778F69)，表明客戶已經(jīng)認(rèn)可MF1卡質(zhì)量，而后出現(xiàn)的操作失誤問題(例如丟失KeyB而不能再改寫數(shù)據(jù)塊等等)，屬客戶責(zé)任，與供貨商產(chǎn)品質(zhì)量無關(guān)!

7、通常，本廠生產(chǎn)的MF1卡內(nèi)已具有廠商代碼和保修代碼，客戶返回有問題的MF1卡經(jīng)檢測(cè)若非本廠卡，首次退還不予解決，在退卡登記名冊(cè)再次出現(xiàn)非本廠卡，則一律沒收，敬請(qǐng)?bào)w諒!

8、制卡商可依據(jù)客戶要求，義務(wù)提供飛利浦公司相關(guān)《 Mifera 1 IC S50 》等原始文檔(英文PDF文檔)。

9、本廠技術(shù)性文檔為訂貨合同必須附件，客戶可以廣為散發(fā)傳播，但必須同意保證本文檔的完整和不被修改!

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總結(jié)

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