校园手机一卡通相关技术研究

　　摘要：随着计算机技术进一步成熟和校园信息化建设的日趋完善,数字化校园管理成为高校各项管理工作中首要的、全新的管理模式。而校园手机一卡通是将校园卡与手机卡集成于同一张卡，原来校园一卡通系统的主要功能，现在都可以用手机扩展功能来实现。因此本文对校园手机一卡通相关技术进行了研究。

　　关键词：校园,手机一卡通,技术

　　1.引言

　　校园一卡通系统是目前校园信息化建设必不可少的部分,是将校园综合管理和金融服务融于一体的多功能复合系统。校园一卡通结合学校正在进行的统一身份认证、人事、学工等 MIS 和应用系统等建设。通过共同的身份认证机制，实现数据管理的集成与共享，可以避免重复投入，提高建设进度，为系统间的资源共享打下基础。

　　目前手机已成为人们日常生活中必不可少的工具,在城市中大约90%以上的人,每人拥有一部手机,有的人甚至拥有两部以上的手机。用手机作为钱包支付业务在国外已开展了许多年了,2004 年日本就推出了城市一卡通业务。目前RF-SIM 移动支付(又称手机支付)方案已被业内广泛认可。据相关机构统计，2010 年 RF-SIM 卡的发卡量将达到 400-500 万张，2012 年将达到 2K-3K 万左右.每张就按 100 元计算，就有近 20-30 亿的市场空间。

　　校园手机一卡通系统的建设和顺利实施必须具备一定的条件，从技术上说：校园手机一卡通系统涉及网络、数据库、通讯、智能卡和机具等。随着计算机技术的发展和应用，计算机硬件、软件、网络和数据库已非常成熟。而智能卡技术及其机具制造技术的迅速提高使得各种“一卡通”的应用系统如雨后春笋般涌现，并在各个行业发挥了良好的经济和社会效益。

　　面对日益严重的信息安全问题，信息化管理系统的建设，特别是校园手机一卡通这样覆盖面广、使用频率高、涉及资金和重要信息的系统建设，没有足够的安全技术手段将难以保证系统的正常运行，校园手机一卡通系统的安全包含网络、系统、数据、交易等多方面。随着网络安全技术、数据加密技术等安全技术手段的发展，只要充分考虑系统安全需要，从网络、系统、机具等多方面建立周密、完善的安全保障体系，是完全能够保证校园手机一卡通系统的安全、可靠和稳定。所以从技术可行性分析，目前校园手机一卡通系统的建设已具有完善的技术条件。

　　用户可以用 RFID-SIM 卡的手机进行刷手机消费、刷手机开门、刷手机出入图书馆、刷手机乘坐校园巴士等等，可以通过短信、WAP 等方式实现排课、会议、图书借阅、消费情况、账户信息等各种信息的互动查询，可实现各种信息的指定下发，具有通知、提醒的功能，并可通过短信、UTK 菜单等方式实现空中圈存，为师生对校园卡充值提供了极大的方便。

　　2.手机一卡通

　　将传统的学生卡/员工卡功能集成到具有RFID功能的SIM卡中，在获得了运营商的放号授权后，手机用户除了可享受通信服务以外，还可刷手机实现门禁考勤等身份认证类服务、食堂超市等小额消费类服务、信息获取发布服务以及其他手机支付消费服务。如图1所示。

　　按照手机刷卡的应用划分，分为城际消费领域和固定消费领域(如校园、企业);后者由于经常会拓展一些校园内的其他应用，例如考勤、门禁、车辆出入、图书借阅、机房上机等，构成“手机一卡通”。

　　3.手机一卡通技术标准

　　国内目前主流的手机一卡通技术主要有“SIMPASS”和“RF-SIM”两种，SIMPASS 与 RF-SIM 的区别如图2所示。

　　SIMPASS 实际上是一种双界面的 SIM 卡。不同于传统 SIM 卡仅有金属的接触界面，SIMPASS还具有通过天线进行无线射频通信的非接触界面。这样，装在手机里的 SIMPASS 不但可以发挥 SIM 卡的通信作用，同时也把手机变成了一张非接触智能卡。这种方案的好处是它具有和现有一卡通设备比较好的兼容性，其技术实质是 13.56MHz 的 CPU 卡，但是由于这种“复合性”使其耐用性和方便性大了折扣。RF-SIM 卡其实就是一种带有射频功能的 SIM 卡，工作的频段为 2.4G，具有极高的安全性，它将完全独立的 RF 射频通道与金融级的安全芯片集成在了一起，所以具备金融级交易安全，符合 EMV 电子信用卡及 PBOC2.0 的规范要求，支持空中开卡和充值等功能;数据在空中传输时采取自动 TDES 加密，有效防止防窃听数据，同时支持刷卡时双向认证;由于是我国自主研发并投入运营的，因此技术上较为成熟可靠，同时申请了全球 PCT 保护。用户不需要更换手机终端，而只是简单的更换一张 RF-SIM 手机卡即可实现身份识别、权限认证等功能，可广泛应用于各项公共事业领域。

　　4.与智能卡技术比较

　　现在市场上流行的 IC 卡校园一卡通系统普遍采用的是飞利浦公司 Mifare技术，包括 S50 型或者 S70 型以及国产兼容型卡，手机一卡通的智能卡部分与之相比有如下区别：

　　4.1组成结构方面

　　手机一卡通卡片内嵌的是具有微处理芯片的 CPU 卡，可执行加密运算和其它操作，存储容量较大，能应用于不同的系统;MIFARE 卡是一种单一的存储卡，主要特点是内部有 EEPROM，但存储容量较 CPU 卡小，使其在用途方面扩展性相对较差。

　　(1)MIFARE 卡卡内的集成电路具有逻辑加密和 EEPROM(电擦除存储器)。

　　(2)CPU 卡卡内的集成电路包括中央处理器(CPU)、EEPROM、随机存储器(ROM)、以及固化在只读存储器(ROM)中的片内操作系统(COS)，有的卡内芯片还集成了加密运算协处理器以提高安全性和工作速度，使其技术指标远远高于 MIFARE 卡。

　　(3)CPU 卡由于具有微处理功能，使得在交易速度以及数据干扰方面远远高于 MIFARE 卡，且具有更高的防冲突机制。

　　4.2安全性能方面

　　由于手机一卡通内嵌的 CPU 卡中有微处理器和卡操作系统(COS)，当 CPU卡进行读写时，可进行加密和解密算法，卡片和卡设备之间需要进行多次的相互密码认证，提高了系统的安全性能，对于防止伪卡的产生有很好的效果。

　　5.手机一卡通的分区应用

　　在智能卡校园一卡通中，我们通常会将卡片按照原有的分区进行格式化，形成不同的应用区间，如用于消费的、考勤、身份识别的等等;类似的，在校园手机一卡通应用中，我们同样会在手机一卡通卡上开辟不同的“区域”，用于存放不同的信息。而且由于手机卡上有 COS(操作系统)，我们可以更加灵活的分配每个区域的大小和在卡上的记录位置。通常的，在校园应用中有如下必须的划分：

　　5.1主钱包

　　主钱包通常用于存放金额较大的现金，如银行自助圈存充值、用户现金充值以及发放的各种补助津贴等账目，每项支出都生成流水并计入总账，同步给一卡通中心数据库，主钱包主要用在刷卡频率较高且金额较大的地方，如：食堂用餐消费、机房上机收费、医院收费、超市购物消费、代收代付各种费用等。

　　5.2小钱包

　　小钱包通常存储的现金金额较小，或者在特定终端上使用，通常这类终端只记录本机交易总额等主要信息而不会记录交易流水;可以通过专用的转帐机，或者直接在管理中心充值，将主钱包中的部分金额转入小钱包中，独立使用，账目独立核算。小钱包系统主要应用在开水房、公寓电控、浴室、公交车等比较分散或不易联机运行的消费环境。

　　参考文献：

　　[1] 季义明,傅宇凡.手机一卡“通”行校园[J].中国教育网络,2009(12).

　　[2] 朱兰,张晓焱;校园手机一卡通的应用[J];电脑知识与技术;2010 年 24 期.

　　[3] 王天吉;校园手机一卡通市场分析[J];管理学家;2011.2.

《校园手机一卡通相关技术研究》

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