Przegląd karty katalogowej MIFARE DESFire EV1

MIFARE DESFire EV1 – arkusz danych (PDF)

Przegląd arkusza danych MIFARE DESFire EV1

MIFARE DESFire EV1 to bezstykowy, wieloaplikacyjny układ scalony pracujący z częstotliwością 13,56 MHz, przeznaczony do bezpiecznych transakcji zbliżeniowych, w których liczą się szybkość, interoperacyjność i kontrolowane zarządzanie pamięcią. Ten arkusz danych jest przydatny dla inżynierów, producentów kart, integratorów systemów i zespołów zakupowych oceniających, czy MF3ICD(H)21, MF3ICD(H)41 lub MF3ICD(H)81 pasuje do projektu karty RFID, biletowania, kontroli dostępu lub płatności. Układ jest zgodny z ISO/IEC 14443 Typ A na wszystkich czterech poziomach protokołu i obsługuje wybrane polecenia APDU zgodne z ISO/IEC 7816-4, co ułatwia współpracę z istniejącą infrastrukturą czytników HF.

W porównaniu z prostymi układami pamięci obsługującymi wyłącznie UID, MIFARE DESFire EV1 jest tworzony z myślą o systemach wymagających wielu chronionych aplikacji na jednym nośniku. Pojedynczy PICC może obsługiwać do 28 aplikacji, a każda aplikacja może zawierać do 32 plików. Rozmiar pliku jest określany w momencie jego utworzenia, co pozwala programiście rozdzielić w ramach jednego nośnika bilety komunikacyjne, uprawnienia dostępu, wartość przechowywaną, funkcje lojalnościowe lub zapisy usługowe. Ta elastyczna architektura sprawia, że układ nadaje się do kart RFID, kart tranzytowych, identyfikatorów pracowników, nośników eventowych i innych niestandardowych formatów kart inteligentnych.

Podstawowe parametry interfejsu RF i pamięci

Komunikacja 13,56 MHz ISO/IEC 14443A

Układ jest zasilany polem RF i nie wymaga baterii w gotowym nośniku. Jego częstotliwość pracy wynosi 13,56 MHz, a bezstykowe szybkości transmisji danych to 106 kbit/s, 212 kbit/s, 424 kbit/s oraz do 848 kbit/s. Odległość działania może sięgać do 100 mm, choć rzeczywiste parametry zależą od mocy czytnika, geometrii anteny, konstrukcji inlayu, materiału karty i warunków instalacji. Antenę i strukturę gotowej karty należy testować razem.

Integralność danych zapewniają CRC, kontrola parzystości, kodowanie bitowe, zliczanie bitów oraz deterministyczna antykolizja. Mechanizm antykolizji pozwala na obecność więcej niż jednego nośnika MIFARE DESFire EV1 w polu czytnika i umożliwia czytnikowi wybór docelowego nośnika w celu przeprowadzenia czystej transakcji. Każde urządzenie ma unikalny 7-bajtowy identyfikator, a opcjonalny tryb losowego ID jest dostępny, gdy wymagany jest projekt systemu zorientowany na prywatność.

Opcje pamięci EEPROM 2 kB, 4 kB i 8 kB

Rodzina MIFARE DESFire EV1 oferuje opcje nieulotnej pamięci o pojemności 2 kB, 4 kB i 8 kB. Arkusz danych podaje 10-letnie przechowywanie danych oraz typową wytrzymałość zapisu wynoszącą 500 000 cykli, co czyni układ odpowiednim do codziennie używanych nośników, które mogą być wielokrotnie aktualizowane. Obsługiwane typy plików obejmują standardowe pliki danych, pliki danych z kopią zapasową, pliki wartościowe z kopią zapasową, liniowe pliki rekordów z kopią zapasową oraz cykliczne pliki rekordów z kopią zapasową. Taka struktura jest przydatna, gdy dzienniki, salda, liczniki, uprawnienia i zapisy usługowe muszą być obsługiwane oddzielnie w obrębie jednego układu.

Architektura bezpieczeństwa i ochrona transakcji

Uwierzytelnianie i szyfrowana komunikacja RF

MIFARE DESFire EV1 posiada certyfikat Common Criteria EAL4+ dla sprzętu i oprogramowania. Jego funkcje zabezpieczające obejmują wzajemne uwierzytelnianie trójprzebiegowe, uwierzytelnianie na poziomie aplikacji, jeden klucz główny karty oraz do 14 kluczy na aplikację. Układ zawiera sprzętowy DES z kluczami 56-bitowymi, 112-bitowymi i 168-bitowymi, a także sprzętowy AES z kluczami 128-bitowymi. Obsługa CMAC i szyfrowanie danych w kanale RF pomagają chronić autentyczność i poufność danych podczas komunikacji bezstykowej.

Samozabezpieczający się system plików oraz zorientowany transakcyjnie automatyczny mechanizm odporności na przerwanie są istotne w rzeczywistych wdrożeniach. Gdy operacja wpływa na strukturę plików, na przykład podczas tworzenia aplikacji, usuwania aplikacji lub zmiany kluczy, mechanizm wycofywania pomaga zapobiec uszkodzeniu plików. W przypadku typów plików z kopią zapasową zorientowana transakcyjnie kopia zapasowa chroni integralność na poziomie aplikacji. Jest to cenne w projektach płatności zamkniętego obiegu, walidacji biletów komunikacyjnych, ewidencji czasu pracy i kontroli dostępu, w których przerwana transakcja nie powinna pozostawić nośnika w niespójnym stanie.

Zastosowanie w niestandardowych produktach RFID

Karty, bilety, opaski na rękę i bezpieczne nośniki

Arkusz danych MIFARE DESFire EV1 wskazuje komunikację publiczną, bezpieczne zarządzanie dostępem, e-płatności zamkniętego obiegu, biletowanie wydarzeń i administrację elektroniczną jako główne przypadki użycia. Z punktu widzenia produkcji układ można osadzić w kartach ISO, niestandardowych biletach, brelokach lub nośnikach noszonych na ciele, w zależności od wymagań dotyczących anteny i obudowy. Dla hoteli, biur, kampusów, obiektów rekreacyjnych i operatorów transportu wspiera strategię jednego nośnika, w której dostęp, płatność, tożsamość i zapisy usługowe mogą współistnieć w jednym produkcie bezstykowym.

W projektach opartych na kartach DESFire EV1 można rozważyć do identyfikatorów pracowniczych, kart kampusowych, kart członkowskich, kart transportowych oraz bardziej bezpiecznych kart hotelowych, gdy platforma czytnika i oprogramowanie są zgodne. W projektach eventowych i rekreacyjnych można go również wykorzystać w opaskach na rękę RFID, gdy konstrukcja gotowej opaski zapewnia odpowiednią antenę HF i stabilny komfort noszenia. Ostateczna forma produktu musi być dopasowana do pojemności układu, rozmiaru anteny, procesu drukowania, materiału laminatu i oczekiwanej odległości odczytu.

Uwagi dotyczące zgodności, obudowy i personalizacji

Platforma czytnika i obsługa ISO/IEC 7816

Układ obsługuje strukturę komunikatów APDU zgodną z ISO/IEC 7816-3 oraz wybrane polecenia ISO/IEC 7816-4, w tym SELECT FILE, READ BINARY, UPDATE BINARY, READ RECORDS, APPEND RECORD, GET CHALLENGE, INTERNAL AUTHENTICATE i EXTERNAL AUTHENTICATE. Opisano go również jako zgodny z istniejącą platformą sprzętową czytników MIFARE. Mimo to zatwierdzenie powinno obejmować testy czytników, testy personalizacji aplikacji oraz weryfikację zarządzania kluczami, ponieważ wydajność zabezpieczeń zależy także od oprogramowania układowego czytnika, strategii SAM, konfiguracji backendu i oprogramowania.

Informacje o zamawianiu obejmują opcje pociętych waferów 8-calowych o grubości 120 µm na ramce filmowej oraz opcje plastikowych modułów bez wyprowadzeń w obudowie SOT500-2. Wymieniono wersje o standardowej i wysokiej pojemności wejściowej, w tym warianty 17 pF i 70 pF. Opcja o wysokiej pojemności może być przydatna w projektach o niewielkich gabarytach. W przypadku produkcji niestandardowej należy potwierdzić rozmiar pamięci, pojemność, formę dostawy, projekt anteny, proces łączenia, wymagania dotyczące kodowania, grafikę i zasady numeracji seryjnej przed rozpoczęciem produkcji masowej.

FAQ dotyczące arkusza danych MIFARE DESFire EV1

Do czego głównie służy MIFARE DESFire EV1?

MIFARE DESFire EV1 jest używany głównie do bezpiecznych bezstykowych nośników HF w projektach komunikacji publicznej, kontroli dostępu, płatności zamkniętego obiegu, biletowania wydarzeń i administracji elektronicznej. Wybiera się go, gdy projekt wymaga czegoś więcej niż prosty układ z UID, zwłaszcza gdy na jednym nośniku RFID potrzebne są liczne aplikacje, chronione pliki, szyfrowana komunikacja i integralność transakcji.

Jakie rozmiary pamięci są dostępne dla MIFARE DESFire EV1?

Rodzina obejmuje opcje pamięci EEPROM 2 kB, 4 kB i 8 kB. Właściwy wybór zależy od tego, ile aplikacji, plików, rekordów, liczników i bezpiecznych elementów danych musi przechowywać projekt. Prosty nośnik dostępu może wymagać mniej pamięci, natomiast wielousługowa karta transportowa lub kampusowa może skorzystać z większej wersji.

Czy MIFARE DESFire EV1 obsługuje zabezpieczenia AES?

Tak. Układ zawiera sprzętowy AES z kluczami 128-bitowymi, opcje sprzętowego DES i 3DES, obsługę CMAC, uwierzytelnianie na poziomie aplikacji oraz szyfrowaną komunikację w kanale RF. Te funkcje czynią go odpowiednim dla systemów, w których ochrona danych, dywersyfikacja kluczy, bezpieczna personalizacja i uwierzytelnione transakcje są ważniejsze niż samo odczytanie numeru seryjnego.

Jakiej odległości odczytu można oczekiwać?

Arkusz danych podaje odległość działania do 100 mm, ale nie jest to stała gwarancja dla każdego gotowego produktu. Rzeczywista odległość odczytu zależy od mocy wyjściowej czytnika, geometrii anteny, struktury karty lub tagu, otaczających materiałów i finalnego procesu produkcyjnego. Próbki należy przetestować z docelowym czytnikiem przed potwierdzeniem specyfikacji produkcji masowej.

Czy MIFARE DESFire EV1 można stosować w produktach innych niż karty?

Tak, można go stosować w różnych formach nośników, jeśli antena i obudowa są prawidłowo zaprojektowane. Poza kartami ISO może być odpowiedni do biletów, breloków, opasek na rękę i kompaktowych nośników inteligentnych. Małe produkty wymagają starannego dopasowania pojemności wejściowej, powierzchni anteny, metody łączenia, wytrzymałości mechanicznej i oczekiwanej wydajności odczytu.

Czy jest zgodny ze standardowymi czytnikami RFID HF?

MIFARE DESFire EV1 jest zgodny z ISO/IEC 14443 Typ A i obsługuje ISO/IEC 14443-4, ale praktyczna zgodność zależy od oprogramowania układowego czytnika i warstwy aplikacji. Czytnik, który potrafi wykryć karty HF, może nadal wymagać obsługi poleceń DESFire, konfiguracji zabezpieczeń i prawidłowego zarządzania kluczami, aby wykonać chronione operacje odczytu, zapisu i uwierzytelniania.

Co należy potwierdzić przed zamówieniem produktów niestandardowych z tym układem?

Przed zamówieniem należy potwierdzić rozmiar pamięci, wersję układu, pojemność, rozmiar anteny, formę gotowego produktu, oczekiwany zasięg odczytu, format kodowania, strategię kluczy, zasady personalizacji, grafikę do druku oraz model docelowego czytnika. W przypadku systemów bezpiecznych walidacja próbek powinna obejmować testy uwierzytelniania, testy transakcji, zachowanie odporności na przerwanie oraz sprawdzenie integracji oprogramowania przed produkcją wielkoseryjną.