射頻識(shí)別技術(shù)漫談(16)——Mifare UltraLight

Mifare UltraLight又稱(chēng)為MF0，從UltraLight(超輕的)這個(gè)名字就可以看出來(lái)，它是一個(gè)低成本、小容量的卡片。低成本，是指它是目前市場(chǎng)中價(jià)格最低的遵守ISO14443A協(xié)議的芯片之一；小容量，是指其存儲(chǔ)容量只有512bit(Mifare S50有8192bit)。
Mifare UltraLight的512bit存儲(chǔ)容量分成16個(gè)Page，每個(gè)Page包含4個(gè)字節(jié)，如下圖所示：

Page0和Page1以及Page2的第1個(gè)字節(jié)是卡片的7字節(jié)序列號(hào)及其校驗(yàn)字節(jié)，其中BCC0=0x88⊕SN0⊕SN1⊕SN2，BCC1=SN3⊕SN4⊕SN5⊕SN6，SN0是制造商代碼，由于Mifare UltraLight是NXP公司出品，因而SN0固定為04H。Page2的第2個(gè)字節(jié)Internal作為內(nèi)部數(shù)據(jù)保留。以上共10個(gè)字節(jié)出廠時(shí)固化在存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)，用戶無(wú)法更改。

Page3是一次性燒錄(One Time Programmable,OTP)頁(yè),該頁(yè)的內(nèi)容在卡片出廠時(shí)全部被寫(xiě)為“0”，用戶使用時(shí)只能把某一位的內(nèi)容寫(xiě)為“1”，而永遠(yuǎn)也不能把“1”寫(xiě)為0，也就是說(shuō)，新寫(xiě)入的4字節(jié)內(nèi)容與卡內(nèi)原來(lái)的內(nèi)容進(jìn)行異或，異或后的結(jié)果存儲(chǔ)在卡片中。

Page4-Page15是可讀寫(xiě)的用戶數(shù)據(jù)區(qū)，出廠時(shí)其內(nèi)容初始化為0，用戶可以任意讀寫(xiě)。

Page2的第3和第4個(gè)字節(jié)用于將存儲(chǔ)區(qū)鎖定為只讀。如下圖所示，L4-L15的某一位設(shè)置為1，則對(duì)應(yīng)序號(hào)的Page內(nèi)容鎖定為只讀，每一個(gè)Page都可以單獨(dú)設(shè)置。Lotp用于鎖定Page3為只讀。“螳螂捕蟬，黃雀在后”，Lotp-L15可以鎖定別人，這些位本身又被三個(gè)BL位鎖定，BL15-10用于鎖定L15-L10，BL9-4用于鎖定L9-L4，BLotp用于鎖定Lotp。所有的這16個(gè)鎖定位也具有OTP特性，通俗的講就是這些“鎖”沒(méi)有“鑰匙”，一旦鎖死就再也改不回來(lái)了，所以鎖定時(shí)一定要小心。

Mifare UltraLight的讀寫(xiě)操作和 Mifare S50是完全兼容的，這里的“兼容”是指二者可以使用同一個(gè)讀卡器硬件，同一套軟件。當(dāng)然若軟硬件完全相同就不是兩種卡了，二者的區(qū)別主要體現(xiàn)在軟件操作上，包括以下4個(gè)方面：
一是Mifare UltraLight的卡序列號(hào)有7個(gè)字節(jié)，而Mifare S50的卡序列號(hào)只有4個(gè)字節(jié)，因此在卡片防沖突選擇階段需要兩層(Cascade，93H和95H)操作；
二是Mifare UltraLight沒(méi)有密碼，不需要驗(yàn)證；
三是Mifare UltraLight的Page相當(dāng)于Mifare S50的BLOCK，因此Mifare UltraLight有16個(gè)BLOCK，且每個(gè)BLOCK只有4個(gè)字節(jié)，而Mifare S50有64個(gè)BLOCK,每個(gè)BLOCK有16個(gè)字節(jié)；
四是Mifare UltraLight沒(méi)有電子錢(qián)包功能。
基于以上四點(diǎn)，在Mifare S50的程序中在卡請(qǐng)求命令成功執(zhí)行后，如果判斷卡類(lèi)型字節(jié)為Mifare UltraLight(0044H),則在之后的操作中增加第二層防沖突選擇，卡選擇成功后直接對(duì)卡片的0-15塊進(jìn)行讀寫(xiě)操作，每次讀寫(xiě)只關(guān)注前4個(gè)字節(jié)，不使用電子錢(qián)包功能，這樣就可以兩種卡片完全兼容了。
Mifare UltraLight適合一次性、不需要回收的低成本的電子票證、景區(qū)門(mén)票等場(chǎng)合的解決方案，據(jù)說(shuō)推出Mifare UltraLight的本來(lái)目的是想與125KHz的ID卡競(jìng)爭(zhēng)，并作為磁條卡的替代方案。從目前的情況看，Mifare UltraLight與ID卡的競(jìng)爭(zhēng)情況并不樂(lè)觀，而磁條卡的替代品也大多是ID卡。

審核編輯 黃宇