NFC閱讀器設(shè)計(jì)與安全性研究.pdf

1、射頻識別是一種用來識別目標(biāo)的無線通信技術(shù)，它是基于閱讀器和應(yīng)答器的系統(tǒng)，應(yīng)答器利用閱讀器產(chǎn)生的磁場來工作。如今 RFID技術(shù)已被用來替代條形碼，常用于門禁控制、電子護(hù)照和身份識別等方面。NFC近場通信，在單一芯片上結(jié)合感應(yīng)式讀卡器、感應(yīng)式卡片和點(diǎn)對點(diǎn)的功能，能在短距離內(nèi)與兼容設(shè)備進(jìn)行身份識別和數(shù)據(jù)交換。NFC具有雙向連接和識別的特點(diǎn)，工作于13.56MHz頻率范圍，作用距離為10厘米左右，是RFID技術(shù)的擴(kuò)展，支持106kpbs、212

2、kpbs和424kbps三種不同的數(shù)據(jù)速率。NFC技術(shù)同時(shí)也兼容應(yīng)用廣泛的ISO14443 TypeA、B以及Felica標(biāo)準(zhǔn)非接觸式智能卡的基礎(chǔ)架構(gòu)。
　　傳統(tǒng)的讀卡器一般只支持指定類型卡片的讀寫，基于NFC技術(shù)的閱讀器不僅具有傳統(tǒng)的高頻RFID閱讀器功能，而且可以識別多種不同類型的卡，并支持TypeA的模擬功能與NFC點(diǎn)對點(diǎn)通信功能，能夠在多個(gè)電子設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)簡單而安全的交互。本文主要做了如下幾個(gè)方面的工作。首先介紹了RFID

3、技術(shù)及其相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)，特別是本閱讀器支持的ISO14443和ISO18092標(biāo)準(zhǔn)。然后詳細(xì)描述了NFC閱讀器設(shè)計(jì)過程。硬件設(shè)計(jì)采用了Cortex M3內(nèi)核的32位處理器STM32F103和NFC控制器PN532芯片，分別對微處理器外圍電路、LCD驅(qū)動(dòng)電路、PN532天線設(shè)計(jì)和電源等電路進(jìn)行了詳細(xì)分析與實(shí)現(xiàn)。微處理器控制PN532芯片對智能卡進(jìn)行讀寫操作，同時(shí)顯示相關(guān)數(shù)據(jù)，并負(fù)責(zé)與客戶端軟件的通信。軟件設(shè)計(jì)包括微處理器部分和客戶端控制軟件

4、。微處理器軟件部分詳細(xì)分析了PN532的通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了LCD顯示程序、自定義HID設(shè)備的通信程序和PN532通信程序等部分。客戶端軟件部分描述了如何使用libusb函數(shù)庫進(jìn)行USB應(yīng)用程序開發(fā)，使用gcc編譯器開發(fā)了一款命令行界面的控制軟件，實(shí)現(xiàn)了與下位機(jī)的通信，能夠處理用戶輸入命令并顯示相關(guān)結(jié)果。最后對RFID安全作了相關(guān)介紹，特別是Mifare智能卡的安全漏洞，本文使用PN532開發(fā)的相關(guān)硬件工具結(jié)合現(xiàn)有的開源軟件實(shí)現(xiàn)了扇區(qū)的密鑰