从证卡到手机：支付和认证的必由之路

　　 随着人类社会市场行为和商品经济的发展，购买的支付方式在不断变化，从以物易物到货币的出现，从现金到代金券的流行，从预付卡到借记卡，从卡片支付到手机支付。这种变迁标志着人类交易活动趋于频繁，表示了商品经济的发展和繁荣，也表现了人们交易中对支付便捷方式的诉求。21世纪开始前后的这段时间，是信息技术空前发达的年代，这个时代互联网和移动通信的迅猛发展催生了许许多多的技术，交易中的支付方式则必然发生翻天覆地的变化。证卡和手机正是这个时代的产物，也为货币的“电子化”提供了机会。

　　1 支付方式的演变 

　　随着历史的变迁，人们的购物支付方式发生过两次重大的变化：以物易物等价交换 —〉 贵重金属的等价值支付 —〉 货币支付。随着社会的安定，前面两种形式几乎已经荡然无存。

　　1.1 支付方式的变迁
　　在货币支付上也在从货币本身向着电子货币逐渐变化 ：货币—〉代金券（支票等）—〉 接触式卡—〉非接触卡—〉移动（手机）—〉网络（电话或电子银行）—〉尽管这几种形式现在都在应用，但是其趋向是明显的，即人们的支付方式已经从纸质货币向电子货币转变，而电子货币的自身改变表现为货币载体的变化。

　　1.2 大额与小额支付
　　电子货币的支付从金额上讲，有（1）小额支付与（2）大额支付。这样区分的主要目的在于安全性。因为人们对小额与大额的在意程度大不相同。但二者的区分在哪里？到底是10美元还是100美元很难界定，多少有一定的“相对”概念。

　　1.3 预付款与后付款
　　根据支付发生在购物之前还是之后，分为预付款与后付款。先把一定金额的钱寄存在买方与卖方之间的第三方手里，实际上是预先支付。例如“电子钱包”、交通卡，虽说是随用随付，实际上是预先支付。“钱包”虽在消费者手中，但里面的金额早已预付。后付款是一种信用支付的形式，卖方或第三者信任买方，可以先让买方把货品拿走，事后支付。因为结算设定了一定的时间间隔或期限，例如一个月一次结算，只要买方在结算日之前把钱存入相应的银行账户即可。但是，到期因为账户余额不足无法结算，就算“透支”。或是根据规定连本带利支付，或是作为信誉不良的记录被列入“黑名单”，买方从此失去信用。
　　预付款一般用于小额支付，后付款一般用于大额支付。

　　上述变迁的实现所依存的是社会的稳定和技术的进步。例如，没有安定的国家制度，货币制度就不能实现。没有当今技术的飞跃发展，电子货币也就是一句空话。

　　2 证卡的历史功绩 

　　支付的手段开始从直接的货币发展为证卡，大约经历了200-300年的时间，各种形式的支票、银票等代金券是早期出现并延续至今的常见形式。代金券几乎都是一次性使用。20-30年前，这种支付更加频繁，重复利用成为必要和可能，于是出现了卡片形式的支付。尽管我们主要讲的是支付，但是卡片往往是要与人的身份相联系的，也就是常常要以持卡人的身份来作为信用凭证，如果有了预付款充值，不与持卡人“挂钩”亦可。因此支付用的卡与证件的卡可以视为等同。

　　2.1 证卡的大小
　　通常证卡的长75mm，宽45mm，厚度因工艺和材料有所不同，这种尺寸与名片大小相当，十分便于携带。

　　2.2 证卡的功能
　　大凡证卡的应用，有身份辨识（会员、公民身份、职工、门禁、外国人滞留）和代金支付（银行、信用、购餐、交通、医疗、预付购物）两种功能。

　　2.3 自动化功能
　　（1） 手工，有时借助设备；
　　（2） 半自动，以阅读器为主；
　　（3） 全自动，以读写器为主。与NFC（Near Field Communication， RFID的一种）所配合的识读几乎都要通过手工。做不到全自动，只有利用超高频（UHF，微波）才有可能实现全自动。

　　2.4 证卡应用举例
　　根据材质或原理，证卡应用有如下几类：
　　（1）纸板卡（目视）：公交月票、饭票、一代居民身份证
　　（2）磁条卡（接触式磁头）：公交卡、电话卡
　　（3）IC卡（IC读头）：电话卡、医疗卡、信用卡
　　（4）条码卡（激光扫描解码）：门票
　　（5）高频非接触卡（电磁读头）：公交一卡通、校园一卡通、购物卡、二代居民身份证
　　（6）超高频非接触卡（电波读头）：家校通卡 

　　3 证卡的保密防伪和数据传送 

　　NXP公司的Mifare芯片在全球非接触支付卡的市场占有率超过75%，门禁等安全控制领域也大量采用了Mifare卡。

　　3.1 安全悬念
　　遗憾的是，自2007年以来，Mifare芯片的密钥逐步被破解。最新资料表明，一种新的攻击能够在300次查询内获得任意扇区的密钥。还有一种攻击获得密钥仅需要40毫秒。这将造成比较严重的危害。目前有关方面正在采取相关措施弥补被解密带来的安全隐患。从这个事件中，我们知道保密措施的重要性。非接触卡代替磁卡用作银行卡和信用卡已经探讨了一段时间，但还没有最终方案。原因不在于是否非接触这一点所引发的安全质疑，主要在于这是一种新的方式，采用每种新方式之前都要做充分的探讨。

　　3.2 保密和防伪
　　根据原理或方式，常见的保密和防伪有以下各种方法：
　　（1）签名:信用卡
　　（2）公章、钢印、照片：公交月票、饭票
　　（3）激光全息塑料薄膜、照片：一代居民身份证
　　（4）数据网络验证、密码：信用卡、银行卡
　　（5）软件、硬件：IC卡、非接触高频卡、超高频卡
　　（6）互联网、无线局域网：手机
　　（7）RFID：手机、非接触卡等
　　（8）芯片密钥：非接触卡、手机
　　（9）生体认证（例如指纹、静脉、虹膜、声纹）：手机
　　（10）数字签名：手机
　　实际上Mifare卡具有防止攻击的能力。例如卡片具有唯一的序列号、数据通信加密、双向验证密码、在操作前要与读写器进行三次相互认证等等。尽管如此严密还遭遇到破解的困扰，可见安全防范的重要性。随着电子信息化的推进、防伪保密性能日渐完善，随着手机支付的普遍应用，安全措施层出不穷。有的甚至做到二重、三重、多重保密与防伪。

　　3.3 数据传输方式 
　　电子方式的数据传输有接触与非接触两种方式。
　　顾名思义，使用有线接口或无线接口决定了能否实行非接触传输。
　　红外（家电遥控器）、蓝牙、条码等等都是非接触的，因为不常用于证卡和手机，不列入我们的话题。RFID（包括NFC）为我们在证卡应用上提供了迄今为止最理想的接口方式。因此我们讨论的接触与非接触主要区别在于是否使用RFID。
　　观察这两种卡的不同在于卡面上是否有铜制的黄色电极（俗称铜片）。

　　3.4 非接触方式的优点
　　非接触卡的优点显而易见：
　　（1）不受“看到”与否的限制，使用时有时可以放在手提包内不拿出来也可以“刷”卡；
　　（2） 免去了插拔证卡的手续，只需将卡放在读写器近旁晃动一下，数据便可以迅速成功传递，因此大大短缩所需时间；
　　（3） 没有电极磨耗，节约金属资源
　　（4） 为“进驻”手机用作移动证卡提供了技术手段，反之，接触方式的证卡几乎不能够植入手机。
　　因此可以说证卡技术从接触式变为非接触式是一个了不起的飞跃。本文所述证卡主要是接触与非接触的IC卡。
　　像同方瑞安等企业为了使证卡适用于传统型接触IC卡和新型非接触卡IC卡，开发了一些双界面卡，即把接触与非接触两种方式融为一体。后文将要介绍的手机中用来附加证卡功能的SIM卡也是一种双界面卡。也就是说双界面卡具有两种数据传输方式。

　　4 证卡的“智能” 

　　由于接触卡进化成非接触卡，因为引入了RFID技术而鼓噪一时，常常被称为“智能卡”。其实所谓智能卡是从英语的Smart Card翻译过来的。那只是一种“商品名”，所以没有必要使用汉语中具有非常实际意义的名称的“智能”望文生义地去与“Smart”来对号入座。

　　4.1 计算功能
　　智能与否主要取决于能否进行数字计算，号称“CPU卡”的证卡，如果内部的确装有CPU因而可以进行计算就可以认为是“智能卡”。当然，如果给非接触卡取一个好听的商品名的话，就没有必要追究其是否真正能够计算了。很多情况下，计算不在卡内进行而是在读写器里进行，证卡的主要作用在于存储信息。
　　由于非接触卡是“后起之秀”，与接触卡不同的是要利用电磁和电波传递数据并需要解决非接触带来的一系列问题。所以，一般说来，非接触卡比接触卡要复杂，且具有先进性。

　　4.2 存储功能
　　为了做到智能化，存储器的大小可以说也是一种因素，它不但可以存储信息，还可加快计算速度，因为计算的中间结果需要耗费一定的存储空间。磁卡是磁性介质存储信息的，其信息量很少，只是小小的存储器。而卡片一旦进入IC阶段，存储容量可以飞速提高。IC卡可以向U盘那样，做成数GB甚至数十GB都不成问题。

　　4.3 速率
　　计算和数据传输速率也应该作为评价智能高低的指标。除了元器件的性能和存储器容量大小之外，速率还取决于数据传输规格和所使用的接口。