一種改良式非接觸智能卡的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及智能卡技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種改良式非接觸智能卡。它包括一隨機數(shù)產(chǎn)生器，隨機數(shù)產(chǎn)生器包括偏置電路、采樣器以及并行設(shè)置的第一振蕩器和第二振蕩器，第一振蕩器與第二振蕩器為結(jié)構(gòu)相同的環(huán)形振蕩器；偏置電路同時向第一振蕩器和第二振蕩器進行供電，第一振蕩器通過采樣器對第二振蕩器的輸出信號進行采樣，所述采樣器根據(jù)采樣結(jié)果輸出種子碼。本實用新型通過對智能卡內(nèi)的隨機數(shù)產(chǎn)生器進行電路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)改進，利用一個振蕩器對另一個振蕩器進行采樣，從而利用振蕩器采用過程中抖動導(dǎo)致的不確定性來產(chǎn)生隨機源(即隨機種子碼)，以此來增強智能卡的穩(wěn)定性和信息安全性；同時，利用兩個完全相同的環(huán)形振蕩器也利于智能卡功耗的降低。
【專利說明】
一種改良式非接觸智能卡
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及智能卡技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種改良式非接觸智能卡。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種智能卡(如公交卡、銀行卡、各種會員卡等)在人們的日常生活與工作中被廣泛使用；智能卡在給人們帶來諸多方便的同時，其信息安全也變得越來越重要，特別是在智能卡通信系統(tǒng)里，信息安全更是重中之重；因此，信息加密技術(shù)在智能卡與讀卡器的通信系統(tǒng)中被廣泛使用。
[0003]目前，加密技術(shù)的安全性主要取決于每次通信時所用到的“種子”碼，而“種子”碼則是由隨機數(shù)產(chǎn)生器產(chǎn)生的;然而，在現(xiàn)有的智能卡技術(shù)中，大多數(shù)是采用偽隨機的方法產(chǎn)生“種子”碼的，偽隨機的“種子”碼是可以很容易被破解的，所以對整個智能卡的安全性構(gòu)成了很大的威脅。
[0004]因此，如何對現(xiàn)有的智能卡提出改進方案，以增強其安全性，是廣大技術(shù)人員以及廣大用戶普遍關(guān)心的技術(shù)問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實用新型的目的在于提供一種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性及安全性高、功耗低的改良式非接觸智能卡。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種改良式非接觸智能卡，它包括一隨機數(shù)產(chǎn)生器，所述隨機數(shù)產(chǎn)生器包括并行設(shè)置的第一振蕩器和第二振蕩器、連接于第一振蕩器和第二振蕩器的輸入端的偏置電路以及連接于第一振蕩器和第二振蕩器的輸出端的采樣器，所述第一振蕩器與第二振蕩器為結(jié)構(gòu)相同的環(huán)形振蕩器；
[0008]所述偏置電路同時向第一振蕩器和第二振蕩器進行供電，所述第一振蕩器通過采樣器對第二振蕩器的輸出信號進行采樣，所述采樣器根據(jù)采樣結(jié)果輸出種子碼。
[0009]優(yōu)選地，所述環(huán)形振蕩器包括順序串接的第一反相器、第二反相器、第三反相器和第四反相器，所述第四反相器的輸出端連接于第一反相器的輸入端。
[0010]優(yōu)選地，所述環(huán)形振蕩器還包括第一鎖存器和第二鎖存器，所述第一鎖存器的兩端分別連接于第一反相器與第二反相器之間和第三反相器與第四反相器之間，所述第二鎖存器的兩端分別連接于第二反相器與第三反相器之間和第四反相器與第一反相器之間。
[0011]優(yōu)選地，所述偏置電路包括第一 PMOS管、第二 PMOS管、第三POMS管、第四PMOS管、第一親合電容和第二親合電容；
[0012]所述第一PMOS管的漏極和第二 PMOS管的漏極同時作為電源連接端，所述第一 PMOS管的源極連接第三PMOS管的源極、柵極連接第二 PMOS管的柵極，所述第二 PMOS管的源極通過第二耦合電容接地，所述第三PMOS管的漏極和第四PMOS管的漏極同時接地，所述第三PMOS管的柵極連接第四PMOS管的柵極，所述第四PMOS管的源極作為偏置電流的輸出端；
[0013]所述第一耦合電容的一端同時與第一PMOS管的漏極及第二 PMOS管的漏極連接、另一端連接于第一 PMOS管的柵極與第二 PMOS管的柵極之間。
[0014]由于采用了上述方案，本實用新型通過對智能卡內(nèi)的隨機數(shù)產(chǎn)生器進行電路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)改進，利用一個振蕩器對另一個振蕩器進行采樣，從而利用振蕩器采用過程中抖動導(dǎo)致的不確定性來產(chǎn)生隨機源(即隨機種子碼)，以此來增強智能卡的穩(wěn)定性和信息安全性；同時，利用兩個完全相同的環(huán)形振蕩器也利于智能卡功耗的降低;具有很強的實用價值和市場推廣價值。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型實施例的控制系統(tǒng)原理框圖；
[0016]圖2是本實用新型實施例在采樣過程中的抖動波形圖；
[0017]圖3是本實用新型實施例的環(huán)形振蕩器的電路原理圖；
[0018]圖4是本實用新型實施例的偏置電路的電路結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進行詳細(xì)說明，但是本實用新型可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。
[0020]如圖1至圖4所示，本實施例提供的一種改良式非接觸智能卡，它包括一隨機數(shù)產(chǎn)生器，隨機數(shù)產(chǎn)生器包括并行設(shè)置的第一振蕩器I和第二振蕩器2、連接于第一振蕩器I和第二振蕩器2的輸入端的偏置電路3以及連接于第一振蕩器I和第二振蕩器2的輸出端的采樣器4;其中，第一振蕩器I與第二振蕩器2采用完全相同的環(huán)形振蕩器，偏置電路3同時向第一振蕩器I和第二振蕩器2進行供電，第一振蕩器I通過采樣器4對第二振蕩器2的輸出信號進行采樣，采樣器4再根據(jù)采樣結(jié)果輸出種子碼。
[0021]如此，當(dāng)智能卡被讀卡器喚醒時，隨機數(shù)產(chǎn)生器啟動，偏置電路3得到由讀卡器的線圈耦合所產(chǎn)生的電流后，會同時向第一振蕩器I和第二振蕩器2進行供電，而智能卡中的熱噪聲、i/f噪聲以及襯底的耦合等因素會導(dǎo)致第二振蕩器2的信號上升沿和下降沿比第一振蕩器I的信號超前或者延遲(即在采樣過程中會產(chǎn)生抖動，如圖2所示)，如此便會使第一振蕩器I通過采樣器3對第二振蕩器2的輸出信號進行隨機采樣;而這種采樣的輸出是不確定且不可預(yù)見的，因而由采樣器4根據(jù)采樣結(jié)果所輸出的信號就可以作為隨機數(shù)的種子碼，通過這種方式有利于增強智能卡的穩(wěn)定性和安全性。
[0022]為能夠獲得更好的占空比，同時降低智能卡的功耗，如圖3所示，本實施例的環(huán)形振蕩器主要由順序串接的第一反相器a、第二反相器b、第三反相器c和第四反相器d，第四反相器d的輸出端連接于第一反相器a的輸入端。以此構(gòu)成環(huán)形振蕩器的基本結(jié)構(gòu)，本實施例的各個反相器可采用電流節(jié)約型反相器的結(jié)構(gòu)，以最大限度地節(jié)省功耗。
[0023]由于環(huán)形振蕩器是由偶數(shù)個反相器構(gòu)成，為避免出現(xiàn)智能卡或隨機數(shù)產(chǎn)生器鎖死的危險，本實施例的環(huán)形振蕩器還包括第一鎖存器e和第二鎖存器f;其中，第一鎖存器e的兩端分別連接于第一反相器a與第二反相器b之間和第三反相器c與第四反相器d之間，而第二鎖存器f的兩端則分別連接于第二反相器b與第三反相器c之間和第四反相器d與第一反相器a之間。
[0024]為最大限度地減少因電源抖動對整個隨機數(shù)產(chǎn)生器造成負(fù)面影響，如圖4所示，本實施例的偏置電路3包括第一 PMOS管Ml、第二 PMOS管M2、第三POMS管M3、第四PMOS管M4、第一耦合電容Cl和第二耦合電容C2;其中，第一PMOS管Ml的漏極和第二PMOS管M2的漏極同時作為電源連接端，第一 PMOS管Ml的源極連接第三PMOS管M3的源極、柵極連接第二 PMOS管M2的柵極，第二 PMOS管M2的源極通過第二耦合電容C2接地，第三PMOS管M3的漏極和第四PMOS管M4的漏極同時接地，第三PMOS管M3的柵極連接第四PMOS管M4的柵極，第四PMOS管M4的源極作為偏置電流的輸出端與環(huán)形振蕩器相連;第一親合電容Cl的一端同時與第一 PMOS管Ml的漏極及第二 PMOS管M2的漏極連接、另一端連接于第一 PMOS管Ml的柵極與第二 PMOS管M2的柵極之間。如此，偏置電流可由第二PMOS管M2鏡像產(chǎn)生，以給環(huán)形振蕩器進行供電，當(dāng)電源VDD產(chǎn)生抖動時，由于第一耦合電容Cl的耦合，第一PMOS管Ml的柵極也產(chǎn)生同樣的抖動，使得第一PMOS管Ml及第二PMOS管M2的漏極和源極保持恒定，鏡像的電流保持不變，以此減少了電源VDD對電路的負(fù)面影響；而第二耦合電容C2則可保持對環(huán)形振蕩器(具體為各個反相器)供電的穩(wěn)定，減少抖動。
[0025]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種改良式非接觸智能卡，它包括一隨機數(shù)產(chǎn)生器，其特征在于:所述隨機數(shù)產(chǎn)生器包括并行設(shè)置的第一振蕩器和第二振蕩器、連接于第一振蕩器和第二振蕩器的輸入端的偏置電路以及連接于第一振蕩器和第二振蕩器的輸出端的采樣器，所述第一振蕩器與第二振蕩器為結(jié)構(gòu)相同的環(huán)形振蕩器； 所述偏置電路同時向第一振蕩器和第二振蕩器進行供電，所述第一振蕩器通過采樣器對第二振蕩器的輸出信號進行采樣，所述采樣器根據(jù)采樣結(jié)果輸出種子碼。2.如權(quán)利要求1所述的一種改良式非接觸智能卡，其特征在于:所述環(huán)形振蕩器包括順序串接的第一反相器、第二反相器、第三反相器和第四反相器，所述第四反相器的輸出端連接于第一反相器的輸入端。3.如權(quán)利要求2所述的一種改良式非接觸智能卡，其特征在于:所述環(huán)形振蕩器還包括第一鎖存器和第二鎖存器，所述第一鎖存器的兩端分別連接于第一反相器與第二反相器之間和第三反相器與第四反相器之間，所述第二鎖存器的兩端分別連接于第二反相器與第三反相器之間和第四反相器與第一反相器之間。4.如權(quán)利要求1-3中任一項所述的一種改良式非接觸智能卡，其特征在于:所述偏置電路包括第一 PMOS管、第二 PMOS管、第三POMS管、第四PMOS管、第一耦合電容和第二耦合電容； 所述第一 PMOS管的漏極和第二 PMOS管的漏極同時作為電源連接端，所述第一 PMOS管的源極連接第三PMOS管的源極、柵極連接第二 PMOS管的柵極，所述第二 PMOS管的源極通過第二耦合電容接地，所述第三PMOS管的漏極和第四PMOS管的漏極同時接地，所述第三PMOS管的柵極連接第四PMOS管的柵極，所述第四PMOS管的源極作為偏置電流的輸出端； 所述第一耦合電容的一端同時與第一 PMOS管的漏極及第二 PMOS管的漏極連接、另一端連接于第一 PMOS管的柵極與第二 PMOS管的柵極之間。
【文檔編號】G06F21/77GK205563582SQ201620213206
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年3月18日
【發(fā)明人】景在軍, 曾云彬
【申請人】上海誠天智能卡有限公司