摘要：門禁系統(tǒng)是在傳統(tǒng)門鎖基礎(chǔ)上發(fā)展起來的智能管理系統(tǒng)。文章介紹了非接觸IC卡和基于校園“一卡通”中的單機式門禁系統(tǒng)。從學(xué)校的應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)了新的單機門禁系統(tǒng)解決方案，用UML簡單闡述了新的系統(tǒng)的管理軟件的模型?！ ?nbsp;
1 非接觸式IC卡
目前，非接觸式IC智能射頻卡(內(nèi)建MCU，ASIC等)的主流產(chǎn)品主要采用PHILIPS公司的MIFARE技術(shù)，已被定為國際標(biāo)準(zhǔn)(ISO／IEC 14443 IYPEA)。歐洲一些較大的IC卡制造商、IC卡讀寫器制造商和IC卡軟件設(shè)計公司等也都以MIFARE技術(shù)為標(biāo)準(zhǔn)。
以PHIUPs的S50為例，卡片上內(nèi)建8Kbit EEPROM存儲容量并劃分為16個扇區(qū)，每個扇區(qū)又劃分為4個數(shù)據(jù)存儲塊，每個扇區(qū)可由多種方式的密碼管理，卡片制造時具有唯一的序列號，沒有重復(fù)相同的兩張MIFARE卡片。序列號存在第0扇區(qū)的第0塊。IC卡數(shù)字模塊主要包括ATR模塊、AntiCollision模塊、Select Application 模塊、Authentication & Access Control模塊、Control& Arithmetic Unit控制及算術(shù)運算單元、RAM／ROM 單元、Crypto Unit數(shù)據(jù)加密單元、EEPROM INTERFACE／EEPROM MEMORY 。
(A)環(huán)由MIFARE 1卡片向讀寫器發(fā)送一個隨機數(shù)據(jù)RB；
(B)環(huán)由讀寫器收到RB后向MIFARE 1卡片發(fā)送一個令牌數(shù)據(jù)TOKEN AB，其中包含了讀寫器發(fā)出的一個隨機數(shù)據(jù)RA；
(C)環(huán)MIFARE I卡片收到TOKEN AB后，對TOKEN AB的加密部分進行解密，并校驗第一次由(A)環(huán)中Mifare 1卡片發(fā)出的隨機數(shù)RB是否與(B)環(huán)中接收到的TOKEN AB中的RB相一致；
(D)環(huán)如果(C)環(huán)校驗是正確的，則MIFARE 1卡片向讀寫器發(fā)送令牌TOKEN BA給讀寫器；
(E)環(huán)讀寫器收到令牌TOKEN BA后，讀寫器將對令牌TOKEN BA中的RB(隨機數(shù))進行解密；并校驗第一次由(B)環(huán)中讀寫器發(fā)出去的隨機數(shù)RA是否與(D)環(huán)中接收到的TOKEN BA中的RA相一致；
如果上述的每一個環(huán)都為“真”，都能夠正確通過驗證，則整個認(rèn)證過程成功。讀寫器將對卡上的這個扇區(qū)進行READ／WRITE等操作。每個塊中的數(shù)據(jù)可以加密，其算法為DES、RAS，這樣提高了數(shù)據(jù)的安全性。
2 傳統(tǒng)單機門禁系統(tǒng)思想
由于單機門禁系統(tǒng)只需要智能門鎖這一簡單設(shè)備，不需要和外界電路連接，不需要布局門框，對升級為智能鎖十分方便，因此應(yīng)用廣泛。門禁系統(tǒng)由門禁控制器、讀卡器、卡片、電子鎖、管理軟件組成。門禁系統(tǒng)的核心部分是門禁控制器，相當(dāng)于計算機的CPU，它負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)輸入、輸出信息的處理、儲存和控制。讀卡器(識別儀)負(fù)責(zé)讀取卡片中數(shù)據(jù)(生物特征信息)的設(shè)備。電控鎖是門禁系統(tǒng)中鎖門的執(zhí)行部件。管理軟件對進／出人員進行實時監(jiān)控和查詢，對各門區(qū)進行編輯，對系統(tǒng)進行編程，對各突發(fā)事件進行查詢。卡片分為設(shè)置卡、時間卡、初始化卡，分別設(shè)置門鎖密碼、調(diào)整門鎖時間、恢復(fù)門鎖為初始設(shè)置。
其過程一般為：第一步設(shè)置門密碼。用管理軟件設(shè)置卡的密碼、讀取方式，刷卡后把信息存到鎖控制器中；第二步用管理軟件設(shè)置用戶卡，就是在用戶卡的特定扇區(qū)和特定塊中存入密碼信息。當(dāng)用戶刷卡時，讀卡器讀取卡中密碼與存儲器中的密碼相比較，相同就啟動電磁鎖開門，密碼都是通過加密的，外部很難破解。
3 單機非接觸式IC卡門禁系統(tǒng)的改進
新方案的改進分為兩個方面：第一是管理軟件端，第二是門禁控制器。所謂改進是要把卡片的序列號存到門控制器的存儲中，控制器負(fù)責(zé)遍歷存儲器的卡片序列號，判斷是否可以開門。把卡片信息存在鎖中，每次刷卡遍歷存儲器，有與之匹配的就開門，這樣可以自由增減門用戶，不會因為丟失卡而要重新設(shè)置門，你只需要把卡片信息從門鎖存儲器中刪除就可以了。
管理軟件的主要功能是設(shè)置門卡和時間卡，管理用戶卡的發(fā)行、銷毀、統(tǒng)計和考勤。注冊是記錄用戶卡的唯一序列號和用戶信息，它們是一對一的關(guān)系。當(dāng)用戶掛失時，只需要把該用戶信息對應(yīng)的序列號刪除，重新用設(shè)置卡設(shè)置門鎖。用專門的設(shè)備可以定期讀取刷卡信息以及統(tǒng)計用戶時間。在連有計算機的門禁系統(tǒng)中，這些都很容易實現(xiàn)，但它的投入比較多，而且有可能破壞原建筑的原貌。
門鎖的設(shè)置過程是對門進行初始化操作并設(shè)置好門鎖的時間，刷設(shè)置卡和存入用戶信息。
用戶卡和開門的過程是刷卡時，門鎖將讀取用戶卡的序列號，序列號保存在0扇區(qū)的0塊，是生產(chǎn)時固定的，然后控制器遍歷存儲器，當(dāng)序列號相同時綠燈亮，啟動電磁鎖開門；否則不能開門。
4 方案比較
傳統(tǒng)的單機門禁系統(tǒng)是以一對多的思想設(shè)計的，鎖中存著密碼，可以設(shè)置任意多張的用戶卡，但它主要存在安全系數(shù)不高的缺陷。一旦密碼泄露則能夠仿造，當(dāng)用戶卡遺失時，必須重新設(shè)置門鎖密碼，而且所有的用戶卡需重新刷卡系統(tǒng)才能正常工作。
改進的方法克服了上面的缺點。當(dāng)用戶卡掛失時，只需在設(shè)置卡中設(shè)置出這張卡的序列號，門鎖確認(rèn)并從存儲器中除去這張卡的信息，其他的都不需要改變。它的缺陷是所有的用戶卡信息都存在鎖內(nèi)，因此限制了用戶數(shù)量，再者反應(yīng)速度也沒有傳統(tǒng)方案快。
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