微卡(MicroCard)

    RFID即射频识别。它是一种非接触式的自动识别技术, 通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,无须人工干预, 可工作于各种交通环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签, 操作快捷方便。根据ISO/IEC18000-6B 协议，电子标签内存总量为256字节，用户可写入的内存为206字节，由于内存容量有限，同时考虑到车卡内信息的安全性和保密性，还需进行加密或数字签名，因此，在内存容量有限的情况下，对基于ISO/IEC18000-6B协议的RFID车卡进行内存规划极为重要。
 
    本文主要从三个方面对基于ISO/IEC18000-6B协议的车卡内存进行规划：确定内存存储数据、使用字典算法对内存数据编码、详细内存划分。
 
    1 基于ISO/IEC18000-6B 协议的电子标签内存划分
 
    对基于ISO/IEC18000-6B协议的电子标签（以下简称电子标签）来说，电子标签内部存储容量为2048 bit，即256字节，其对应地址为0～255。根据ISO/IEC18000-6B协议，电子标签内存划分如下：地址0～7（8 个字节）：为标签ID号。在产品出厂时固化，不能修改。地址8～17（10个字节）：预留给厂商。地址18～223（206个字节）：用户信息存放区，可根据具体应用自行分配。地址224～255（32个字节）：写保护字节。
 
    根据ISO/IEC18000-6B协议,用户可操作的内存区为8～223字节(共216个字节)。8～17字节（共10个字节）预留给厂商，18～223字节（共206个字节）为用户内存规划区，本文对其进行内存规划。
 
    2 用户内存规划区内存划分
 
    对用户内存规划区进行内存划分，确定存储信息，判断依据是:是否需要并且有必要将该信息存入车卡内，并根据存储信息的属性（是否需要经常更改，是否属于隐私信息等）进行划分。
 
    2.1 确定存储信息
 
    本文在确定存储信息时参考行驶证信息，确定存储信息如下：号牌号码，车辆识别代号（VIN），发证机关，车辆类型，使用性质，总质量，核定载质量，核定载客，驾驶室共乘，检验合格至，交强险有效期，环保状态，审验有效期。
 
    2.2区域划分
 
    根据确定好的存储信息的属性，并考虑到卡内信息的安全性和防篡改性，需使用数字签名和标签的锁定功能，存储信息都属于公共信息，无需加密。故对17～223字节（共206个字节）的用户内存规划区划分成四个部分：锁定信息区、签名信息区、预留扩展区和数字签名（包括签名时间和的签名使用的密钥版本号）。锁定信息区主要存储一经写入，永不更改的信息，包括：号牌号码、车辆识别代号（VIN）、发证机关、车辆类型、使用性质、总质量、核定载质量、核定载客和驾驶室共乘。该部分信息通过锁定防篡改。签名信息区主要存储可能会更新的信息，包括检验合格至、交强险有效期、环保状态和审验有效期。该部分信息也属于公共信息，但由于需要不定时更新，可通过数字签名验证是否被篡改。预留扩展区是白板区，预留使用。最后一部分主要存储对签名信息区内信息的数字签名,签名使用ECC椭圆曲线算法。
 
    3 压缩存储
 
    由于用户内存规划区只有206字节，容量有限。直接进行存储会占用大量内存空间，号牌号码（如：沪A12345）要占用8个字节，如果号牌号码包含两个中文，需占用9个字节；车辆识别代号由17位数字或字母组成，需占用17个字节；发证机关（如：上海市公安局闸北分局）大概需20 个字节。如车卡内信息直接存储，需150左右字节（锁定信息区70 多个字节，签名信息区20 多个字节，数字签名50 多个字节）。因此，有必要对各部分区域存储信息进行压缩存储，节省内存空间。
 
    3.1 字典编码
 
    字典算法是较为简单的压缩算法之一，它是把存储信息的所有值用一个对应的字典列表来表示，并用特殊代码来表示这个信息。以车辆使用性质为例：四个汉字需占用8个字节，如采用字典算法进行压缩，共14 种可能，只需4 位（bit）即可表示；省份如果存储为字符，至少需4个字节，如果使用字典编码，只需6个bit就可以表示，对所有的信息采用字典算法进行编码之后，锁定信息区和签名信息区共需要35个字节，再加上51个字节的数字签名（包括签名日期和ECC算法的密钥版本号）共86个字节，可节省70个左右的字节。利用字典算法进行编码，压缩效果非常明显。
 
    但有时需根据存储信息每一位所表示的含义进行编码，如号牌号码，如果直接列出全国所有的号牌号码，明显是不可取的，但我们可以根据按照含义进行编码，如沪A12345，第一个汉字，表示全国各省份或直辖市的简称，用A类编码表示；第二个字母表示地区，用B类编码表示，第3、4、5、6 位是字母和数字的混合，用C 类编码表示,第7位是字母、数字和汉字的混合，用D类编码表示，汉字主要有警、使、学、挂、领等。武警车和军车作特殊处理，如武警车辆WJ0112345,此时应把WJ（表示武警车辆）划分到A类编码中，01（表示省份编码）应划分到B类编码中。军车（如空A12345），应把“空”划分到A类编码表中，“A”划分到B类编码表中。在建立字典列表时需列出所有属性。本文在建立字典列表时，参考相关国家标准，保证字典列表的全面性和正确性。
 
    3.2 内存规划
 
    车卡内各存储信息使用字典算法压缩以后所需要的内存长度如下：号牌号码[5]：44 bit；车辆识别代号[6]：92 bit；发证机关[7]：11 bit；车辆类型[8]：7 bit；使用性质[9]：4 bit；总质量：17 bit；核定载质量：20 bit；核定载客：10 bit；驾驶室共乘:4 bit；检验合格至：10 bit；交强险有效期：15 bit；环保状态：2 bit；审验有效期：15 bit。最后按照以下原则确定各项信息的排列顺序：节省内存空间、不增加其读写次数。根据ISO/IEC18000-6B协议，标签的读写是以字节为单位的，在进行内存划分时，长度小于一个字节的数据，应避免其跨字节存储。另外，存储信息接近整字节时（如7个bit）可分配整字节。
 
    4 结语
 
    本文首先对ISO/IEC18000-6B协议进行了深入研究，确定出用户对内存区域的可写范围，其次，确定出要写入内存规划区的车卡信息，然后把内存规划区分为四个区域：锁定信息区、签名信息区、预留扩展区和数字签名。最后，使用字典编码算法对每一个区域进行了详细的内存规划，提高了内存的利用率。