門禁一卡通最新技術發展趨勢

■ 陳飛龍

門禁一卡通系統最根本的需求是“信息共享、集中控制”，因此門禁一卡通系統的設計不應是各單個功能的簡單組合，而是從統一網絡平臺、統一數據庫、統一的身份認證體系、數據傳輸安全、各類管理系統接口、異常處理等軟件總體設計思路的技術實現考慮，使各管理系統，各門禁讀卡終端設備綜合性能的智能化達到最佳系統設計。

門禁一卡通概況

隨著安防行業數字化、網絡化、集成化的不斷深入發展，門禁系統秉承著這些優勢正在快速的進入中國市場，在智能小區、智能大廈、辦公大樓、家庭酒店等領域有了越來越多的應用。門禁一卡通是門禁與一卡通系統的融合，它的范圍滲透社會的各領域，并發揮重要的作用。除了包含門禁、考勤、征件、巡更、就餐、消費、健身、醫療、停車場、圖書館、會議簽到、訪客管理、電梯控制、辦公設備管理、文化娛樂、電水氣表及物業交費等，還與其它的智能化系統進行必要的集成和聯動，如防盜報警、閉路監控、消防報警、甚至是樓宇自控系統等等。

門禁一卡通系統最根本的需求是“信息共享、集中控制”，因此門禁一卡通系統的設計不應是各單個功能的簡單組合，而是從統一網絡平臺、統一數據庫、統一的身份認證體系、數據傳輸安全、各類管理系統接口、異常處理等軟件總體設計思路的技術實現考慮，使各管理系統，各門禁讀卡終端設備綜合性能的智能化達到最佳系統設計。

當前的一卡通技術

門禁一卡通系統能實現多種不同管理功能。例如：門禁、考勤、就餐、消費、停車場出入，巡邏簽到、會議簽到，電梯使用等多種功能。這些功能可以使用來自不同廠家的設備，例如：門禁考勤使用甲廠家的產品，消費使用乙廠家的產品，停車場管理使用丙廠家的產品。大家都是采用MF1卡，則用戶持有一張卡，分別在不同廠家的軟件中進行登記，而擁有門禁考勤消費停車場管理多種用途，達到一卡通用的目的，目前一些工程商有采用這種方案。

這種模式的優點是：分別可以從各個功能上選擇專業化程度高，適合客戶自己用途的廠家的產品，只要是采用MF1卡片不同的加密扇區，就可以實現這種組合的一卡通功能，不存在兼容性問題。用戶可以分別選擇門禁、考勤、消費等各個領域中最好的廠家合作，購買最適合自己的產品。一個系統故障不會影響到其他系統，一個系統選購不當，可以以最小損失更改替換原系統。門禁、停車場、消費、考勤、簽到、電梯、通道、訪客、巡更等需要身份識別和管制的地方，這些應用使用者全部采用一張卡片通行或消費，也叫一卡通實際上是一卡通用，這種組合比較靈活。

缺點是：管理者需要在分別不同的軟件中登記注冊卡，也可以采用數據的導出和導入模式進行授權控制。不過一般不同功能的管理者會不一樣，例如：考勤歸人事部管理的，門禁歸保安部管理的，就餐消費歸食堂管理的，梯控、停車場歸物業管理等等。軟件分開反而可以各行其職，不至于互相影響。對用戶的門禁功能和消費管理需要分別進行統計和報表。特別是消費功能需要在各個軟件中進行充值消費，而不能一次性的充值在停車場、就餐等各種消費場所進行扣費和計費，這是最大的缺陷。

第二種模式的一卡通系統：由一個有開發實力的公司挑選門禁、停車場、消費、考勤、簽到、電梯、通道、訪客、巡更等各廠家較好的系統進行合作，產品采用OEM的合作模式，軟件采用各自的二次開發包進行二次開發整合成一個平臺，將各軟件集合起來內部進行模塊化的管理，這樣就能達到通用一個數據庫，在門禁和消費的管理中可以統一授權IC卡管理。特別是消費方面只需要一次的充值就可以在相對應的系統進行消費和計費，這就是目前的一卡、一庫的一卡通管理系統。目前大部分的廠家采用這種合作方案。

這種模式的優點是采用一個數據庫和一張卡片，達到了門禁和消費的統一管理，用戶只需要進行一次登記就可以通過管理平臺對其進行相對應的授權，在消費方面用戶只需一次的交費就可以在相關的消費場所進行消費，并可以統計核算、查詢，使用更方便。缺點是一旦在那一個環節上出現故障，則整個系統都有可能不能正常運行，特別是消費的金額較容易出錯，實時顯示是這種模式的最大缺陷。

未來發展趨勢

在傳統安防產業中，門禁一卡通作為智能化弱電系統中的安防子系統的一部分，集自動識別技術和現代安全管理措施為一體，涉及電子、機械、光學、計算機技術、通訊技術、生物技術等諸多新技術，邁向高度集成化，體現了現代智能化管理的要求。

目前，門禁一卡通市場經過多年的發展已開始進入成熟期，產品設計與新技術應用已呈多元化、集成化發展。針對門禁功能的應用已不再局限于單一門禁控制應用的需求，由于國內市場的不斷發展變化，門禁技術的發展出現呈二條主線模式發展，一條是以國外門禁廠商以技術領先引導的綜合性門禁集安防控制的技術路線；一條是以國內以卡技術應用為主的一卡通平臺模式發展的路線，結合了符合中國國內用戶需求的應用特點，把門禁管理融合到一卡通整體平臺管理中體系中，實現門禁、巡更、電梯、考勤、消費、停車場、會議簽到等門禁一卡通應用平臺。2008年，門禁一卡通平臺的開發給門禁系統的多元化應用擴展了空間，作為門禁一卡通智能識別系統的前端，目前，國內外研制和使用的門禁系統主要集中在RF感應門禁系統和生物識別門禁系統，根據主流市場又分為以非接觸式IC卡（MF1）和CPU卡為主的產業鏈及指紋門禁為主的輔助產業鏈，二者均以提供完善門禁一卡通應用解決方案提供服務。在生物識別的門禁系統的單個產業鏈中，生物識別技術的應用主要限于門禁及考勤，指紋識別產品仍然占據主導地位，其他如人臉識別、虹膜識別、掌形識別、聲音識別、DNA識別以及最新的指靜脈識別，仍處于推廣階段，而指紋識別門禁系統的應用已成為生物門禁市場的首選。但由于指紋門禁產品核心部件指紋可復制性，以及受環境和表皮層關系的原因已大大影響其推廣，同樣MF1卡被破解可復制也存在很大的安全問題。

1、非接觸CPU卡智能卡與非接觸邏輯加密MF1卡相比，擁有獨立的CPU處理器和芯片操作系統，所以可以更靈活的支持各種不同的應用需求，更安全的設計交易流程。但同時，與非接觸邏輯加密卡系統相比，非接觸CPU卡智能卡的系統顯得更為復雜，需要進行更多的系統改造，比如密鑰管理、交易流程、PSAM卡以及卡片個人化等。密鑰通常分為充值密鑰（ISAM卡），減值密鑰（PSAM卡），外部認證密鑰（SAM卡）和全能密鑰（ASAM卡）。非接觸CPU卡智能卡可以通過內外部認證的機制，例如像建設部定義的電子錢包的交易流程，高可靠的滿足不同的業務流程對安全和密鑰管理的需求。對電子錢包圈存可以使用圈存密鑰，消費可以使用消費密鑰，清算可以使用TAC密鑰，更新數據可以使用卡片應用維護密鑰，卡片個人化過程中可以使用卡片傳輸密鑰、卡片主控密鑰、應用主控密鑰等，真正做到一鑰一用。CPU卡加密算法和隨機數發生器與安裝在讀寫設備中的密鑰認證卡（SAM卡）相互發送認證的隨機數，可以實現以下功能：

1） 通過終端設備上SAM卡實現對卡的認證；

2） CPU卡與終端設備上的SAM卡的相互認證，實現對卡終端的認證；

3） 通過ISAM卡對CPU卡進行充值操作，實現安全的儲值；

4） 通過PSAM卡對CPU卡進行減值操作，實現安全的扣款；

5） 在終端設備與CPU卡中傳輸的數據是加密傳輸；

6） 通過對CPU卡發送給SAM卡的MAC1，SAM卡發送給CPU的MAC2和由CPU卡返回的TAC，可以實現數據傳輸驗證的計算。而MAC1、MAC2和TAC就是同一張CPU卡每次傳輸的過程中都是不同的，因此無法使用空中接收的辦法來破解CPU卡的密鑰。從以上的分析看CPU將是一卡通應用的平臺的選擇之一。

2、關于目前推出的NFC手機一卡通技術，與RFID一樣，NFC信息也是通過頻譜中無線頻率部分的電磁感應耦合方式傳遞，但兩者之間還是存在很大的區別。首先，NFC是一種提供輕松、安全、迅速的通信的無線連接技術，其傳輸范圍比RFID小，RFID的傳輸范圍可以達到幾米、甚至幾十米，但由于NFC采取了獨特的信號衰減技術，相對于RFID來說NFC具有距離近、帶寬高、能耗低等特點。其次，NFC與現有非接觸智能卡技術兼容，目前已經成為得到越來越多主要廠商支持的正式標準。再次，NFC還是一種近距離連接協議，提供各種設備間輕松、安全、迅速而自動的通信。與無線世界中的其他連接方式相比，NFC是一種近距離的私密通信方式。最后，RFID更多的被應用在生產、物流、跟蹤、資產管理上，而NFC則在門禁、公交、手機支付和消費等領域內發揮著巨大的作用。

同時，NFC還優于紅外和藍牙傳輸方式。作為一種面向消費者的交易機制，NFC比紅外更快、更可靠而且簡單得多。與藍牙相比，NFC面向近距離交易，適用于交換財務信息或敏感的個人信息等重要數據；藍牙能夠彌補NFC通信距離不足的缺點，適用于較長距離數據通信。因此，NFC和藍牙互為補充，共同存在。事實上，快捷輕型的NFC協議可以用于引導兩臺設備之間的藍牙配對過程，促進了藍牙的使用。

NFC手機內置NFC芯片，是組成RFID模塊的一部分，可以當作RFID無源標簽使用，用來支付費用；也可以當作RFID讀寫器用作數據交換與采集。NFC技術支持多種應用，包括移動支付與交易、對等式通信及移動中信息訪問等。通過NFC手機，人們可以在任何地點、任何時間，通過任何設備，與他們希望得到的娛樂服務與交易聯系在一起，從而完成付款，獲取海量信息。NFC設備可以用作非接觸式智能卡、智能卡的讀寫器終端以及設備對設備的數據傳輸鏈路，其應用主要可分為以下四個基本類型：用于付款和購票、用于電子票證、用于智能媒體以及用于交換、傳輸數據。

3、未來將最終采用生物識別作為一卡通的管理平臺，由于指紋識別可復制、人臉識別、虹膜識別、掌形識別、聲音識別、DNA識別等生物識別都有較多的缺點，而指靜脈的識別能適應各種環境，就是在以上幾種不穩定不被采納的情況下應運而生了，因為作為人和人之間的DNA排列細微區別，確定了人體生物特征的唯一性，這使我們每一個人的虹膜、指紋、樣子等外部生物特征有差異，而同樣在我們身體內部的器官骨骼、血管也會有微妙的變化。

指靜脈身份認證技術就是利用血液流經手指皮下淺表血管時，所形成的血管人體分布圖案，也就是血液流動構成的動態圖像，作為生物特征來進行身份認證的方法，它是一種活體識別技術，它具有動態性，作為生物識別，它是方便的，也是安全的。指靜脈埋在皮膚表面下流動血液的血管卻很難受到外界影響，因為它有皮膚這道天然的屏障，另外它利用的是肉眼看不到的人體內部血管信息，因為在指靜脈采集信息時，不直接碰觸采集窗，不留痕跡，沒有殘留，這樣仿造起來相對來說是難度更大，目前是不能被復制，那么手指上的靜脈血管就是最理想的選擇，可能將來會被稱為一指通。

結束語

隨著安防設備網絡化的演變，門禁系統、消費系統、視頻監控、防盜報警和智能家居功能將進一步的融合，其集成化的門禁系統解決方案，集成了防盜報警設備及CCTV監控系統、聯動空調燈光控制、智能家居控制、消費購物系統相結合，進一步體現門禁從一個單純的身份識別系統實現對智能化管理系統中的節能服務管理，必將成為未來門禁一卡通產品的發展趨勢。