射频识别技术漫谈(13)——Mifare S50与Mifare S70
mifare s50和mifare s70又常被称为mifare standard、mifare classic、mf1，是遵守iso14443a标准的卡片中应用最为广泛、影响力最大的的一员。而mifare s70的容量是s50的4倍，s50的容量是1k字节，s70的容量为4k字节。读写器对卡片的操作时序和操作命令，二者完全一致。
mifare s50和mifare s70的每张卡片都有一个4字节的全球唯一序列号，卡上数据保存期为10年，可改写10万次，读无限次。一般的应用中，不用考虑卡片是否会被读坏写坏的问题，当然暴力硬损坏除外。
mifare s50和mifare s70的区别主要有两个方面。一是读写器对卡片发出请求命令，二者应答返回的卡类型(atqa)字节不同。mifare s50的卡类型(atqa)是0004h，mifare s70的卡类型(atqa)是0002h。另一个区别就是二者的容量和内存结构不同。
mifare s50把1k字节的容量分为16个扇区(sector0-sector15)，每个扇区包括4个数据块(block0-block3，我们也将16个扇区的64个块按绝对地址编号为0~63)，每个数据块包含16个字节(byte0-byte15)，64*16=1024。
如下表所示：
mifare s70把4k字节的容量分为40个扇区(sector0-sector39)，其中前32个扇区(sector0-sector31)的结构和mifare s50完全一样，每个扇区包括4个数据块(block0-block3)，后8个扇区每个扇区包括16个数据块(block0-block15)。我们也将40个扇区的256个块按绝对地址编号为0~255)，每个数据块包含16个字节(byte0-byte15)，256*16=4096。如下表所示：
每个扇区都有一组独立的密码及访问控制，放在每个扇区的最后一个block，这个block又被称为区尾块，s50是每个扇区的block3，s70的前32个扇区也是block3，后8个扇区是block15。
s50和s70的0扇区0块（即绝对地址0块）用于存放厂商代码，已经固化，不可更改，卡片序列号就存放在这里。除了厂商块和控制块，卡片中其余的块都是数据块，可用于存贮数据。数据块可作两种应用：
(1)用作一般的数据保存，可以进行读、写操作。
(2)用作数据值，可以进行初始化值、加值、减值、读值操作。
数据块和值块有什么区别呢？无论块中的内容是什么，你都可以把他看成普通数据，即使它是一个值块。但是并不是任何数据都可以看成是值，因为值块有一个比较严格的格式要求。值块中值的长度为4个字节的补码，其表示的范围(-2147483648～2147483647),值块的存储格式如下：
带下划线表示取反。value是值的补码，addr是块号(0-63).只有具有上述格式，才被认为是值块，否则就是普通的数据块。
每个扇区的区尾块为控制块，包括了6字节密码a、4字节存取控制、6字节密码b。例如一张新出厂的卡片控制块内容如下：
a0 a1 a2 a3 a4 a5 ff 07 80 69 b0 b1 b2 b3 b4 b5
密码a 存取控制 密码b
新卡的出厂密码一般是密码a为a0a1a2a3a4a5，密码b为b0b1b2b3b4b5，或者密码a和密码b都是6个ff。存取控制用以设定扇区中各个块(包括控制块本身)的存取条件，这部分有点复杂，后面将专文介绍。
读写器与s50和s70的通讯流程如下图所示：
卡片选择和三次相互认证在前面已经介绍过。其他操作如下：
(1)读 (read)：读取一个块的内容，包括普通数据块和值块；
(2)写 (write）：写数据到一个块，包括普通数据块和值块，值块中写入了非法格式的数据，值块就变成了普通数据块；
(3)加（increment）：对值块进行加值，只能对值块操作；
(4)减（decrement）：对值块进行减值，只能对值块操作；
(5)中止（halt）：将卡置于睡眠工作状态，只有使用wake-up命令才能唤醒。
事实上加值和减值操作并不是直接在mifare的块中进行的。这两个命令先把block中的值读出来，然后进行加或减，加减后的结果暂时存放在卡上的易失性数据寄存器(ram)中，然后再利用另一个命令传输（transfer）将数据寄存器中的内容写入块中。与传输（transfer）相对应的命令是存储（restore），作用是将块中的内容存到数据寄存器中，不过这个命令很少用到。
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mifare s50把1k字节的容量分为16个扇区(sector0-sector15)，每个扇区包括4个数据块(block0-block3，我们也将16个扇区的64个块按绝对地址编号为0~63)，每个数据块包含16个字节(byte0-byte15)，64*16=1024。
如下表所示：
mifare s70把4k字节的容量分为40个扇区(sector0-sector39)，其中前32个扇区(sector0-sector31)的结构和mifare s50完全一样，每个扇区包括4个数据块(block0-block3)，后8个扇区每个扇区包括16个数据块(block0-block15)。我们也将40个扇区的256个块按绝对地址编号为0~255)，每个数据块包含16个字节(byte0-byte15)，256*16=4096。如下表所示：
每个扇区都有一组独立的密码及访问控制，放在每个扇区的最后一个block，这个block又被称为区尾块，s50是每个扇区的block3，s70的前32个扇区也是block3，后8个扇区是block15。
s50和s70的0扇区0块（即绝对地址0块）用于存放厂商代码，已经固化，不可更改，卡片序列号就存放在这里。除了厂商块和控制块，卡片中其余的块都是数据块，可用于存贮数据。数据块可作两种应用：
(1)用作一般的数据保存，可以进行读、写操作。
(2)用作数据值，可以进行初始化值、加值、减值、读值操作。
数据块和值块有什么区别呢？无论块中的内容是什么，你都可以把他看成普通数据，即使它是一个值块。但是并不是任何数据都可以看成是值，因为值块有一个比较严格的格式要求。值块中值的长度为4个字节的补码，其表示的范围(-2147483648～2147483647),值块的存储格式如下：
带下划线表示取反。value是值的补码，addr是块号(0-63).只有具有上述格式，才被认为是值块，否则就是普通的数据块。
每个扇区的区尾块为控制块，包括了6字节密码a、4字节存取控制、6字节密码b。例如一张新出厂的卡片控制块内容如下：
a0 a1 a2 a3 a4 a5 ff 07 80 69 b0 b1 b2 b3 b4 b5
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