IC卡系统设计与应用

1、成功大學工程科學系1 T-W Hou2003 sep政大資科ICIC卡卡系統設計與應用系統設計與應用國立成功大學工程科學系國立成功大學工程科學系侯廷偉侯廷偉.tw成功大學工程科學系2 T-W Hou2003 sep政大資科大綱 健保IC卡計劃相關技術 IC卡技術與發展趨勢 IC卡運作模式 澎湖健保IC卡資訊系統運作架構 中華民國國民健保卡簡介成功大學工程科學系3 T-W Hou2003 sep政大資科IC卡技術與發展趨勢 構成要素 特點 IC卡結構與種類 IC卡生命週期 國內外發展歷史回顧 卡片安全技術發展 國際健保卡共

2、同趨勢成功大學工程科學系4 T-W Hou2003 sep政大資科構成要素 符合ISO標準之塑膠卡片( PVC、ABS 或更高級的合成材料 ) 一個由微處理器或記憶體與控制邏輯所組合而成的晶片( IC CHIP )。 一個可提供與外界通訊的介面成功大學工程科學系5 T-W Hou2003 sep政大資科特點 具運算機能 高安全性 記憶容量大 攜帶方便成功大學工程科學系6 T-W Hou2003 sep政大資科IC卡內部架構 ROMROM(Chip Operating System)(Chip Operating System)RAMRAMApplicatin Software StorageA

3、pplicatin Software StorageEEROMEEROMApplication Data StorageApplication Data StorageCPUu-ProcessorContactI/OContactlessI/OGNDGNDRSTRSTCLKCLKI/OI/OVPPVPPVCCVCCPower & Data AntennePower & Data AntenneInterface成功大學工程科學系7 T-W Hou2003 sep政大資科IC卡檔案結構MasterFileDedicatedFileDedicatedFileElementary f

4、ileElementary fileElementary fileElementary file成功大學工程科學系8 T-W Hou2003 sep政大資科IC卡結構與種類 硬體組成 - 包含微電腦(CPU)與否? 記憶卡(Memory Card) 邏輯電路與記憶體組成 預付卡、識別證 智慧卡(Smart Card) 微電腦與記憶體組成 金融卡、信用卡、健保卡 成本與安全考量成功大學工程科學系9 T-W Hou2003 sep政大資科IC卡種類與結構 輸出入介面 - 與讀卡機實體接觸與否? 接觸卡(Contact Card) - 8 (or 6) 個接點C1C2C3C5C4C8C6C7VCC

5、( Supply voltage)RST ( Reset signal )CLK ( Clock signal )RFURFUGND ( Ground )VPP ( Programming voltage )I/O ( Data input/output )成功大學工程科學系10 T-W Hou2003 sep政大資科IC卡種類與結構 非接觸卡(Contactless Card) 3 coil antenna : Energy transfer for power supply to IC card Transmission of the clock signal (optional) Dat

6、a transfer to or from the IC card (ASK, FSK) 標準規格 ISO 10536 : Close Coupled Cards (0 3cm) ISO 14443 : Proximity Cards (0 10cm) ISO 15693 : Vicinity Cards (0 100cm) Collision avoidance : space (card scanning), time (individual address), frequency (frequency multiplexing technology) 效率與應用場合 需快速讀寫資料或惡劣

7、環境使用 捷運票務應用或軍事用途成功大學工程科學系11 T-W Hou2003 sep政大資科IC卡種類與結構 使用需求區隔 - 共用晶片與否? 二合一型複合式IC卡 (2 in 1 IC Card) ，結合接觸式IC卡與非接觸式IC卡的結構特性於單一卡上。 二合一單晶片型IC卡 (Combi Card) 內含雙CPU處理器，分別由接觸接點與感應線圈介面所持有並做個別操控，但共用一片記憶體區域，亦即雖有雙CPU處理器，但是在相同的卡片作業系統 (COS) 下，對共有的資料內容做存取。 二合一雙晶片型IC卡 (Hybrid Card) 內含雙CPU處理器及各自的記憶體區域，分別由接觸接點與感應線

8、圈介面所持有並做個別操控，可在不同的卡片作業系統 (COS) 下，對各自的資料內容做存取。成功大學工程科學系12 T-W Hou2003 sep政大資科IC卡生命週期 (ISO10202-1 ) Phase1 : 此階段包含卡片晶片設計、卡片作業系統設計、卡體產生、鑲嵌晶片於卡體上。 Phase2 : 燒錄卡片作業系統於晶片上，卡片作業系統完成。 Phase3 : 規劃應用程式於卡片上，並初始化個人資料。 Phase4 : 開始使用卡片(啟用應用程式或鎖定某應用程式)。 Phase5 : 卡片結束(關閉使用應用程式或鎖定某應用程式 )。成功大學工程科學系13 T-W Hou2003 sep政大

9、資科國內外發展歷史回顧 1974 年法國人(Roand Mreno)發明IC卡 (Integrated Circuits Cards)。 如今法國、德國、美國、日本、英國、澳洲等國家，IC卡已普遍用於各行各業。例如 : 圖書證、身分證、健保卡、掛號證、出勤證。甚至於交通捷運的儲值卡、提款用的金融卡、信用卡及電子商務的網路消費認證卡。 其他國家亦陸續試用中。 成功大學工程科學系14 T-W Hou2003 sep政大資科國內外發展歷史回顧 國外部分 法國 維生保險卡 (Carte Vitale family insurance cards) 含個人識別碼及保險帳務處理流程的管理資料。 1999年

10、5月的統計資料顯示已經發卡 42,000,000 張. 平均每月約有 5,000,000 張發卡量。 專業醫療卡 (Healthcare Professional card) 含編密處理器 (cryptographic processor ) 安全存放非對稱性加密的私鑰 (private key) 。 數位簽章。 能經由網路擷取健保相關資訊。 發卡於每個在法國從事醫療的 300,000 位專業人員。 (截至1999年10月約已發卡100,000張)成功大學工程科學系15 T-W Hou2003 sep政大資科國內外發展歷史回顧 美國 退伍軍人協會 (The Department of Vete

11、rans Affairs) 以磁卡輔以凸字,條碼及黑白相片識別。 超過 171 個配合使用單位。 每年發卡量約 2,500,000 張。 1999年9月， DoD 宣佈由含IC晶片的多用途智慧卡取代。 (預期在 2002 完成) 能與研製中的公開基碼基礎建設 (Public Key Infrastructure) 作網路互動資料傳送。 健康護照計劃 (Health Passport Project, 3 communities in Western U.S.A) 借助紀錄於卡片內完整且詳盡的醫生診斷病例資料，配合電腦程式的儲存管理改善醫療品質。 減少醫療費用支出及提昇預防疾病訊息傳遞。成功大學

12、工程科學系16 T-W Hou2003 sep政大資科國內外發展歷史回顧 德國 以記憶卡 (Memory Card) 為主. 截至1995年. 所有國民均以人手一卡 (約80,000,000張). 配合讀卡機/列表機基礎建設計劃。 卡片內病例資料能自動列印出健保表格且將資料送至電腦端作進一步資料處理與統計。 直接產生電子文件傳送至各健保相關負責單位。 日本 超過 20 個城市以智慧卡推行相關的公共事務。 2 個特區為 G-8 實驗先趨點。 為與歐規產品互動，分別在ISO 14443非接觸式智慧卡以及ISO 15408 多用途智慧卡作個別用途分區推行測試。成功大學工程科學系17 T-W Hou2

13、003 sep政大資科國內外發展歷史回顧 國內部分 75年由趙耀東先生提出IC卡發展計畫。 77 年由交通部科技顧問室成立 IC 卡推動小組 開啟國內 IC 卡應用之推動工作。 金融應用分組：金融資訊服務中心負責。 電信應用分組：電信總局負責。 醫療應用分組：衛生署與成大共同推動。 規格產業分組：結合各分組與電工器材公會，訂定卡片規格，推動國內IC 卡產業。成功大學工程科學系18 T-W Hou2003 sep政大資科國內外發展歷史回顧 金融應用 82年9月首批發卡 FISC卡片與讀卡機 (成本與穩定度) ATM硬體與人員訓練的配合 與各應用層面的拆帳問題 電信應用 投幣式公話機：偽幣、錢箱、

14、先天環境 光卡式公話機：技術壟斷、卡片成本 政策的異動 電信IC卡以Memory Card為主(F256 Telecom Spec(550) 醫療應用 84年7月配合郵匯卡澎湖小區域試辦 硬體元件受制 國民卡觸礁成功大學工程科學系19 T-W Hou2003 sep政大資科卡片安全技術發展 8/16/32-bit CPU Architecture Cryptographic co-processor RSA 512, 768, 1024 signature calculation DES, Triple DES (64, 128 bit key length) 32K Bytes ROM (C

15、OS) Up to 128K bytes of EEPROM (500.000 R/W cycles) Up to 4K RAM Data Memory CRC,RNG,UART,Timer 成功大學工程科學系20 T-W Hou2003 sep政大資科國際健保卡共同趨勢全球健康醫療卡計劃 制定並發行國際緊急醫療卡，在緊急狀況下，提供維持生命所必須的基本醫療資訊。 訂定一套國際共通的醫療管理資料系統。 制定並發行國際醫療專業卡醫師卡，允許醫護專業人員做醫藥資料及網路服務的安全認證。 G-8 Healthcare Card The ISO/TC 215 (Technical Committee)

16、 “International Data Structure and Content Standards” 1st draft discussed at 3rd working group meeting in Apr. 2000 (London) and confirmed at 5th WG in Mar. 2001 ( Korea )系統架構技術的互通性(Interoperability) 成功大學工程科學系21 T-W Hou2003 sep政大資科Card Interface Environment(hardware and software)HM-APICT-APICTM-APIH

17、SM-API7894561230CEnterCard TerminalHealthcardCT - Card InterfaceHost - CT interfaceHealthcardMiddleware(software)Card OS moduleHealthcard datastructure moduleHealthcard Server Manager(software)Healthcard Client Application(software)Card Terminal Manager(software) 全球互通式健康醫療卡系統模組架構示意圖 成功大學工程科學系22 T-W

18、Hou2003 sep政大資科IC卡運作模式 ISO-7816規格 回應重置信號 (Answer-To-Reset) T = 0 與 T = 1 通訊模式 指令及回應(Application Protocol Data Unit)成功大學工程科學系23 T-W Hou2003 sep政大資科ISO-7816規格 ISO 7816-1 (1987) 物理特性，如：紫外線容許度、電氣阻抗、靜電、熱擴散、電磁場、及彎曲、扭曲等之測試。 ISO 7816-2 (1988) 卡片金屬接點之尺寸及位置規格 ISO 7816-3 (1989) 電器信號和傳輸規約如：使用接點、卡片運作程序、卡片與介面設備之傳

19、輸方式、回應重置信號 (Answer To Reset) 等。 IS 7816-4 (1995) 相容性之指令及回應成功大學工程科學系24 T-W Hou2003 sep政大資科T = 0 與 T = 1 通訊模式 T=0 非同步半雙工字元傳輸模式 Minimum memory usage and maximum simplicity GSM 11.11 and EMV specification Parity bit T=1非同步半雙工區塊傳輸模式 One block is the smallest data unit OSI reference model Data link layer

20、EMV specification T=2 and T=3 預留全雙工模式使用 T=4 to T=13 預留使用 T=14 預留ISO 標準使用T=15預留擴充使用成功大學工程科學系25 T-W Hou2003 sep政大資科指令及回應 (APDU)ICICIC卡讀卡機卡讀卡機卡讀卡機ICICIC卡卡卡.成功大學工程科學系26 T-W Hou2003 sep政大資科指令及回應 (APDU)成功大學工程科學系27 T-W Hou2003 sep政大資科澎湖健保IC卡資訊系統架構 探索性之系統整合工作 IC卡 讀卡機 通信網路系統 IC卡資料處理中心 單張IC卡發卡設備 基碼管理系統 健保現有資訊

21、系統 院所網路系統 測試中心成功大學工程科學系28 T-W Hou2003 sep政大資科中華民國國民健保卡簡介 現在問題現在問題 澎湖經驗澎湖經驗 國民卡經驗國民卡經驗 計畫原則計畫原則 卡片內容卡片內容 安全機制之需求安全機制之需求成功大學工程科學系29 T-W Hou2003 sep政大資科現在問題 多卡 兒童健康手冊 健保卡 孕婦手冊 重大傷病證明卡 換卡 滿格換 年度換 換卡據點 投保單位 中斷 投保中斷 欠費 醫療浪費 重複就診 重複檢查 重複用藥 醫療詐欺 偽造就診 自創卡號 虛報費用成功大學工程科學系30 T-W Hou2003 sep政大資科澎湖經驗澎湖經驗 84.7.1迄今

22、-澎湖試辦第四期健保IC卡計畫，已發卡十萬張 卡片功能 1.身分識別 2.就醫成功大學工程科學系31 T-W Hou2003 sep政大資科澎湖經驗 民調滿意度 醫療院所81%，民眾96.8% 節制醫療利用不滿意部分 醫療院所讀卡機不穩定 八十九年改用具重置功能之讀卡機，已改善 其故障率由萬分之8.3次降至萬分之2.4次。 台灣本島無法使用 成功大學工程科學系32 T-W Hou2003 sep政大資科國民卡經驗國民卡經驗政策目標 結合身分證及健保卡憑證86.06.11 行政院研考會專案辦理87.11.25 議約未完成宣布取消問題點 民眾對卡片隱私權之質疑 安全性之要求，較健保IC卡為高 BO

23、T方式，廠商競爭過程複雜，易致反彈 成功大學工程科學系33 T-W Hou2003 sep政大資科計畫原則計畫原則簡易上路，保留彈性簡易上路，保留彈性一.不改變民眾習慣二.有利民眾三.有共識再增加功能 (一)衛生行政專區 (二)醫療專區 (三)其他成功大學工程科學系34 T-W Hou2003 sep政大資科卡片內容卡片內容 個人基本資料檔 卡片序號 姓名 身分證字號 生日 性別 補換卡次數 發卡日期 新生兒註記成功大學工程科學系35 T-W Hou2003 sep政大資科卡片內容卡片內容 健保業務資料檔 保險對象身份註記 卡片有效期限 重大傷病註記 就醫限制次數與就醫累計次數 就醫紀錄 總醫療費用部分負擔累計紀錄 特定診療項目 預防保健服務 其他紀錄成功大學工程科學系36 T-W Hou2003 sep政大資科卡片內容卡片內容 其他資料檔 醫療專區醫療專區