磁卡

介绍

　　英语名称：magnetic card
　　一种卡片状的磁性记录介质，与各种读卡器配合作用。磁卡是利用磁性载体记录了一些信息，用来标识身份或其它用途的卡片。
　　视
　　使用基材的不同，磁卡可分为PET卡、PVC卡和纸卡三种；
　　视磁层构造的不同，又可分为磁条卡和全涂磁卡两种。
　　磁条卡由塑料卡片和贴在其上的磁条组成，磁条上有三条存储信息的磁道。ISO明确规范了磁条卡的相关特性，说明如下：
　　l ISO7810规定磁条卡的物理特性，包括卡的材料、构造和尺寸。通常磁条卡的尺寸为85.5 X 54 X 0.76(mm)；
　　l ISO7811规定了磁条卡上三条磁道的数据格式和记录信息的位置，参见表7。
　　表7 磁条卡参数

磁条卡参数

与IC卡的区别

技术

　　磁卡是一种磁记录介质卡片。它由高强度、耐高温的塑料或纸质涂覆塑料制成,能防潮、耐磨且有一定的柔韧性，携带方便、使用较为稳定可靠。通常，磁卡的一面印刷有说明提示性信息，如插卡方向；另一面则有磁层或磁条，具有2-3个磁道以记录有关信息数据。
　　磁条磁道
　　磁条上有3个磁道。磁道1、磁道2、磁道3为读写磁道，在使用时可以读出，也可以写入。
　　磁道1可记录数字（0－9）、字母（A－Z）和其他一些符号（如括号、分隔符等），可记录79个数字或字母。
　　磁道2和3所记录的字符只能是数字（0－9）。磁道2可记录40个字符，磁道3可记录107个字符。
　　磁条是一层薄薄的由排列定向的铁性氧化粒子组成的材料（也称之为颜料）。用树脂粘合剂严密地粘合在一起,并粘合在诸如纸或塑料这样的非磁基片媒介上。
　　磁条从本质意义上讲和计算机用的磁带或磁盘是一样的，它可以用来记载字母、字符及数字信息。通过粘合或热合与塑料或纸牢固地整合在一起形成磁卡。磁条中所包含的信息一般比长条码大。磁条内可分为三个独立的磁道，称为TK1,TK2,TK3，TK1最多可写79个字母或字符;TK2最多可写40个字符;TK3最多可写107个字符。由于磁卡成本低廉，易于使用，便于管理，且具有一定的安全特性，因此它的发展得到了很多世界知名公司，特别各国政府部门几十年的鼎立支持，使得磁卡的应用非常普及，遍布国民生活的方方面面。值得一提的是银行系统几十年的普遍推广使用使得磁卡的普及率得到了很大的发展。

分类

　　磁条型：一般抗磁力卡（300oe）
　　高抗磁力卡(3500oe)
　　直接涂印型：低抗磁力卡（300oe）（如：公园门票）
　　高抗磁力卡（2700oe）(如：地铁卡、电话卡)
　　应用范围：银行卡、证券、保险：贷记卡、准贷记卡、ATM卡、提款卡、借记卡、转帐卡、专用卡、储值卡、联名卡、商务卡、个人卡、公司卡、社会保险卡、社会保障卡、证券交易卡...
　　零售服务：购物卡、现金卡、会员卡、礼品卡、订购卡、折扣卡、积分卡等
　　社会安全：人寿和意外保险卡、健康卡
　　交通旅游：汽车保险卡、旅游卡、房间卡锁、护照卡、停车卡、付费TV卡、高速公路付费卡、检查卡
　　医疗：门诊卡、健康检查卡、捐血卡、诊断图卡、血型卡、健康记录卡、妇产卡、病历卡、保险卡、药方卡
　　特种证件：身份识别证卡、暂住证卡、印鉴登记卡、免税卡...
　　教育：CAI卡、图书卡、学生证、报告卡、辅导卡、成绩卡...
　　娱乐：电玩卡、卡拉OK卡、娱乐卡、戏院卡
　　其它：工厂自动化卡、操作员卡、品质控制卡、进出管制卡、工作卡、个人记录卡、家庭安全卡等

历史

　　磁卡的使用已经有很长的历史了。由于磁卡成本低廉，易于使用，便于管理，且具有一定的安全特性，因此它的发展得到了很多世界知名公司，特别各国政府部门几十年的鼎立支持，使得磁卡的应用非常普及，遍布国民生活的方方面面。打电话可以用磁卡，坐飞机检票可以用磁卡，股票市场可以用磁卡，等等。
　　据资料报道，美国平均每个(成年)人拥有的各类磁卡多达4 张，新加坡也有类似的普及率。在美国等一些发达国家，由于磁卡广泛应用于银行、证券等系统，磁卡的应用系统非常完善，如果将已有的这些磁卡应用系统，包括Visa 卡/MasterCard 卡应用系统在内，全部换成正在日益成熟的智能卡系统，那么每年的投入至少上千亿美元，并且将严重影响国民的生活使用习惯以及应用系统的正常运转等。这也是智能卡系统在美国的发展远比欧洲国家要慢的原因所在。在未来很长的一段时间内特别是像美国这样一个银行磁卡应用系统高度发达的国家，银行磁卡应用系统将同智能卡应用系统以互补方式共同存在。智能卡的总体安全保密性比磁卡的确要好，但是非常完善的磁卡应用系统（例如银行系统）弥补了磁卡本身在其安全保密特性上所存在的不足，因此对使用者来说并不会明显体会两种卡的安全特性有差异及影响使用等。

注意问题

　　磁条卡使用中会受到诸多外界磁场因素的干扰
　　磁条卡在钱包、皮夹中距离磁扣太近，甚至与磁扣发生接触。
　　与女士皮包、男士手包磁扣太近或接触。
　　与带磁封条的通讯录、笔记本接触。
　　与手机套上的磁扣、汽车钥匙等磁性物体接触。
　　与手机等能够产生电磁辐射的设备长时间放在一起。
　　与电视机、收录机等有较强磁场效应的家用电器距离过近。
　　在超市使用时，与超市中防盗用的消磁设备距离太近甚至接触。
　　多张磁条卡放在一起时，两张卡的磁条互相接触。
　　另外，磁条卡受压、被折、长时间磕碰、曝晒、高温，磁条划伤弄脏等也会使磁条卡无法正常使用。同时，在刷卡器上刷卡交易的过程中，磁头的清洁、老化程度，数据传输过程中受到干扰，系统错误动作，收银员操作不当等都可能造成磁条卡无法使用。

原理

　　记录原理
　　记录磁头由内有空隙的环形铁芯和绕在铁芯上的线圈构成。磁卡是由一定材料的片基和均匀地涂布在片
　　基上面的微粒磁性材料制成的。在记录时，磁卡的磁性面以一定的速度移动，或记录磁头以一定的速度移动，并分别和记录磁头的空隙或磁性面相接触。磁头的线圈一旦通上电流，空隙处就产生与电流成比例的磁场，于是磁卡与空隙接触部分的磁性体就被磁化。如果记录信号电流随时间而变化，则当磁卡上的磁性体通过空隙时（因为磁卡或磁头是移动的），便随着电流的变化而不同程度地被磁化。磁卡被磁化之后，离开空隙的磁卡磁性层就留下相应于电流变化的剩磁。
　　如果电流信号（或者说磁场强度）按正弦规律变化，那么磁卡上的剩余磁通也同样按正弦规律变化。当电流为正时，就引起一个从左到右（从 N 到 S）的磁极性；当电流反向时，磁极性也跟着反向。其结果可以看作磁卡上从 N 到 S 再返回到 N 的一个波长，也可以看作是同极性相接的两块磁棒。这是在某种程度上简化的结果，然而，必须记住的是，剩磁 Br 是按正弦变化的。当信号电流时，纵向磁通密度也达到。记录信号就以正弦变化的剩磁形式记录，贮存在磁卡上。
　　工作原理
　　磁卡上面剩余磁感应强度Br 在磁卡工作过程中起着决定性的作用。磁卡以一定的速度通过装有线圈的工作磁头，磁卡的的外部磁力线切割线圈，在线圈中产生感应电动势，从而传输了被记录的信号。当然，也要求在磁卡工作中被记录信号有较宽的频率响应、较小的失真和较高的输出电平。
　　一根很细的金属直线可以作为一个简单的重放设备。金属直线与磁卡紧贴，方向垂直于磁卡运行方向，磁卡运行时，金属直线切割磁力线而产生感应电动势，电动势的大小与切割的磁力线成正比。当磁卡的运行速度保持不变时，金属直线的感应电动势与磁卡表面剩余磁感应强度成正比，而导体中的感应电动势可由下式表示：
　　e=BrWv 式中 Br －表面剩余磁感应强度；
　　W －记录道迹的宽度；
　　v －重放时磁卡的运行速度。
　　在 Br=2πf/vφrmcos2πft 的情况下，综合 Br 和 e 的关系式，得到 e=2πfWφrmcos2πft 。 当然，用一根金属线作磁卡工作设备，由于输出很小，故而是不实用的。
　　而磁头是用高导磁系数的软磁材料制成的铁芯，上面缠有绕组线圈，磁头前面有一条很窄的缝隙，这时进入工作磁头的磁卡磁通量而言，可以看作是两个并联的有效磁阻，即空隙的磁阻和磁头铁芯的磁阻。因为空隙的有效磁阻远大于工作磁头铁芯的磁阻，所以磁卡上磁通量的绝大部分输入到磁头铁芯，并与工作磁头上线圈绕组发生交连，因而感应出电动势，在这种情况下，单根金属重放线所得到的感应电动势公式完全适用于环形磁卡工作磁头，只是比例系数不同而已。
　　设 N 为线圈的匝数， m 为与工作磁头铁芯的大小和磁性有关的系数，则环形工作磁头绕组中所产生的感应电动势为：e=2πfWmNφrmcos2πft
　　因为在工作磁绕组中所感应的电动势正比于磁通的变化率，即电动势 e ∝ By ∝ 频率 f 。在记录时 i=Isinwt ，纵向剩磁密度 Bx ∝ i （传递曲线的直线部分），所以， Bx=K1Isinwt 。由于 By ∝ dbx/dt,e ∝ By ，所以， e=K2Iwcoswt 。这里的 K2 取决于工作磁头的效率、匝数、磁带材料等。这些公式还表明：输出电压正比记录电流；输出电压正比于信号频率；输出电压得到 90°的相应变化（即由正弦项改变到余弦项）。

标准

　　国际标准
　　1．ISO 7810：1985 识别卡 物理特性
　　规定了卡的物理特性，包括卡的材料、构造、尺寸。
　　磁卡
　　磁卡
　　卡的尺寸为：宽度 85.72mm----85.47mm
　　高度 54.03mm----53.92mm
　　厚度 0.76±0.08mm
　　卡片四角圆角半径 3.18mm
　　一般讲卡的尺寸为：85.5 X 54 X 0.76
　　2．ISO 7811－1：1985 识别卡 记录技术 第1部分：凸印
　　规定了卡上凸印字符的要求（字符集、字体、字符间距和字符高度）。
　　3．ISO 7811―2：1985 识别卡 记录技术 第2部分：磁条
　　规定了卡上磁条的特性、编码技术和编码字符集。
　　4．ISO 7811―3：1985 识别卡 记录技术 第3部分：ID-1型卡上凸印字符的位置
　　5．ISO 7811―4：1985 识别卡 记录技术 第4部分：只读磁道的第1、2磁道位置
　　6．ISO 7811―5：1985 识别卡 记录技术 第5部分：读写磁道的第3磁道位置
　　出厂标准
　　（按ISO7811、ISO7816国际标准）
　　①卡基尺寸标准：卡基长度：85.47mm-85.72mm宽度：53.92mm-54.03mm
　　ISO标准(磁卡)厚度：0.76mm（不含磁条厚度）IC卡厚度：0.84mm±0.02mm
　　特殊厚度：依据需方要求制作误差为±0.03mm
　　印刷工艺：根据用户需求的不同，有胶印、丝印、打印等多种印刷方式，采用其中一种甚至多种印刷方式印刷，同时根据需求可以在卡片上增加烫金、烫银等特殊工艺专版，以达到用户所需的质量及视觉需求。

安全性

　　随着磁卡应用的不断扩大，有关磁卡技术，特别是安全技术已难以满足越来越多的对安全性要求较高的应用需求。以前在磁卡上应用的安全技术，如水印技术、全息技术、精密磁记录技术等，随着时间的推移其相对安全性已大为降低。其工作的基本原理是依靠自身“卡的号码”来识别不同磁卡，因此在读卡时卡号相对公开，比较容易复制。
　　IC卡（芯片型智能卡的一种）则是通过芯片上写有的密钥参数进行识别的。IC卡在使用时，必须要通过与读写设备间特有的双向密钥认证。出厂时，先对IC卡进行初始化（加密）；待交付使用时还需通过IC卡发行系统，将各用户卡生成自己系统的专用密钥。
　　又出现了可视卡。
　　存在问题
　　A．卡的保密性和安全性较差
　　磁条上的信息比较容易读出，非法修改磁条上的内容也较容易，所以大多情况下磁卡都是被作为静态数据输入使用。虽然第3磁道可读写，并且有金额字段，也只是用于小金额的应用领域，例如电话卡。
　　B．使用磁卡的应用系统需要有可靠的计算机系统和中央数据库的支持
　　在金融行业，作为金融交易卡的磁卡，一般配合强大、可靠的计算机网络系统使用，金额、交易记录等信息，均保存在金融机构计算机的数据库中，用户所持的卡片只是提供用户的主帐号等索引信息，便于在数据库中迅速找到用户数据。
　　磁卡的主要优点: 成本低，这也是它容易推广的原因。

国内发展

　　据网易、中搜等媒体报道，根据中国人民银行部署，10月底前全国POS机将关闭芯片银行卡降级交易，芯片卡支付将告别刷卡，迎来插卡时代。从明年开始，经济发达地区新发行以人民币结算的银行卡应为芯片卡，磁条卡将逐步停发。