關(guān)于智能IC卡在我國(guó)高校教育信息化管理中的應(yīng)用研究

文章出處：http://www.fang1.net 作者：葛錦環(huán) 朱志亮 人氣： 發(fā)表時(shí)間：2010年05月25日

引言

近年來(lái)，隨著智能卡技術(shù)的快速發(fā)展和國(guó)家信息化戰(zhàn)略的實(shí)施，高校教育信息化管理一直為教育界人士所重視。全國(guó)各大高校開始陸續(xù)引進(jìn)智能卡，智能卡的引進(jìn)有力地促進(jìn)了高校教育管理的信息化。高校引入的校園一卡通管理系統(tǒng)正是智能卡技術(shù)的一種非常典型的應(yīng)用。在高校中，教職工和學(xué)生人手一卡，該卡成為了他們的身份識(shí)別標(biāo)志，其惟一性和卡內(nèi)信息可修改性使得校園卡能很好地應(yīng)用在高校的各個(gè)管理層面。但是，由于目前社會(huì)信息化的程度不高，高校教育信息化程度也受到限制，智能卡引入高校的時(shí)間并不長(zhǎng)，從總體看智能卡在高校教育信息化管理中的應(yīng)用還非常有限，目前僅僅應(yīng)用在某些特殊的部門，比如食堂、圖書館等等。因此，怎樣把智能卡強(qiáng)大的功能應(yīng)用到高校的各個(gè)管理層面，發(fā)揮出其作用。成為了一個(gè)非常熱門的研究主題。

1 智能卡簡(jiǎn)介

所謂智能卡是IC卡(集成電路卡)的一種，其內(nèi)部嵌有微芯片。按所嵌的芯片類型的不同，IC卡可分為三類，第一類是存儲(chǔ)器卡，該卡內(nèi)的集成電路是可用電擦除的可編程只讀存儲(chǔ)器EEPROM，它僅具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，沒有數(shù)據(jù)處理能力，存儲(chǔ)卡本身無(wú)硬件加密功能，只在文件上加密，很容易被破解。第二類是邏輯加密卡，該卡內(nèi)的集成電路包括加密邏輯電路和可編程只讀存儲(chǔ)器，加密邏輯電路可在一定程度上保護(hù)卡和卡中數(shù)據(jù)安全，但只是低層次防護(hù)，無(wú)法防止惡意攻擊。第三類是智能卡(CPU卡)，該卡內(nèi)的集成電路包括中央處理器CPU、可編程只讀存儲(chǔ)器、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM和固化在只讀存儲(chǔ)器ROM中的卡內(nèi)操作系統(tǒng)COS(Chip Operating System)，卡中數(shù)據(jù)分為外部讀取和內(nèi)部處理部分，確保卡中數(shù)據(jù)安全可靠，而且卡內(nèi)包含一個(gè)RF／D芯片，所以它們不需要與讀寫器任何物理接觸就能夠識(shí)別持卡人，有些地方也稱之為非接觸式IC卡。

2 智能卡在高校中的典型應(yīng)用

智能卡在高校中的典型應(yīng)用是校園一卡通系統(tǒng)，其應(yīng)用主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。第一是消費(fèi)支付功能。通過校園卡內(nèi)的電子錢包，持卡人可以在校園內(nèi)任意一個(gè)與系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的消費(fèi)網(wǎng)點(diǎn)以卡結(jié)算，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、電子化貨幣結(jié)算。一個(gè)典型的應(yīng)用就是高校食堂里教職工和學(xué)生的就餐支付系統(tǒng)，一卡通持有者通過專門的充值系統(tǒng)采用預(yù)付費(fèi)的方式將金額存入卡內(nèi)，然后持卡消費(fèi)。該應(yīng)用可以為高校后勤管理解決現(xiàn)金就餐所帶來(lái)的諸如衛(wèi)生、腐敗問題，更可以提高持卡者的就餐效率。第二是身份識(shí)別功能。校園卡表面印有持卡人身份標(biāo)識(shí)，如學(xué)號(hào)或職工號(hào)、姓名、照片以及所屬單位等，且教職工、臨時(shí)工和學(xué)生等不同身份卡片的底色也不同，以便于身份識(shí)別。校園卡的IC芯片和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中均存有持卡人的身份信息，實(shí)現(xiàn)了校園內(nèi)的電子身份識(shí)別，取消了各種證件。一個(gè)典型的應(yīng)用就是高校圖書館的圖書借閱管理系統(tǒng)。持卡人持卡進(jìn)入高校圖書館瀏覽，只有合法持卡人才允許進(jìn)入，能通過圖書管理系統(tǒng)進(jìn)行圖書的借還操作。如果出現(xiàn)延期借閱，管理系統(tǒng)會(huì)扣除卡內(nèi)金額，完成逾期罰款的功能。另一個(gè)典型的應(yīng)用就是學(xué)生上機(jī)操作。當(dāng)前高校普及了計(jì)算機(jī)教育，大量學(xué)生在課余時(shí)間自費(fèi)上機(jī)查閱資料和學(xué)習(xí)，校園卡系統(tǒng)可以自動(dòng)完成上機(jī)身份識(shí)別和費(fèi)用繳納操作，為高校節(jié)約了大量的人力物力，提高了效率 。

3 高校教育信息化管理中存在的問題

當(dāng)前高校教育信息化管理中存在的典型問題主要有兩個(gè)。第一個(gè)是應(yīng)用面太狹窄的問題。事實(shí)上，校園一卡通系統(tǒng)的功能遠(yuǎn)比文中所描述的功能強(qiáng)大。前面所述的應(yīng)用主要體現(xiàn)在高校的日常生活管理領(lǐng)域。作為一個(gè)高校，教學(xué)管理始終是教育管理各個(gè)層面中最重要最核心的問題，涉及教學(xué)管理的諸多難題需要解決，比如教學(xué)考勤管理，而教學(xué)考勤管理主要還是采用傳統(tǒng)的點(diǎn)名方式，其弊端顯而易見，效率太過低下，特別是高校教學(xué)中普遍采取大課制，顯然口頭點(diǎn)名方式是不現(xiàn)實(shí)的，為此，完全可以利用校園一卡通的身份惟一性特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)點(diǎn)名。第二個(gè)是校園一卡通系統(tǒng)沒有和學(xué)校已有網(wǎng)絡(luò)資源緊密連接的問題。在智能卡引入到高校之前，各個(gè)高校普遍已經(jīng)有了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，而且也實(shí)現(xiàn)了部分信息化管理，比如學(xué)生的學(xué)籍管理，考務(wù)管理等，但是這些計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)資源和校園一卡通系統(tǒng)是完全獨(dú)立的。怎樣把這些網(wǎng)絡(luò)資源和校園一卡通系統(tǒng)整合起來(lái)，發(fā)揮其更大的作用，是當(dāng)前擺在高校教育信息化管理者面前一個(gè)重要的課題。

4 典型問題的解決方案

針對(duì)以上這些問題，本文以解決高校教學(xué)管理中最棘手的教學(xué)考勤問題為例，介紹一種基于智能卡的教學(xué)考勤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路和實(shí)現(xiàn)流程，以此為基礎(chǔ)闡述類似問題的解決方案 。本系統(tǒng)采用Philips Mifare one $50智能卡，以VisualBasic6．0+SQL SERVER2000為編程開發(fā)平臺(tái)。

4．1 Philips Mifare one$50智能卡結(jié)構(gòu)

該卡為EEPROM結(jié)構(gòu)，容量為8K，分為16個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)為4塊，每塊16個(gè)字節(jié)，以塊為存取單位，每個(gè)扇區(qū)有獨(dú)立的一組密碼及訪『口J控制。其卡內(nèi)結(jié)構(gòu)如圖1所示。每個(gè)扇區(qū)的密碼和存取控制都是獨(dú)立的，可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定各自的密碼及存取控制。存取控制為cq-字節(jié)，共32位，扇區(qū)中的每個(gè)塊(包括數(shù)據(jù)塊和控制塊)的存取條件是由密碼和存取控制共同決定的，在存取控制中每個(gè)塊都有相應(yīng)的三個(gè)控制位。有關(guān)卡的詳細(xì)存取控制請(qǐng)參閱文獻(xiàn) 。

圖1 Philips Mifare one$50智能卡內(nèi)部結(jié)構(gòu)