M1卡
定义
M1卡指采用恩智浦(NXP)Mifare1系列芯片的非接触式IC卡，业内通常把该系列简称为M1，其中S50对应1KB容量，S70对应4KB容量[1]。把芯片与感应天线用PVC等材料封装压制后，即成为通常所说的M1卡，其芯片和天线没有任何外露部分[4]。
从技术类别看，M1卡属于逻辑加密卡，卡内做的是数据的存储和简单加密保护，而不具备独立运算能力，这与内置微处理器的CPU卡有本质区别[5]。它与读写器之间通过射频电磁场传递能量和数据，符合ISO/IEC 14443A标准，通信速率为106kbit/s[6]。
原理
M1卡自身不带电池。读写器发射13.56MHz的电磁波，卡片内的LC串联谐振电路频率与之相同，在电磁波激励下产生共振，电容上积累电荷；电容另一端接有单向导通的电子泵，把电荷转移到另一个电容储存，当电压累积到约2V时即可作为电源为卡内电路供电，从而把数据发回读写器或接收读写器的数据[4]。
S50的内部存储为8K位EEPROM，划分为16个扇区，每个扇区含4个块，每块16字节，共64块；第0扇区的块0保存制造商代码和卡的唯一序列号，出厂即固化、不可改写[4]。每个扇区的最后一块是控制块，存放密码A、存取控制字节和密码B，各扇区拥有各自独立的密钥与访问权限，可以按应用分别设定[7]。S70容量为32Kbit、分为32个扇区[1]。
访问某个扇区前，读写器必须先用该扇区的密钥完成认证，认证采用三次握手双向验证机制，卡片也要核验读写器的合法性，认证通过后通信数据才被加密传输[6]。卡内还带有防冲突机制，当多张卡同时进入读写范围时可以逐张选出，支持多卡操作[4]。
M1卡使用的加密算法为专有的流密码CRYPTO1，密钥长度48位，配合扇区密钥实现认证与数据加密[3]。
flowchart LR
A[读写器发射 13.56MHz 电磁波] --> B[卡内 LC 谐振电路共振]
B --> C[电子泵为电容充电至约 2V]
C --> D[芯片获得工作电压]
D --> E[三次握手双向认证]
E --> F[扇区密钥校验通过]
F --> G[读取或改写扇区数据]
发展历程
MIFARE技术最早由米克朗集团(Mikron)于1994年开发，首款非接触式MIFARE卡即MIFARE Classic 1K，当时存储容量为1KB[8]。1998年该项技术转售给飞利浦电子，2006年飞利浦半导体部门拆分后由恩智浦半导体承接[8]。恩智浦资料显示，MIFARE Classic系列芯片早在1994年即进入非接触智能卡领域，后续演进出MIFARE Classic EV1等版本[2]。
2007年至2008年间，研究人员对MIFARE Classic的认证协议、流密码和初始化机制进行了逆向分析，指出其中存在多处安全弱点，并给出了可在普通硬件上于很短时间内恢复密钥的攻击方法[3]。此后相关研究持续跟进，还发现了仅需与卡片直接通信即可实施的攻击方式[9]。
在中国，城市一卡通行业早期投放的非接触IC卡多为M1卡。2013年，住房和城乡建设部IC卡应用服务中心提出加大CPU卡的推广与系统改造，并计划在2018年停止对M1卡的技术支持与维护；部分城市公交则在2009年前后即开始更换为CPU卡[5]。至2013年11月，已有国产芯片可兼容M1卡[1]。
应用
M1卡的主要用途是公共交通的自动收费，包括公交、轮渡和地铁系统，同时也用于门禁管理、身份证明和电子钱包[10]。此外还可用于企业及校园一卡通、高速公路收费、停车场和小区管理等场合[1]。
M1卡的优势在于可读可写、支持一卡多用：分扇区、分块的存储结构允许按不同应用设定各自的密码和访问条件，因此同一张卡可以承载多个独立系统的功能[11]。除标准卡片外，它也可以做成钥匙扣等异形封装形式用于门禁[12]。
在实际部署中，M1卡多用于非定额消费、停车场、门禁和考勤等系统，这类场景对交易速度和成本较为敏感[10]。当原有系统需要向更安全的方案过渡时，部分厂商提供了在CPU卡上兼容模拟M1应用的方案，使已部署的读写设备无需立即更换[13]。
局限
M1卡的读写距离较短，通常在10cm以内，具体距离取决于读写器的功率，因此必须贴近读卡面才能完成操作[10]。在一些资料中其价格也被认为高于部分其他类型的卡，感应距离和成本共同限制了它的适用范围[10]。
更受关注的是安全层面的限制。CRYPTO1使用48位密钥，以当前标准看密钥长度偏短；研究指出该算法结构存在若干缺陷，攻击者在获知少量连续密钥流比特后即可恢复其内部状态和密钥[9]。同时，奇偶校验位先按明文计算再参与加密，以及认证中使用的卡片随机数存在线性递推关系且时可被控制，都构成了可被利用的弱点[9]。
相关研究还指出，即使某些已实施修补的部署，仍可能通过差分密码分析在数分钟量级内于普通计算机上恢复密钥，因此该系列芯片不再适合作为高安全要求的载体[9]。在工程实现上，M1卡按扇区为单位改写数据，缺少专门的电子钱包文件和配套的卡内交易流程，钱包数据接近明文存放，其安全性需要依靠读写机具定制的交易流程共同保障[5]。正因为这些限制，城市一卡通等行业已转向安全性更强的CPU卡[5]。
参见
参考资料
- M1卡 - 恩智浦推出的非接触式IC卡 [引用日期2026-10-14]
- MIFARE Classic® [引用日期2026-10-14]
- acm.org 上的网页 [引用日期2026-10-14]
- 印刷滴胶卡带M1读卡器 [引用日期2026-10-14]
- CPU卡成互联互通主力 2018年停止M1卡支持 [引用日期2026-10-14]
- MIFARE Classic 4K EV1 Card [引用日期2026-10-14]
- arxiv.org 上的网页 [引用日期2026-10-14]
- MIFARE [引用日期2026-10-14]
- Appendix A Practical Attack on _Patched_ MIFARE Classic [引用日期2026-10-14]
- M1卡 IC卡 非接触IC卡 [引用日期2026-10-14]
- 门禁读卡器小知识 [引用日期2026-10-14]
- MIFARE Classic EV1 Fob [引用日期2026-10-14]
- 从 M1 卡被复制说起：一颗自研 COS，如何把安全做进一张 [引用日期2026-10-14]