智能IC卡水表的防攻擊和防干擾設(shè)計

IC卡水表是一種利用現(xiàn)代微電子技術(shù)、現(xiàn)代傳感技術(shù)、IC卡技術(shù)對用水量進行計量并進行用水?dāng)?shù)據(jù)傳遞及結(jié)算交易的新型水表。隨著我國能源戰(zhàn)略方案的實施和小區(qū)智能化的要求，傳統(tǒng)的上門入戶抄表已不能適應(yīng)社會的需要，所以這種新型IC卡水表以不可阻擋的勢頭出現(xiàn)的各個新建小區(qū)中。IC卡水表除了可對用水量進行記錄和電子顯示外，還可以按照約定對用水量自動進行控制，并且自動完成水費計算，同時可以進行用水?dāng)?shù)據(jù)存儲的功能。由于其數(shù)據(jù)傳遞和交易結(jié)算通過IC卡進行，因而可以實現(xiàn)由工作人員上門抄表收費到用戶自己去營業(yè)所交費的轉(zhuǎn)變。

與傳統(tǒng)的用水計量儀表相比，采用IC卡水表技術(shù)可以帶來許多新變化，給用戶帶來很大的益處。隨著水資源日益短缺，水價不斷上漲，水費負(fù)擔(dān)越來越重，人們開始看重過去不被重視的自來水了，節(jié)水意識不斷提高。然而，很多用戶不在“節(jié)約用水”上下功夫，卻在“節(jié)約費用”上做文章，利用現(xiàn)有一些廠家IC水表的漏洞和弱點進行攻擊。再就是一些廠家的IC卡水表在設(shè)計上也存在著一些缺陷，給用戶可乘之機。

電路的運行過程中死機，受潮電路功耗加大而導(dǎo)致電路能量耗盡而不工作等都與產(chǎn)品的防攻擊能力有關(guān)。同時有些地方用水過去吃大鍋飯，現(xiàn)在管的嚴(yán)了，用戶有一定的抵觸，所以會試探性的對其攻擊或是干攏。如果設(shè)計產(chǎn)品的時候，不做充分的考慮，會使用戶的攻擊得懲，給管理部門造成一定的損失。如果用戶的攻擊未留下任何痕跡，則攻擊是有效的。這樣的攻擊涉及經(jīng)濟的原因，后果是嚴(yán)重的。如果解決不善，就可能影響產(chǎn)品的推廣使用，嚴(yán)重著可以使企業(yè)丟掉市場，也有可能遭用戶索賠。

所以一款I(lǐng)C卡水表的防攻擊和防干攏的設(shè)計如何是成功的關(guān)鍵，探討一下IC卡水表的防攻擊和防干擾有非常重要的意義。

一、對IC卡水表攻擊種類

對IC卡水表的攻擊主要分為以下幾種情況:

振動：用手敲擊水表，達到水表出現(xiàn)故障，不走或是少計量，一般用戶用手或是墊一厚墊，那么水表從外觀上是看不出來機械攻擊的。

靜電：用電子打火器伸入IC卡口，用打火器產(chǎn)生的靜電攻擊水表的電子部分，使電子部分損失達到竊水的目地。

磁攻擊：用磁石干擾水表的采樣部分及傳動部分，使水表不計量或是少計量，從而達到竊水的目的。現(xiàn)在市面上也時常出現(xiàn)一些不法的小商販沿街叫賣竊水器。

水攻擊：往卡座加入少許水，讓卡座受潮，從而使用戶水表的功耗加大或是損壞。

冷凍：水表的使用環(huán)境溫度不會低于零下40度，但是水表的運輸過程中有可能在零下，所以設(shè)計過程中也要考慮這方面的原因。同時，用戶的水表還要有防拆卸功能，一旦發(fā)生拆卸，那即關(guān)閥不能用水。

以上幾種情況，我們稱之為物理攻擊。在實際的使用過程中有可能出現(xiàn)，但是對于這樣的攻擊，很難找到明顯的破壞痕跡，所以處理起來非常棘手。

同時現(xiàn)在大家公認(rèn)的原則是：如果用戶的攻擊沒留下任何痕跡而導(dǎo)致水表損壞，由于無法取證，這樣的問題都?xì)w于產(chǎn)品設(shè)計的缺陷，所以在設(shè)計的時候充分考慮，針對各種情況、采取相應(yīng)的措施，來不斷完善產(chǎn)品的可靠性。

二、對水表的物理性攻擊的防范辦法

1、對機械結(jié)構(gòu)的攻擊處理措施

在水表的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計中合理地安排計量部分和閥體部分的關(guān)系結(jié)構(gòu)是一個關(guān)鍵，例如研究干簧管、磁鋼和閥體控制部分的電機的關(guān)系，使之結(jié)構(gòu)緊湊，這是一款水表的振震性的關(guān)鍵。

在實際應(yīng)用中有絕大的多數(shù)的用戶在使用中發(fā)現(xiàn)的不計量的故障多是由于振動導(dǎo)致磁鋼同干簧的位置和距離發(fā)生了變化而引起，近了或是遠(yuǎn)了。如果近了，那么干簧管該斷開的時候彈不開；遠(yuǎn)了會不吸合，所以表現(xiàn)在水表上最直接的現(xiàn)象是不能計量，在水表的設(shè)計中如果定義成攻擊，那么這種情況水表會關(guān)閥，導(dǎo)致用戶不能用水。

這樣的故障現(xiàn)象在IC卡水表生產(chǎn)過程中一般不會體現(xiàn)出來，而是經(jīng)過運輸，安裝的過程中出現(xiàn)。如有的水表在用戶初裝后不開閥、顯示攻擊、液晶不顯示等等。很大的一部是由于運輸過程式中造成的，進一步說是生產(chǎn)設(shè)計不合理造成的。

所以一般的生產(chǎn)廠家都將采樣磁鋼直接壓鑄在齒輪上，盡可能的減速少機械的連接，這不失為一個好辦法、好方案。機械的長壽命設(shè)計中關(guān)鍵的一項就是結(jié)構(gòu)要簡單、盡可能減少傳動齒輪的數(shù)量，鑼釘結(jié)構(gòu)的數(shù)量。如果一個水表的閥體部分及控制部的主體結(jié)構(gòu)能夠能一次成型，那么它是最成功的。

那是一個理想狀態(tài)，實際上是不可能的，但思考的出發(fā)點是盡可能將一些部件的功能組合起來，重新設(shè)計一款這樣的水表，其故障率會大大減少的，也會增加其使用壽命。

在水表的運行過程中，有一些管道振動形成或是人為的振動會引起水表的指針不轉(zhuǎn)，這種現(xiàn)象從原理上消除它是不可行的，但是改變它的結(jié)構(gòu)，使客觀存在的組件減少，那么這種現(xiàn)象的會大大減少的。