مقدمه‌ای بر کارت‌های هوشمند(قسمت اول )
نویسنده : داود مهدوی
ناشر: مهندسی شبکه همکاران سیستم
قسمت اول: معرفی، ساختار
اختراع کارت هوشمند را برای اولین بار فردی فرانسوی با نام رولاند مورنو در سال 1974 به ثبت رساند. از آن زمان به بعد، شرکت‌هایی نظیر Bull، Honeywell،Motorola دراین زمینه به فعالیت پرداختند و در نتیجة فعالیت‌های آنها، در سال 1979 اولین کارت هوشمند ریز‌پردازنده‌ای ساخته شد. اولین استاندارد برای کارت هوشمند در سال 1986 و با عنوان ISO 789116/1 مطرح شد. استفاده از کارت هوشمند در سطح ملی برای نخستین بار در فرانسه در سال 1986 و برای کارت‌های اعتباری تلفن انجام گرفت. پس از آن، از اوایل دهة 90 میلادی، استفاده از کارت‌های هوشمند درکشور‌های مختلف رواج پیدا کرد و به تدریج کاربردهای جدیدی برای آن پیدا شد.
بررسی ساختار و انواع
کارت‌هوشمند کارتی است که از یک ریزپردازنده و چیپ حافظه و یا فقط چیپ حافظه (بدون منطق برنامه‌پذیر) تشکیل شده است. کارت دارای ریزپردازنده می‌تواند اطلاعات روی کارت را اضافه، تغییر، حذف و مدیریت نماید، درحالیکه کارت فقط دارای حافظه (مانند کارت‌های اعتباری تلفن)، می‌تواند فقط یک عملیات از پیش تعریف شده را قبول کند.
کارت‌های هوشمند برخلاف کارت‌های نوار مغناطیسی، می‌توانند کلیه توابع عملیاتی و اطلاعات مربوطه را در خود داشته باشند، بنابراین در زمان انجام تراکنش نیاز به ارتباط با بانک اطلاعاتی نخواهد داشت. در حال حاضر سه گروه (بر اساس نوع تراشه بکار رفته در آن، حافظه و ریزپردازنده) از کارت‌های هوشمند در کاربردهای مختلف در دنیا و به صورت گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند:
- کارت‌های دارای ریزپردازنده مدار مجتمع(Integrate Circuit (IC) Microprocessor Cards): کارت‌های ریزپردازنده (همچنین عموما در صنعت بنام chip card نامبرده می‌شود) حافظه ذخیره‌سازی و امنیت بیشتر ی را نسبت به کارت‌های نوار مغناطیسی فعلی ارائه می‌کند. این نوع کارت‌ها همچنین می‌توانند داده روی کارت را پردازش نمایند. نسل فعلی و تجاری این کارت‌ها دارای پردازنده 8 بیتی، 16 کیلوبایت حافظه فقط-خواندنی و 512 بایت حافظه دسترسی تصادفی (RAM) می‌باشند، که به آنها قابلیت پردازشی معادل کامپیوترهای IBM-XT (البته با حافظه کمتر) را می‌دهد.
این کارت‌ها برای کاربردهای بسیار گوناگونی استفاده می‌شوند، بخصوص کاربردهایی که در خود رمزنگاری داشته و نیاز به مدیریت و محاسبات روی اعداد بزرگ را دارند. بنابراین چیپ کارت‌ها زیرساخت کارت‌هایی که ابزار شناسایی دیجیتال و امن را در خود دارند، می‌باشند (شکل 1). برخی از کاربردهای این نوع کارت‌ها عبارتند از:
o کارت‌های اعتباری و حاوی اطلاعات مالی
o کارت‌های امنیتی و دسترسی شبکه
o کارت‌های تلفن‌های سلولار (SIM Cards)
o ROM: نگهداری سیستم‌عامل کارت هوشمند
o RAM: نگهداری موقت داده‌ها
o EEPROM: نگهداری برنامة کاربردی و داده‌های مرتبط با آن
o Security Logic: مهمترین قسمت‌های آن پردازنده امنیتی(Random Generator) و تولید کننده اعداد تصادفی(Random Generator)است.
واحد واسطة (Interface) این کارت ممکن است به یکی از صورت‌های تماسی، غیرتماسی و یا ترکیبی باشد که وظیفة برقراری ارتباط با محیط خارج از کارت را برعهده دارد. در شکل (2) نحوة ارتباط یک واحد واسطة تماسی با CPU و واحد‌های حافظه نمایش داده شده است:
- کارت‌های دارای حافظه مدار مجتمع(Integrate Circuit (IC) Memory Cards): کارت‌های حافظه مدار مجتمع می‌توانند 1 تا 4 کیلو بایت از داده را درخود نگه‌دارند، ولی هیچ پردازنده‌ای روی کارت برای عملیات روی داده ندارند. بنابراین این نوع کارت‌ها برای انجام پردازش وابسته به کارت‌خوان (که همچنین دستگاه گیرنده کارت نیز نامیده می‌شود) می‌باشند و برای کاربردهایی که در آن کارت یک عملیات ثابتی را انجام می‌دهد مناسب می‌باشند.
- کارت‌های دارای حافظه نوری(Optical Memory Cards): این نوع کارت‌ها شبیح یک دیسک فشرده است که در بالای کارت چسبانده شده است. کارت‌های حافظه نوری می‌توانند تا 4MB اطلاعات ذخیره کنند، ولی یکبار قابل نوشتن می‌باشند و داده قابل ویرایش یا حذف نمی‌باشد. این نوع کارت‌ها برای کاربردهایی که نیاز به ثبت سوابق است بسیار مناسب می‌باشند، مانند پرونده‌های پزشکی، کارت‌های رانندگی و یا سوابق مسافرتی. در حال حاضر این نوع کارت‌ها هیچ پردازنده‌ای ندارند (هرچند که بزودی انواع دارای حافظه نیز عرضه خواهد شد). با وجود اینکه این نوع کارت‌ها از نظر قیمت با کارت‌های تراشه قابل رقابت می‌باشد، اما کارت‌خوان‌‌ها از پروتکل‌های غیر استاندارد استفاده می‌کنند و گران می‌باشند.
کارت‌های هوشمند تماسی(Contact Smart Card): برای استفاده از این قبیل کارت‌ها، باید اتصال فیزیکی بین کارت و دستگاه کارت‌خوان برقرار گردد. داده‌های موجود برروی کارت به صورت سریال به کارت‌خوان ارسال می‌شود و پس از پردازش، اطلاعات جدید از طریق همان پورت به روی کارت منتقل می‌شود. به عنوان نمونه، کارت‌های تلفن عمومی جزو این دسته محسوب می‌شوند. مشکل اصلی این قبیل کارت‌ها، خراب شدن کنتاکت‌های فلزی (محل‌های تماس) بر اثر عوامل خارجی نظیر ضربه و شرایط فیزیکی محیط است.
درشکل (4) قسمت‌های موجود در کنتاکت‌های فلزی این نوع کارت نمایش داده شده است.
- کارت‌های هوشمند غیرتماسی(Contactless Smart Card): در این نوع کارت هوشمند، ارتباط بین کارت و کارت‌خوان به‌صورت فیزیکی بر قرار نمی‌شود؛ بلکه از طریق میدان‌های الکترومغناطیسی و یا امواج RF صورت می‌گیرد. برای برقرای ارتباط، آنتن مخصوصی بین تراشه‌های کارت قرار داده شده است که در فاصله‌های کم، تا حدود 50 سانتیمتر، می‌تواند ارتباط ایجاد کند. کاربرد اصلی این قبیل کارت‌ها در مواردی است که عملیات مورد نظر باید سریع انجام گیرد، به عنوان نمونه می‌توان به کارت‌های مترو اشاره کرد. مزیت اصلی این قبیل کارت‌ها علاوه بر سهولت استفاده، عمر طولانی‌تر و ضریب ایمنی بالاتر آن است؛ زیرا در این نوع کارت، تراشه به همراه آنتن در میان لایه‌های تشکیل‌دهندة کارت قرار می‌گیرد.
- کارت‌های هوشمند ترکیبی(Dual-Interface Smart Card): این نوع کارت ترکیبی از کارت‌های هوشمند تماسی و غیرتماسی است که با هر دو نوع دستگاه‌های کارت‌خوان سازگار است. از این نوع کارت‌ها برای ساخت کارت‌های چندمنظوره استفاده می شود.
