مقالات

تاریخچه کارت هوشمند(Smart Card History)

یکشنبه 13 تیر 1395

تاریخچه کارت هوشمند(Smart Card History)

گسترش کارت‌های پلاستیکی در اوایل دهه ۵۰ میلادی آغاز شد. هزینه پایین این کارت‌ها که از جنس PVC بودند باعث شد تا به سرعت جای کارت‌های کاغذی که تحمل تنش‌های فیزیکی و تغییرات آب و هوا را ندارند، را بگیرند. اولین کارت پرداخت

Payment Card در سال ۱۹۵۰ توسط Dinners Club به صورت محدود برای اعضای ویژه ساخته شد، تا به جای پول نقد از کارتPVC استفاده نمایند. در ادامه رستوران‌ها و هتل‌ها اقدام به استفاده از این نوع کارت‌ها کردند به خاطر همین در آن دوره از آنها به عنوان کارت سفر و سرگرمی یاد می‌شد.

ورود شرکت‌هایی همچون Visa Card و Master Card باعث گسترش هرچه بیشتر پول پلاستیکی (PVC) در قالب کارت‌های اعتباری شد.اولین ارتقاء در این کارتها با اضافه نمودن نوار مغناطیسی(Magnet)به آنها که امکان ذخیره سازی اطلاعات را می‌داد، پدید آمد. در ادامه در سال ۱۹۷۰ و با پیشرفت چشمگیر در ریز پردازنده‌ها و ترکیب آنها با حافظه‌های غیر فعال این امکان به وجود آمد تا از انها در کارت‌های هوشمند استفاده شود. سرانجام در سال ۱۹۸۴ شرکت مخابراتی French PTT با موفقیت اولین کارت تلفن را عرضه کرد تا در عمل نیز این نوع کارت کارایی خود را به اثبات برساند.

 

کارت‌های هوشمند (Smart Card)

کارت‌های هوشمند (Smart Card)که شبیه به یک کامپیوتر ساده و کوچک است که می‌تواند از طریق دستگاه کارت خوان

(Card Reader) ارتباط برقرار کند، تا بتوان به اطلاعاتی که درون حافظه این کارت قرار دارد دسترسی پیدا کرد.بعضی کارت‌های هوشمند هم همانند کارت‌های معمولی مغناطیسی نیاز به قرار گرفتن در دستگاه برای خوانده شدن اطلاعات دارند.

نسل جدید کارت‌های هوشمند، کارت‌های هوشمند بدون تماس (Contactless Card) هستند. این کارت‌های بدون تماس با دستگاه کارت خوان ارتباط برقرار می‌کنند. فقط کافی است این کارت در نزدیکی دستگاه قرار گیرد. این نوع کارت در مواقعی که نیاز به برقراری ارتباط سریع و حتی بدون دخالت دست وجود دارد، کاربرد بسیاری دارد. برای مثال برای ورود یک فرد به اتاق، کارت ممکن است در جیب یا کیف شخص باشد و از همان محل و بدون نیاز به خارج کردن با دستگاه کارت خوان ارتباط برقرار کرده و مجاز بودن ورود بررسی شده و در باز شود. همچنین در بسیاری از سیستم‌های حمل و نقل عمومی در دنیا به دلیل حجم زیاد مسافران و به خاطر سریع تر شدن چک کردن بلیط از این نوع کارت‌ها استفاده می‌شود.

 

انواع کارت های هوشمند

کارت هوشمند تماسی (Contact Smart Card)

• کارت با Contact CHip مانند کارت تلفن

• کارت با نوار مغناطیسی (Magnetic Card) مانند کارت بانکی

• کارت بارکد دار

کارت‌های هوشمند با چیپ تماسی یا همان Contact Chip از نظر اندازه و شکل ظاهری، شبیه به کارت‌های مغناطیسی معمولی هستند. ولی درون این کارت‌ها کاملاً با کارت‌های معمولی متفاوت است. کارت‌های مغناطیسی معمولی یک تکه پلاستیک ساده هستند با یک نوار مغناطیسی؛ در حالی که کارت‌های هوشمند با Contact Chip درون خود یک ریز پردازنده دارند این ریز پردازنده چون بیش از اندازه کوچک است با تکنولوژی خاصی خوانده میشود. ریزپردازنده معمولاً در زیر یک اتصال طلایی در یک طرف کارت قرار دارد. این ریز پردازنده در کارت‌های هوشمند در حقیقت جایگزین نوار مغناطیسی در کارت‌ها شده‌است.

اطلاعاتی را که روی نوار مغناطیسی کارت‌های معمولی وجود دارد می‌توان به راحتی خواند، روی آن نوشت، آن را حذف کرد و یا تغییر داد. به علت وجود همین مشکل نوار مغناطیسی محل خوبی برای نگهداری اطلاعات نیست. به همین دلیل هم برای استفاده از چنین کارت‌هایی و تایید صحت و دریافت و پردازش اطلاعات، به طراحی شبکه‌های کامپیوتری گسترده، نیاز هست. کارت با Contact Chip بدون نیاز به چنین امکاناتی به دلیل امنیت خود می‌تواند اطلاعات را در خود ذخیره کرده و در صورت لزوم در محل‌های مختلف از این اطلاعات بدون نیاز به اتصال به شبکه استفاده کند. ریز پردازنده در کارت هوشمند برای امنیت مورد استفاده قرار می‌گیرد. در واقع کارت هوشمند یک کامپیوتر کوچک است که با کامپیوتری که به دستگاه کارت خوان متصل است ارتباط برقرار می‌کند. تا ریزپردازنده کارت، از معتبر بودن دسترسی به کارت مطمئن نشود، به کارت خوان اجازه دسترسی نمی‌دهد. پس از صدور مجوز دسترسی، کارت خوان می‌تواند همانند یک دیسک با کارت که دارای حافظه (Ram)است کار کند؛ اطلاعات را خوانده، پردازش و تغییر دهید. کارت‌های هوشمند می‌توانند بطور متوسط ۸ کلیو بایت Ram (حافظه با دسترسی تصادفی برای خواندن و نوشتن اطلاعات)، ۳۶۴ کیلو بایت ROM (حافظه فقط خواندنی)، ۲۵۶ کیلوبایت PROM (حافظه فقط خواندنی قابل برنامه ریزی) و یک ریزپردازنده ۱۶ بیتی داشته باشند. کارت هوشمند با Contact Chip همچنین از یک واسط سریال برای نقل و انتقال اطلاعات استفاده کرده، انرژی خود را هم از یک منبع بیرونی (مثلاً دستگاه کارت خوان) تامین می‌کند. ریز پردازنده هم برای انجام یک مجموعه عملیات محدود همانند رمزنگاری مورد استفاده قرار می‌گیرد. کارت‌های هوشمند می‌توانند برای کارت‌های اعتباری، کارت پول‌ها، سیستم‌های امنیتی کامپیوتری، سیستم‌های تشخیص هویت دولتی و بسیاری موارد دیگر مورد استفاده قرار گیرند.

 

کارت هوشمند بدون‌تماس (Contactless Card)

بدلیل مشکلات فراوانی که کارت های هوشمند تماسی با Contact Chip داشتند کارت های هوشمند بدون تماسی

(Contactless Card) بوجود آمدند. زیرا کارت های تماسی به دلیل در دسترس و بیرون بودن چیپ در معرض آسیب و همچنین تقلب فراوانی بودند. به همین ترتیب کارتهای بدون تماس(Contactless Card)بوجود امدند.

کارت هوشمند بدون تماس دارای یک ریز پردازنده در داخل کارت یعنی بین لایه های کارت قرار دارد که قابل رویت نیست. نسل جدید کارت‌های هوشمند، کارت‌های هوشمند بدون تماس هستند. این کارت‌ها بدون تماس و با تکنولوژی القاء Radio Frequency با دستگاه کارت خوان ارتباط برقرار می‌کنند. فقط کافی است این کارت در نزدیکی دستگاه قرار گیرد.با ایجاد یک میدان مغناطیسی با دستگاه کارت خوان ارتباط برقرار میکند.و بسته به بزرگی میدان مغناطیسی ایجاد شده گاهی در فواصل کوچک و گاهی در فواصل چند متری کارت خوانده میشود. در مواقعی که نیاز به برقراری ارتباط سریع و حتی بدون دخالت دست وجود دارد، کاربرد بسیاری دارد. برای مثال برای ورود به یک اتاق، کارت ممکن است در جیب یا کیف شخص باشد و از همان محل و بدون نیاز به خارج کردن با دستگاه کارت خوان ارتباط برقرار کرده و مجاز بودن ورود بررسی شده و در باز شود. همچنین در بسیاری از سیستم‌های حمل و نقل عمومی در دنیا به دلیل حجم زیاد مسافران و به خاطر سریع تر شدن چک کردن بلیط از این نوع کارت‌ها استفاده می‌شود. هم اکنون کارت‌های اعتباری متروی تهران و همچنین اتوبوس‌های خط واحد شهرها از نوع کارت هوشمند بدون تماس هستند. استفاده از این کارتها روز به روز بیشتر می‌شود. از نظر استاندارد ، فاصله مجاز برای برقراری ارتباط حداقل 4 سانتی مترو حداکثر 12 متر میباشد.

تکنولوژی کارت هوشمند (Smart Card) به عنوان یکی از دستاوردهای نوین بشری، تحولی شگرف در حوزه سیستم‌های کاربردهای روزمره انسانها ایجاد کرده‌است. دو مقوله مهم امنیت(Security) و همراه بودن(Mobility) از ویژگی‌های منحصر بفرد این تکنولوژی است. امروزه کاربردهای این تکنولوژی در سطح دنیا در اکثر زمینه‌ها قابل مشاهده بوده و حتی این روند، رو به رشد می‌باشد. بانکها، مراکز مخابراتی، سازمانهای دولتی، مراکز بهداشتی، مراکز ارائه خدمات، مراکز آموزشی، مراکز تفریحی و… بدلیل چند کاربره بودن یک کارت از دستاوردهای کاربردی این تکنولوژی بهره می‌گیرند.

 

انواع کارت بدون تماس (Contactless Card Types)

1- کارت بدون تماس با برد کوتاه مانند Mifare ،LEGIC ، EM، Q5 و… (که در رنج موج کوتاه LF و یا موج متوسط HF قرار میگیرند)

2- کارت بدون تماس با برد بلند (UHF)

3- تکنولوژی کارت EM و Q5 و … در رنج موج کوتاه LF و با فرکانس125KHz می باشد که کارتهای R/O دارای یک کد 8 رقمی ثابت و غیر قابل تغییر می باشد و کارتهای R/W درای یک کد 10 رقمی متغیر میباشد.

تکنولوژی Mifare با فرکانس 13.56MHz بوسیله شرکت های متفاوتی ساخته می شود و معروفترین سازنده آن شرکت فیلیپس است.اغلب کارت مایفر ؛ کارت هوشمند نامیده میشود.این نوع کارت ها قابلیت کد شدن و خوانده شدن را دارند.در واقع کارت مایفر یک نمونه کارت حافظه ساده شده می باشد.

کارت مایفر در ابتدا برای پرداخت حمل و نقل عمومی استفاده شد.با دامنه کوتاهی که در خوانده شدن دارد برای عملکرد هایی مانند کم کردن و اضافه کردن مناسب است.

کارت های هوشمند تماسی هم این عملکرد را می توانند انجام دهند ولی سرعت بکارگیری در کارت های غیر تماسی بیشتر و استفاده از ان ها برای مردم راحت تر است.

محدوده خواندن یک کارت بدون تماس مایفر 2.5 تا 10 سانتی نتر میباشد و در بعضی کارت های دیگر در محدوده بالاتری خوانده می شود ولی در امریکا بدلیل بعضی مقررات , محدوده کمتر از مقیاس استاندارد است.

کارت های مایفر در کنترل دسترسی(Access Control) هم قابل استفاده میباشد.کارت خوان های کارت مایفر میتوانند با دستگاه های کنترل دسترسی ارتباط داده شود.

برخی از جنبه های فنی وجود دارد که باید در نظر گرفته شود:

کارت مایفر استاندارد توسط سازنده ان با یک کد برنامه ریزی میشود.این کد بصورت تصادفی می باشد و جایگاه هایی که برای کدینگ مصرف کننده است را اشغال نمیکند.اگر شما از بیت دیگری برای کنترل دسترسی استفاده کنید، میتوان به طور همزمان هم از کد واحد کارت برای کنترل دسترسی و موارد دیگر از ما بقی کارت استفاده کرد.

حجم کارت Mifare بستگی به نوع کارت مایفر دارد. مثلا کارت مایفر S50 فیلیپس با حافظه 1Kb و قابلیت پاک شدن کد قبلی و کد کردن دوباره و مایفر S70 دارای حافظه 4K هستند و کارت Defire 2 و 4 و 8 و..کیلوبایت حافظه دارند.

 

کارت Mifare چند سکتور دارد؟

کارت Mifare (معمول ترین کارت مایفر1k می باشد) به 16 گروه تقسیم میشود که میشود در داخل آنها اطلاعات ذخیره کرد.هر گروه دارای 4 تا Block میباشد که این Block ها از 0 تا 3 نامیده میشود. سکتور 0 دارای یک کد واحد میباشد و سکتور 3 دارای دو قسمت و دو پسورد A , B است که در آن نمیشود اطلاعات ذخیره کرد.