Приставку "Smart" (интеллектуальная) карта получила не просто так. Имея вид обычной пластиковой кредитной карточки, она содержит в себе интегральную схему, которая наделяет ее способностями к хранению и обработке информации.
Смарт-карты классифицируются по следующим признакам:
В зависимости от встроенной микросхемы все смарт-карты делятся на несколько основных типов, кардинально различающихся по выполняемым функциям:
Карты памяти предназначены для хранения информации. Память на таких типах карт может быть свободной для доступа или содержать логику контроля доступа к памяти карты для ограничения операций чтения и записи данных.
Микропроцессорные карты также предназначены для хранения информации, но в отличие обычных карт памяти они содержат в себе специальную программу или небольшую операционную систему, которая позволяет преобразовывать данные по определенному алгоритму, осуществлять защиту информации хранящейся на карте при передаче, чтении и записи.
Карты с криптографической логикой используются в системах защиты информации для принятия непосредственного участия в процессе шифрования данных или выработки криптографических ключей, электронных цифровых подписей и другой необходимой информации для работы системы.
По методу считывания информации карты делятся на следующие:
Контактные карты взаимодействуют со считывателем, соприкасаясь металлической контактной площадкой карты с контактами считывателя. Данный метод считывания просто реализуем, но повышает износ карты при частом использовании.
Контактная смарт-карта состоит из трех частей:
Бесконтактные карты имеют встроенную катушку индуктивности, которая в электромагнитном поле считывателя обеспечивает питанием микросхему выдающую информационные радиосигналы. Такой метод считывания позволяет часто использовать карту без износа самой карты и считывателя.
Карты со сдвоенным интерфейсом имеют одновременно и контактную площадку и встроенную катушку индуктивности. Такие карты позволяют осуществлять работу с разными типами считывателей.
Для смарт-карт существует несколько международных стандартов, определяющих практически все свойства карт, начиная от размеров, свойств и типов пластика, и заканчивая содержанием информации на карточке, протоколов работы и форматов данных.
Стандарт ISO-7816 "Идентификационные карты - карты с микросхемой с контактами". Состоит из шести частей, регламентирующих физические характеристики, размер и расположение контактов, сигналы и протоколы, структуру файлов, адресацию и команды обмена);
Стандарт EMV (Europay, MasterCard & Visa). 1я и 2я части базируется на ISO-7816, в последующих добавлены определения обработки транзакций, спецификации терминалов и т.д.
Практически в любых областях деятельности для смарт-карт можно найти применение. Сегодня одними из основных видов применения являются:
Бесконтактные пластиковые карты являются одним из основных элементов систем радиочастотной идентификации объектов (RFID -систем). По сравнению с широко распространенными в настоящее время методами идентификации по штрих коду или по информации на магнитной полосе, RFID - системы имеют ряд существенных преимуществ. Идентификация объекта производится по уникальному цифровому коду, хранимому в памяти чипа смарт-карты и излучаемому в диапазоне радиоволн. ЧИП размещается непосредственно в теле пластиковой карты, тут же размещается антенна, с помощью которой производится прием и излучение радиоволн. Кроме уникального идентификационного кода ЧИП может содержать перезаписываемую защищенную память, элементы кодирования и т.д. Опрос бесконтактных пластиковых смарт карт производится автоматически с помощью приемо-передающего устройства (ридера). Энергию, необходимую для формирования ответного сигнала, смарт карточки получают по радиолинии от ридера.
Основными преимуществами бесконтактных пластиковых смарт карт cmart cards являются:
Указанные выше преимущества бесконтактных пластиковых смарт карт cmart cards определяют варианты их использования. Наиболее типичными из них являются следующие:
Интеллектуальные бесконтактные смарт карты (БСК) - карты универсального применения с большими функциональными возможностями для использования в качестве единого документа в платежных системах, для банковских расчетов, на транспорте, универсального документа для идентификации человека в различных системах контроля доступа, хранения личных информационных данных и т.д.
По способу записи информации RFID метки делятся на:
Существующие в настоящее время системы RFID различаются, как правило, несущей частотой используемых радиосигналов, типом модуляции, протоколом обмена и объемом информации, размещаемой на карточке.
В настоящее время можно выделить три основных частотных диапазона, в которых работают системы RFID:
В настоящее время в БСК применяются микросхемы (Чипы) соответствующие стандартам:
Семейство Mifare включает в себя три основные группы продуктов:
Mifare Standard это RFID система с частотой 13.56 МГц и расстоянием чтения записи до 10 см. Скорость обмена информацией между картой и считывателем составляет 106 Кбод. ИС Mifare Standard имеет 1024 байта EEPROM, которая разбита на 16 секторов. Каждый сектор защищен двумя ключами, что позволяет использовать их для нескольких приложений.
ИС Mifare Ultralight появилась как логическое дополнение к Mifare Standard. Она предназначена для интеграции в дешевую бумажную карту. Главные ее отличия это меньший объем памяти (512 бит) и отсутствие шифрования при передаче данных. Основными применением этих карт могут быть разовые пропуска, транспортные билеты с небольшим временем действия и т.д.
Группа Mifare Pro и Prox ориентирована на приложения, где требуется самый высокий уровень безопасности. ИС этой группы имеют двойной интерфейс контактный ISO 7816 и бесконтактный ISO 14443A. ИС Mifare Pro и Prox имеют встроенный микропроцессор (80С51), сопроцессор, реализующий Triple-DES алгоритм шифрования данных и большой объем EEPROM (до 16Кбайт) с возможностью конфигурирования пользователем. Кроме того, семейство Mifare Prox имеет дополнительно Frame X криптосопроцессор позволяющий использовать это семейство для кредитных и банковских карт.
Принцип работы пары: бесконтактная карта - считыватель rfid карт.
Пара "карта-proximity считыватель" работает следующим образом (рисунок А). Считыватель содержит генератор, который запитывает антенну считывателя. Излучаемая антенной считывателя энергия принимается антенной карты и используется для питания микросхемы (чип), которая при появлении питания с помощью модулятора (М) начинает модулировать сигнал считывателя кодом, записанным в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ) карты.
Рисунок А
Модулированный сигнал в считывателе детектируется, усиливается и поступает на микроконтроллер, который преобразует принятый от смарт карты сигнал к виду, удобному для передачи на внешнее устройство, к которому подключен считыватель. На рисунке Б показано внутреннее устройство двух типов смарт карт карт: слева карта низкочастотная (125 кГц), о чем говорит антенна с большим количеством витков, а справа карта на 13,56 МГц с печатной антенной.
Рисунок Б
Запрещается изгиб смарт-карты более чем на 20°, стирка в моющих средствах, контакт с органическими растворителями, нагрев выше 85° и другие действия, приводящие к механическим повреждениям карточки.
Желательно избегать ношения смарт карты совместно с ключами, монетами и др. твердыми предметами, т.к. это может привести к повреждению изображения на карточке и самой карточки.
Геометрические размеры пластиковых карт должны соответствовать требованиям ISO-7810 «идентификационные карты – физические характеристики» и иметь следующие размеры:
ширина - 85,595 ± 0,125 мм
высота - 53,975 ± 0,055 мм
толщина - 0,76 ± 0,08 мм
радиус окружности в углах - 3,18 мм
Многофункциональность и технические характеристики БСК с микросхемой стандарта Mifare.
Бесконтактные смарт-карты MIFARE® 1 S50 IC или MIFARE ® Standard (в дальнейшем карты MIFARE ® или БСК) широко используются в мире для самых разных целей, преимущественно там, где требуется надежное и очень быстрое обслуживание держателей карт, имеющее массовый характер. В основном это - транспортные, идентификационные, расчетные и дисконтные приложения. Здесь и ниже под приложением БСК понимается программно-техническая система, в которой одним из основных информационных элементов является карта MIFARE ®.
Наиболее яркий пример массового применения бесконтактных смарт-карт MIFARE ® - их использование в качестве проездных документов в Московском метрополитене и на пригородных поездах Московской железной дороге. Для нужд Москвы уже выпущено более 2 млн. БСК. Объем их эмиссии неуклонно растет, карта MIFARE ® захватывает все новые и новые применения. Это - Московская карта студента, Московская карта учащегося, Социальная карта москвича, предназначенные не только для проезда на общественном транспорте, но и для использования в других целях.
За рубежом БСК активно используется в сфере общественного транспорта, в качестве расчетных и дисконтных карт. Фактически стандарт MIFARE ® 1 S50 IC является самым распространенным стандартом для бесконтактных смарт-карт, имеет более 40 млн. пользователей и занимает 90% рынка бесконтактных смарт-карт.
Характеристики системы:
Внедренная кристаллическая технология: высокоскоростной процесс запоминания стандарта CMOS EEPROM
Простая кристаллическая конструкция, не требующая для карты наличия наружных компонентов, кроме катушки
Отсутствие батареи питания: бесконтактная передача энергии и данных
Безопасность в использовании карты Mifare достигается за счет:
Многофункциональность памяти карты Mifare:
Среднее время проведения операций с картой Mifare:
Физические характеристики смарт карт Mifare: