انتخابی که
برترین قدرت هر مدیر می شود

 


Smart Cards - کارتهای هوشمند

 


تاریخ ثبت: 1393/10/06

 

در این مطلب ابتدا به معرفی کارت های هوشمند و کاربرد آنها می پردازیم، سپس انواع مختلف این کارت ها را بر اساس تراشه های به کار رفته در آنها معرفی کی کنیم. همچنین به بررسی اجزاء داخلی پرکاربردتربن این کارت ها می پردازیم.  

کارت های هوشمند مانند کارت های اعتباری و کارت های تلفن اطلاعات را روی یک تراشه میکروپروسسوری که در بدنه کارت قرار داده می شود، ذخیره می کنند. انواع مختلفی از کارت ها که امروزه استفاده می شوند می توانند هزاران بار اطلاعات را بیشتر از نوارهای مغناطیسی ذخیره کنند. بعلاوه این کارت ها به علت مکانیزم کد گذاری پیشرفته ای که دارند از اهمیت بالایی برخوردارند.

 کاربردهای عمومی کارت هوشمند موتورلا اولین تراشه IC های کارت های هوشمند را در سال 1979 تولید کرد. از دیگر شرکت های تولید کننده تراشه IC های کارت های هوشمند می توان از Siemence، Philips و Hitachi نام برد.

کارت هوشمند چیست؟کارت هوشمند کارتی است از جنس پلاستیک که توسط مدار مجتمعی که در آن جایگزاری شده، هوشمند می شود. پیوند میان کارت پلاستیکی و یک میکروپروسسور امکان ذخیره و بازیابی و پردازش داده را به صورت On Line یا Off Lineفراهم می سازد. کارت های هوشمند چندین برابر نوارهای مغناطیسی توانایی ذخیره اطلاعات را دارند.کارت های هوشمند از نظر نحوه عملکرد به دو نوع Contact و Contactless تقسیم می شوند. در کارت های Contact اطلاعات از طریق یک ماژول الکترونیکی که به دستگاه redear، ارتباط دو طرفه برقرارمی کند، منتقل می شود.کارت های Contactless حاوی یک Coil آنتن هستند که به آنتن گیرنده ارتباط برقرار می کند تا بتواند اطلاعات را انتفال دهد. (در این مقاله اتکای ما روی کارت های Contact می باشد)کارت های هوشمند براساس نوع و محتویات تراشه به کار رفته در آنها به سه دسته تقسیم می شوند.1.Memory with CPU 2.Memory only 4.Memory with Security logic با توجه به کاربرد کارت هوشمند مشخصات متمایزی برای تراشه کارت، نرم افزار MASKROM و نرم افزار کاربردی در نظر گرفته می شود.MASKROM حاوی سیستم عامل کارت هوشمند می باشد. برنامه کاربردی بعد از تولید درون تراشه بار می شود و با استفاده از حافظه EEPROM امکان تغییر برنامه کاربردی را فراهم می سازد. برنامه ریزیEEPROM عموماً با زبان برنامه نویسی Java صورت می گیرد.حافظه EEPROM که شامل اطلاعات کاربر و برنامه های کاربردی می باشد دو بخش دارد. یک بخش حفاظتی دارد و بخش دیگر که از طریق ترممینال های کارت می توان به آن دسترسی پیدا کرد و اطلاعات کاربردی را کسب کرد. وقتی که ناحیه حفاظت شده EEPROM با اطلاعات مناسب بارگذاری شد، کارخانه تولید کننده کارت هوشمند می توانند فیوزهایی را که داخل تراشه وجود دارد قطع کند تا آن ناحیه غیر قابل دسترسی شود. علاوه بر مسیری برای قطع و وصل الکتریکی مسیری برای تست کردن وجود که در قسمت خارجی قرار دارد. بین این مسیرهای کنترلی و خود تراشه فیوزهایی وجود دارد، بعد از تست کردن IC این فیوز قطع می شود تا از تأثیرات الکتریکی ناخواسته قطعه جلوگیری شود. همگام با پیشرفت تکنولوژی فابلیت regrowth به ایت فیوزها اضافه شده است که در این حالت بعد از تست کردن مسیر تست به طور فیزیکی قطع می شود.

کارت های پردازنده (Memory with CPU):کارت های هوشمند Memory only و Mermory with security logic در واقع زیر مجموعه ای از کارت های پردازنده می باشند. کارت های پردازنده کارت های هوشمندی با یک پردازنده on-board عملیات متنوعی در زیر کند بندی با مکانیزم پیشرفته امنیتی و پردازش محلی داده ها و محاسبات پیچیده را نیز ارائه می دهد.کارت های Contact که متداول ترین نوع ICC می باشند 8 کنتاکت دارند که 6 تای آنها مورد استفاده قرار می گیرد (طبق استاندارد ISO) که کارت از طریق این Contact ها با reader ارتباط برقرار می کند.

شناسایی Contact ها:1. Vcc (منبع تغذیه) 2. GND 3. CLK (پالس ساعت) 4. Vpp (ولتاژ برنامه ریزی)5. RST (سیگنال reset)6. خط I/O (ارتباط سریال میان ورودی و خروجی)

Vcc:منبع منبع تغذیه برای Ic ولتاژ بین 4.75v تا 5.25v و جریان مصرفی 200mA تعریف می شود. چون اکثر reader های موجود با 5v (طبق استاندارد ISO) کار می کنند، Ic هایی که در کارت های متداول استفاده می شوند با 5v کار می کنند. اکثر این کارت ها جریانی بین 10mA تا 20mA را در فرکانس 3.5MHz دارند.

CLK:اگرچه مدار مجتمع، خودش می تواند شامل مدار به منظور راه اندازی مدار درون می باشد ولی در عمل بیشتر به تراشه های Ic با یک پالس ساعت خارجی از طریق دستگاه رابط (reader) تغذیه می شوند. آنچه باید مورد توجه واقع شود این است که سرعت انتقال سریال ورودی I/O به طور مؤثری توسط فرکانس این پالس تعیین می شود.

Vpp:این سیگنال برای تأمین ولتاژ مورد نیاز برای برنامه ریزی حافظه غیر فرار طراحی شده است. پرکاربردترین IC ها از حافظه EEPROM که در آن ولتاژ بالایی در حدود 12.5v تا 21v مورد نیاز استفاده می کنند. معمولاً این ولتاژ باید به صورت خارجی از طریق Contact های IC تأمین می شود.

RST:سیگنال reset توسط دستگاه reader نأمین می شود و برای برنامه ای که در IC MASKROM قرار دارد استفاده می شود.استاندارد ISO سه مد برای سیگنال reset تعریف کرده است:1. Internal reset 2. Active low reset 3. Synchronous Active reset اکثر میکروپروسسور ها از مد Active low reset استفاده می کنند که در آن IC زمانی که سیگنالreset از صفر به یک می رود (لبه مثبت) کنترل را روی آدرس ورودی در برنامه منتقل می کند.

خط I/O:استاندارد ISO، یک Line سیگنال برای تبادل داده بین IC و دستگاه reader تعریف کرده است. این به این معناست که Line باید نسبت به اینکه IC انتقال دهنده یا دریافت کننده اطلاعات است، تغییر جهت بدهد.ترتیب عملکرد برای فعال کردن دستگاه reader به صورت زیر تعریف می شود:1. RST=02. اعمال Vcc3. قرار دادن I/O در مد دریافتی4. تأمین Vpp5. تأمین پالس ساعت6. RST=1 و ترنیب غیر فعال کردن IC برای دستگاه reader به صورت زیر تعریف می شود:1. RST=02. قطع پالس ساعت3. قطع Vpp4. قطع ورودی5. قطع Vcc

پروتکل انتقال (T):مشخصات انتقالی بوسیله کارت های میکروپروسسوری کنترل می شود. وقتی T=0 تداخل در انتقال بایت ها ایجاد می شود، در حالی که وقتی T=1 باشد، پروتکل یکBlock عملیاتی بوجود می آورد. انتقال داده به دو صورت انجام می شود:1. Half duplex 2. Full duplexدر Half duplex جهت انتقال داده بسته به اینکه IC تراشه یا reader داده را منتقل می کند تغییر جهت می دهد. (Line یک طرفه)در Full duplex دو سیگنال ورودی و خروجی به طور مداوم در دو جهت منتقل می شوند که مشابه انتقال همزمان در کانکتورهای RS232C دز PCمی باشد.انتقال یک کاراکتر 8 بیتی نیاز به چند بیت کنترل دارد:1. بیت start2. parity Bit (بیت مقایسه برای آشکار کردن خطاها)3. Guard time (برای حدا کردن و جلوگیری از تداخل کاراکترها می باشد که برابر دو پریود بیتی تعریف می شود و اگر از بلاک استفاده شود به یک بیت تغییر می یابد)نمونه برداری از Line باید به صورتی باشد که receiver موقعیت و مکان line را در وسط هر پریود انتقال نمایش دهد.دستگاه reader دسنور را با پروتکل T=0 آغاز می کند.اثر متقابل بین دستگاه رابط و ICC منیجر به فرمان و پاسخ متوالی می شود، برای این پروتگل داده فقط می تواند در یک جهت (یا برای دستور و یا برای پاسخ) جاری شود، چه پیغام فرمان شامل داده برایICC باشد و چه فرمان داده را از ICC بگیرد. زمانی که نیاز به انتقال داده در هر دو جهت باشد آنگاه از دستور (get response) یعد از دستور اولیه برای بازیافتن پاسخ داده استفاده می شود. تفاوت این دستور با T=1 این است که در T=1 پروتکل یک envelope دور یک بلوک کاراکترها می گذارد که اجازه کنترل و به هم پیوستن Block ها و تصحیح خطاها می دهد.پس از اینکه دستورget response داده شد ICC با یک بایت procedure پاسخ می دهد. که بعد از آن یا داده به ICCو یا از ICC با توجه به فرمان ویژه انتقال می یابد.این بایت procedure اجازه کنترل Vpp (ولتاژ برنامه نویسی EPROM) را به دستگاه reader می دهد در case حافظه EPROM بایت هایprocedure بسیار زیادی هستند.در این قسمت به معرفی چند تراشه کارت هوشمند می پردازیم:یکی از بزرگترین IC های کارت هوشمند ساخت شرکت Siemence یک کنترل کننده 8 بیتی است که شامل یک میکروکنترلر 8052 مرکزی 8 بیتی، 540 بیت پردازشگر کمکی برای اعمال حسابی، 10 کیلوبایت حافظه ROM، 32 بایت PROM، 2.5 کیلوبایت EEPROM و همچنین 606 بیت حافظه RAM (که 256 بایت برای میکروکنترلر 8051 و 350 بایت برای پردازشگر) می باشد. فرکانس ساعت مورد نیاز این قطعه 5MHz که دارای قابلیت 512 بیت در کمتر از 220 میلی ثانیه می باشد.IC با شمارشگر P83C852، IC دیگری است که به خوبی دارای ویژگی های حفاظتی می باشد. در این IC مدارهایی برای آشکار کردن فرکانس و ولتاژ کار قطعه وجود دارد که اگر ولتاژ از مقدار مشخصی کمتر شود یا فرکانس کار آن از 1MHz پایین تر شود، از کار کردن مدار جلوگیری می کند. شکل 3- P83C852 , Smart card , IC، ساخت شرکت Philips

درنتیجه کارت های هوشمند در صرفه جویی زمان و انرژی نقش بسزایی داشته و قابلیت ذخیره اطلاعات بسیاری را در حجم کوچکی دارند. خدمات امنیتی این که این کارت ها ارائه می دهند موجب آسایش خاطر کاربران را فراهم ساخته است. یکی از معایب این کارت ها هزینه بالای ساخت آنها می باشد. همچنین به علت قابلیت regrowth برخی از کارت های موجود در بازار دستیابی تقلبی از بعضی از این کارت ها امکان پذیر شده است.

 

 


منبع خبر:            تعداد بازدید: تعداد مطالعه: 4964


 

دیدگاه کاربران

 





Fatal error: Call to undefined function apache_getenv() in /var/www/vhosts/padide-af.com/httpdocs/APPs/DCMS/DCMSUtils/Statistic/tpro.php on line 32