کاربردهای تکنولوژی كارت های هوشمند

تکنولوژی كارت های هوشمند برای حیطه تعیین هویت شخصی مثل کارت های شناسایی (ID Cards)، مدارک هویتی و پاسپورت ها بسیار مناسب هستند. هم چنین از میکروکنترلر ها استفاده می کنند که برای حفاظت اطلاعات از درجه امنیتی بالایی برخوردار هستند. تنها نکته قابل توجه، حداقل در مورد پاسپورت ها و مدارک شناسایی، فرمت و شکل های رایج آن ها است که به کارت هوشمند مربوط نیست. به هر حال جنبه های شکلی و ظاهری، محدودیت محسوس و قابل درکی را ایجاد نمی کند. چرا که این حیطه کاربردی، مربوط به انتقال بدون تماس داده می باشد.

كارت های هوشمند امروزه کاربرد بسیاری در زندگی روزمره دارند و تولید کنندگان در صدد بهبود و پیش رفت هرچه بیشتر تکنولوژی این کارت ها هولوگرام ها ، برچسب های امنیتی هستند. به طور کلی کارت های هوشمند از پلی کربنات (PC) و یا پلی وینیل کلراید (PVC) و IC ) Integrated Circuit) تشکیل شده اند و می توانند اطلاعات مورد نظر را با در نظر گرفتن مسائل امنیتی ذخیره سازی و سپس پردازش کنند. و در مواقع لزوم با دریافت دستور مورد نظر، پاسخ و عملکرد مورد نظر را اجرا می کنند .

کاربرد های کارتهای هوشمند

کاربرد کارت می تواند رویکردهای متفاوتی داشته باشد و در احراز هویت، شخصی سازی، حراست از اطلاعات امنیتی در کارت های بانکی و شناسایی، پرداخت های الکترونیکی، کارت های اعتباری، حفظ اطلاعات و سابقه پزشکی و … استفاده شود. در واقع هر جا که به ذخیره سازی اطلاعات به صورت ایمن و دسترسی اسان احتیاج است از کارت های هوشمند استفاده می شود.

---

چگونگی عملکرد كارت های هوشمند

چگونگی عملکرد و سیستم و المان ها و ویژگی های آن ها به سیستم عامل، پلت فرم اجرایی و حافظه های آن دارد. سیستم عامل کارت های هوشمند (Smart Card Operation System-SCOS)وظیفه اجرایی خدمات مرسوم و معمولی مثل مدیریت فایل ها، داده ها، نحوه ارتباط و دستور اجرای آن ها را انجام می دهد و طبق استاندارد ISO/IEC 7816 رفتار می کند و از دستور های پروتکل های ارتباطی پیروی می کند.

مدتی است که با رایج شدن کارت های هوشمند واژه پلت‌فرم باز (Open PlatForm) برای سیستم عامل کارت رایج و عمومی شده است. مفهوم این واژه این است که برای اجرای Applicationها، هیچ‌گونه وابستگی به سخت افزار(Harware independance) و تولید کننده آن نداشته باشد. و به صورت مستقل در همه جا و بدون محدودیت اجرا شود.

دو پلت فرم معروف و امن در این زمینه وجود دارد که می توانند چند اپلیکیشن و عملکرد را به صورت هم زمان ذخیره سازی و اجرا کنند. یکی از آن ها MULTOS و دیگری JAVA CARD است. که برای اشنایی و مقایسه مختصری به ویژگی های پلت فرم مولتاس پرداخته می شود و پس از آن به تفصیل تکنولوژی جاواکارت را شرح داده می شود.

---

مولتاس

پلت فرم MULTOS )Multi-application Oparation System)، سيستم عامل كارت های هوشمند را توسط كنسرسيوم مولتاس كنترل می كند و مديريت كارت و سيستم شخصی سازی آن را برعهده دارد.
هدف مولتاس فراهم ساختن استانداردی ايمن برای سيستم عامل كارت های هوشمند است كه روی هر چيپ سيليكونی و با هر اپليكيشن كارت هوشمند(پرداخت، بليط، شناسايی) اجرا می شود. بنابراين اپليكيشن های متفاوتی می توانند روی كارت های هوشمند اجرا شوند كه هم از يك ديگر مستقل هستند و هم در امنيت مورد نظر اجرا می شوند. كه در اين راستا می تواند تركيبی از برنامه های مختلف از سازندگان متفاوت به صورت تماما مستقل را در محيطی امن فراهم سازد.

تفاوت مولتاس هنگامی كه با ساير سيستم عامل ها مقايسه می شود اين است كه به طور خاص براي اپليكيشن های امنيتی طراحی شده است و محيطی قابل اعتماد و امن را تامين می كند. مكانيزم مولتاس ثبت اختراع شده است و تحت نظر و انحصار مديريت خود مولتاس می باشد.

---

جاوا كارت

رويكرد ديگر سيستم عامل های كارت های هوشمند، پلت فرم باز جاواكارت است. اپليكيشن های (اپلت ها) جاوا كارت زير مجموعه زبان برنامه نويسی جاوا هستند و برای استفاده و اجرا در كارت های هوشمند نوشته شده است. اين تكنولوژی به وسيله Sun Microsystem و JavaCard Froum استاندارد شده است.

جاوا كارت پلت فرمی امن، قابل ترجمه و چند كاربردی (multi-application) را برای كارت های هوشمند فراهم می سازد و تا به امروز كوچك ترين پلت فرم محاسباتی است(همين ويژگی مهم ترين چالش جاوا كارت را هنگام افزايش اپليكيشن ها و به تبع آن كند شدن سيستم را ايجاد می كند.) استفاده از زبان برنامه نويسی جاوا با هدف اصلی ايجاد منبعی امن و مستقل از سخت افزار صورت گرفت كه از مزايا و برتری های زبان جاوا نيز بهره مند است.

زبان برنامه نويسی جاوا

زبان برنامه نويسی جاوا يادگيری آسان تری نسبت به ساير زبان های برنامه نويسی مثل Cو C++ دارد و كامل تر و پيشرفته تر است كه به همين منظور دارای باگ (اشكال) كمتری است. سطوح دسترسی متعدد برای متد ها و متغير ها با قابليت تفسير در اين زبان تعريف می شود.

در هنگام اجرا می توان عملكرد را مشاهده كرد و در صورت لزوم فرايند را متوقف كرد. هم چنين دارای سيستم اعلام پيام خطا نيز می باشد. قابليت خوانش هم زمانی عملكرد ها را دارد. تفسير و ترجمه داده توسط پروسسور صورت نمی گيرد و می تواند از پردازش چندگانه برنامه ها پشتيبانی كند. زبان جاوا، زبانی Object-Oriented (شئ/هدف گرا) است.

بنابراين ساخت پلت فرم جاوا تركيبی از زير مجموعه های سفارشی و زبان برنامه نويسی جاوا است كه در محيط اجرايی برای گسترش ايده ی پرتابل ساختن كارت های هوشمند در پلت فرم های مختلف به صورت امنيتی و مستقل از سخت افزار ايجاد شد. اين پلت فرم روی كارت های هوشمند و ابزار های مرجع محدود قابل اجرا است.

ویژگی های جاوا کارت ها

برنامه هايی كه در جاوا نوشته می شوند روی تمام كارت های هوشمند قابل اجرا و كاربردی هستند و دارای Portablity بسيار بالا است. به عبارتی ديگر جاواكارت ها مستقل از پلت فرم هستند و ساختاری غيروابسته به برنامه نويسان ارائه می دهد كه می توان در كاربردهای مختلف استفاده شود.

جاوا كارت می تواند چند عملكرد و اپليكيشن را به صورت هم زمان و در عين حال مستقل اجرا كند. امنيت بين اپلت ها توسط فايروال برقرار است ولی می توان با مديريت و امنيت مورد نظر بين چند اپلت در بسته های متفاوت ارتباط برقرار كرد. تكنولوژی جاوا كارت بسياری از مزايای زبان جاوا كه در بالا ذكر شد را به ارث برده است كه مهم ترين آن شئ/هدف گرا بودن و امنيت آن است.

اپلت های جاوا را می توان با ابزار های توسعه و گسترش بهبود داد و عملكرد آن ها را در مقاصد مختلف بالاتر برد ولی با بالا رفتن حجم اپليكيشن ها ممكن است قابليت پرتابل كارت كاهش پيدا كند. هم چنين دارای ويژگی post-issuance (پس از صدور) می باشد. به اين معنا كه پس از توليد و صدور كارت، اپليكيشن های روی كارت های هوشمند قابليت به روزرسانی (update & upgrade) دارند.

زبان جاوا سطح بالاتری نسبت به ديگر زبان های برنامه نويسی دارد بنابراين برنامه های نوشته شده در اين زبان كوچك تر از سايرين است و متعاقبا اشكال كمتری را ايجاد می كنند. سيستم جاواكارت دارای يك ماشين مجازی است كه به دو بخش تقسيم می شود؛ بخشي از آن بيرون از كارت اجرا می شود و تنها بخشی از عملكرد آن روی خود كارت اجرا می شود كه همين حجم وظايف روی كارت را بسيار كم می كند.

---

انواع کارت های هوشمند

کارت های هوشمند شامل حافظه IC یک‌پارچه شده با کارت است که عمدتا شامل میکروکنترلر امن و یا ابزارهای هوشمند هستند. مکانیزم کارت می تواند در سه گروه طبقه بندی شوند:

کارت منبع قدرت داخلی ندارند. از این رو انرژی آن توسط یک ابزار خارجی فراهم می شود. این ابزار می تواند قرائتگری که با آن تراکنش را انجام می دهد باشد.
کارت های تماسی انرژی لازم را از تماس فیزیکی دریافت می کنند در حالی که کارت های غیر تماسی انرژی و قدرت خود را از میدان الکترومغناطیسی دریافت می کنند.

کارتهای هوشمند تماسی

کارت های هوشمند تماسی توسط قرائتگر کارت با تماس مستقیم فیزیکی ارتباط برقرار می کند و انتقال پیام، داده، اطلاعات در زمان تماس انجام می شود.

کارتهای هوشمند غیر تماسی

در حالی که کارت های غیر تماسی از مواجهه با امراج رادیویی (RF) برای همان هدف استفاده می کنند. کارت های تماسی شامل یک میکرومدول است که محتوی یک کارت IC سیلیکونی با حافظه و ریزپردازنده(میکرو پروسسور) می باشد.
یک ابزار خارجی ارتباط مستقیم الکتریکی را به صفحه تماس رسانا در زمان تماس کارت با دستگاه فراهم می کند.

در مورد کارت های غیر تماسی، ارتباط تنها زمانی که ابزار در نزدیکی آن قرار می گیرد، انجام می شود که دارای امنیت بیشتری نسبت انتقال با انرژی بالا و فعال را دارد.
هنگامی که کارت غیر تماسی در محدوده میدان الکترومغناطیسی قرائت گر قرار می گیرد. قرائتگر سیگنال های الکترومغناطیسی را منتشر می کند و کارت های هوشمند، قدرت خود را سیگنال دریافت می کند و پس از دریافت انرژی می تواند به درخواست قرائت گر پاسخ دهد.

انواع کارت های هوشمند غیر تماسی

• ISO/IEC 10536 Close Coupling
• ISO/IEC 14443 Proximity Coupling
• ISO/IEC 15693 Vicinity coupling

کارت های Close Coupling تا محدوده ۱ سانتی متر اجرا می شود و کارت های Proximity در کمتر از ۱۰ سانتی متر و در ۱۳٫۵۶ مگا هرتز و کارت های Vicinity تا محدوده ۱ متر و در فرکانس ۱۳٫۵۶ مگاهرتز اجرا میشود.

---

هولوگرام به عنوان ویژگی امنیتی کارتهای هوشمند

هولوگرام ها علاوه بر ویژگی سه بعدی، دارای ویژگی های امنیتی دیگری می باشد که پیش تر مورد بحث قرار داده ایم. هولوگرام را در کارت های PVC یا PC که مخصوص کارتهای هوشمند است می توان به صورت های مختلف اعمال کرد.

در کارت هایی که عمر خیلی طولانی ندارند می توان از برچسب هولوگرام سرد استفاده کرد و به صورت قطعه ای، طبق گرافیک کارت، روی آن الصاق کرد. البته باید در نظر داشت که این نوع هولوگرام ها به راحتی قابل جدا کردن هستند ولی اثر مخرب آن روی کارت باقی می ماند و نمی توان آن را در جای دیگری الصاق کرد و امکان جعل آن بسیار پایین است.