مقدمه‌ای بر کارت هوشمند چندمنظوره

ظهور و توسعه فناوری اطلاعات و ارتباطات در دهه‌‌های اخیر تاثیر شگرفی بر زندگی بشر داشته است. ازجمله مهمترین این تاثیرات،‌ ارائه راه‌حل‌ها و راهکارهای جدید برای انجام امور مختلف زندگی است که درمیان دستاورد‌های حاصل‌ از این قبیل فناوری‌ها،‌ کارت‌های هوشمند از جایگاه خاصی برخوردار هستند. رضا گرگان محمدی ، زینب شریعتی

کارت هوشمند چیست

کارت هوشمند کارتی پلاستیکی با ابعاد کارت‌های اعتباری (حدود 5/5 در 5/8 سانتی‌متر) است که بر روی آن یا در بین لایه‌های آن، تراشه‌های حافظه و ریز‌پردازنده برای ذخیره‌سازی داده‌ها و پردازش آنها قرارداده شده است. یک کارت هوشمند کامپیوتر کوچکی است که بر روی یک کارت پلاستیکی نصب شده است. این قبیل کارت‌ها به راحتی درجیب جای می‌گیرند و درکاربرد‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند.

تاریخچة کارت هوشمند

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 و در سال 1986 انجام گرفت. دراین سال، شرکت مخابرات فرانسه برای اولین بار، به جای سکه در تلفن‌های عمومی از کارت هوشمند استفاده کرد که این اقدام سبب رفع بسیاری از مشکلات استفاده از تلفن‌های عمومی،‌سوء‌استفاده‌ها و خرابکاری‌ها شد. 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.

دسته‌بندی کارت‌های هوشمند

کارت‌های هوشمند را بر حسب موارد مختلفی دسته‌بندی‌ می‌کنند؛ در ادامه به دو مورد آن می‌پردازیم:
دسته‌بندی بر اساس نحوه ارتباط با کارت‌خوان

بر اساس این دسته‌بندی، کارت‌های هوشمند به سه گروه تقسیم می‌شوند:

1- کارت هوشمند تماسی

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 2 قسمت‌های موجود در کنتاکت‌های فلزی این نوع کارت به تصویر کشیده شده است.

ظهور و توسعه فناوری اطلاعات و ارتباطات در دهه‌‌های اخیر تاثیر شگرفی بر زندگی بشر داشته است. ازجمله مهمترین این تاثیرات،‌ ارائه راه‌حل‌ها و راهکارهای جدید برای انجام امور مختلف زندگی است که درمیان دستاورد‌های حاصل‌ از این قبیل فناوری‌ها،‌ کارت‌های هوشمند از جایگاه خاصی برخوردار هستند. رضا گرگان محمدی ، زینب شریعتی

کارت هوشمند چیست

کارت هوشمند کارتی پلاستیکی با ابعاد کارت‌های اعتباری (حدود 5/5 در 5/8 سانتی‌متر) است که بر روی آن یا در بین لایه‌های آن، تراشه‌های حافظه و ریز‌پردازنده برای ذخیره‌سازی داده‌ها و پردازش آنها قرارداده شده است. یک کارت هوشمند کامپیوتر کوچکی است که بر روی یک کارت پلاستیکی نصب شده است. این قبیل کارت‌ها به راحتی درجیب جای می‌گیرند و درکاربرد‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند.

تاریخچة کارت هوشمند

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 و در سال 1986 انجام گرفت. دراین سال، شرکت مخابرات فرانسه برای اولین بار، به جای سکه در تلفن‌های عمومی از کارت هوشمند استفاده کرد که این اقدام سبب رفع بسیاری از مشکلات استفاده از تلفن‌های عمومی،‌سوء‌استفاده‌ها و خرابکاری‌ها شد. 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.

دسته‌بندی کارت‌های هوشمند

کارت‌های هوشمند را بر حسب موارد مختلفی دسته‌بندی‌ می‌کنند؛ در ادامه به دو مورد آن می‌پردازیم:
دسته‌بندی بر اساس نحوه ارتباط با کارت‌خوان

بر اساس این دسته‌بندی، کارت‌های هوشمند به سه گروه تقسیم می‌شوند:

1- کارت هوشمند تماسی

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 2 قسمت‌های موجود در کنتاکت‌های فلزی این نوع کارت به تصویر کشیده شده است.

شکل 1- شمایی از کارت هوشمند تماسی

شکل 2 ـ قسمت‌های مختلف کنتاکت‌های کارت هوشمند تماسی

2- کارت هوشمند غیرتماسی

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.

شکل 3- شمایی از کارت هوشمند غیرتماسی

- کارت هوشمند ترکیبی

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.

دسته‌بندی بر اساس نوع تراشه به‌کاررفته در کارت

- کارت با حافظه

این نوع کارت شامل واحد‌های حافظه است که توسط یک سیستم امنیتی سخت‌افزاری محافظت می‌شود.

شکل 4- معماری کارت باحافظه

در واحد حافظة ROM اطلاعات غیرقابل‌تغییر، نظیر شمارة کارت و شمارة دارنده کارت ذخیره می‌شود. از واحد حافظة EEPROM نیز برای نگهداری اطلاعاتی در طول زمان یا بر اساس نیاز کاربر تغییر می‌کنند، استفاده می‌شود، به عنوان مثال اطلاعات مربوط به اعتبار باقیمانده درکارت.
از جمله کاربرد‌های این نوع کارت‌ها می‌توان به کارت تلفن همگانی، سیستم کنترل و شناسایی و مواردی از این قبیل اشاره کرد.

- کارت هوشمند میکرپروسسوری

این نوع کارت‌ها دارای CPU هستند و قدرت پردازش اطلاعات و انجام محاسبات را دارند. قیمت این کارت‌ها از کارت‌های نوع قبل بیشتر است و کاربرد آنها برای ساخت کارت‌های مالی،‌کارت‌های شناسایی و نظایر آن است. در ادامه به نقش هریک از واحد‌های حافظه در این نوع کارت اشاره شده است:
ROM: نگهداری سیستم‌عامل کارت هوشمند
RAM : نگهداری موقت داده‌ها
EEPROM: نگهداری برنامة کاربردی و داده‌های مرتبط با آن

شکل 5- معماری کارت هوشمند پروسسوری

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 6 نحوة ارتباط یک واحد واسطة تماسی با CPU و واحد‌های حافظه نمایش داده شده است

شکل 6- نمایی از ارتباط ماژول‌ها در کارت هوشمند با واسطة تماسی