كارت هوشمند چيست وچگونه كار مي‌كند؟ يك كارت هوشمند از نظر اندازه شبيه به كارت‌هاي اعتباري پلاستيكي كه يك تراشه در آن كار گذاشته شده است مي‌باشد. قرار دادن يك تراشه در كارت به جاي نوار مغناطيسي، آن را تبديل به يك كارت هوشمند با قدرت سرويس‌دهي در مصارف گوناگون مي‌نمايد. اين كارت‌ها به دليل دارا بودن تراشه، داراي قابليت پردازش بوده و میتواند اطلاعات داخلی خود را برای کاربر واجد شرايط پردازش مي‌نمايد.
تاریخچه در دهه 1970 از کارتهای مغناطیسی استفاده میشد. (کنترل تردد) در سال 1976 دو شرکت HanayWell و Bell با همکاری موتورلا اولین کارت هوشمند (حافظه) را ساخت در سال 1979 اولین کارت هوشمند با پردازنده ساخته شد در سال 1986 اولین استاندارد کارتهای هوشمند به نام ISO78116/1 ارائه شد در سال 1986 شرکت مخابرات فرانسه برای اولین بار از کارت هوشمند بجای سکه استفاده کرد.
میزان استفاده از کارتهای هوشمند امروزه در دنيا بيش از 4/4 ميليارد كارت اعتباري استفاده مي‌شود. فعاليت‌هاي اقتصادي - مالي مبتني بر كارت‌هاي هوشمند به ميزان 30 درصد در سال رشد دارد. همچنين تحقيقات انجام شده حاكي از آن است كه در سراسر دنيا طي 5 سال آينده صنعت كارت‌هاي هوشمند و وسايل و تجهيزاتي كه امكان استفاده از آن را ميسر مي‌سازند به طور قابل توجهي رشد خواهد داشت وهمچنين افزايش امكانات وقابليت‌هاي دستيابي با امنيت كافي به شبكه‌هاي كامپيوتري وتوسعه رو به رشد استفاده از تجارت الكترونيكي سبب رايج‌تر شدن بكارگيري كارت‌هاي هوشمند مي‌گردد. اكنون بيشترين زمينه‌هاي كاربري از كارت‌هاي هوشمند در سطح دنيا مربوط به تلفن‌هاي پولي وبي‌سيم، بانكداري، خدمات بهداشتي و پرداخت آبونمان و لوازم خانگي بوده است.
انواع کارتهای هوشمند از نظر ارتباط کارت با کارت خوان از نظر نوع تراشه های استفاده شده در کارت
از نظر ارتباط کارت کارتهای با تماس مستقیم Contact Card کارتهای غیر تماسی ContactLess Card کارتهای ترکیبی Combo Card
Contact Card در این نوع کارتهای هوشمند ارتباط کارت با کارتخوان از طریق کنتاکتهای فلزی و به صورت مستقیم برقرار میشود اطلاعات به صورت سریال SPI یا I2C از کارت به کارت خوان و یا بلعکس منتقل میشود تعداد کانکتورها بسته به نوع کارت متفاوت بوده ولی بطور معمول شامل اتصالات GND , VCC , I/O , CLK , RESET میباشد
اتصال کارت هوشمند I/O : Input or Output for serial data to the integrated circuit inside the card. Vpp : Programing voltage input (optional use by the card). Gnd : Ground (reference voltage). CLK : Clocking or timing signal (optional use by the card). RST : Either used itself (reset signal supplied from the interface device) or in combination with an internal reset control circuit (optional use by the card). If internal reset is implemented, the voltage supply on Vcc is mandatory. Vcc : Power supply input (optional use by the card).
ContactLess Card در این نوع کارتها ارتباط بین کارت و کارت خوان فیزیکی نبوده و از طریق امواج رادیویی RF انجام میشود. محدوده کاری این کارتها معمولا حدود چند متر بوده و تغذیه مدار داخلی آنها از طریق میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط کارت خوان تامین میشود. طول عمر بیشتر بدلیل عدم اتصال فیزیکی از جمله مزایای آن میباشد.
Combo Card ترکیبی از نوع تماسی و غیر تماسی است کارت داخل کارت فریم کارت خوان قرار میگیرد و ارتباط به صورت رادیویی انجام میگیرد.
از نظر نوع تراشه های استفاده شده در کارت کارت حافظه Memory Card کارت با حافظه حفاظت شده Protected Memory Card کارت هوشمند Smart Card کارت هوشمند پیشرفته Crypto Card
کارت حافظه Memory Card تنها از یک حافظه ساده معمولی EPROM /E2PROM نظیر 24C01 / 24C02 و .... تشکیل شده کاربرد آن برای انتقال اطلاعات بسیار معمول میباشد.
کارت با حافظه حفاظت شده Protected Memory Card در این نوع کارتها یک حافظه حفاظت شده وجود دارد که برای دسترسی به آن نیاز به یک PIN (Personal Identification Number) میباشد معمولا این PIN16 بیتی برای نوشتن روی کارت بکار می رود و در صورت 8 بار ورود نادرست کارت فقط خواندنی میشود نظیر SLE4428 ساخت زیمنس آلمان
کارت هوشمند Smart Card در این نوع کارتها علاوه بر وجود حافظه از یک CPU نیز استفاده شده که امنیت دسترسی به اطلاعات را خیلی بالا می برد. پردازنده داخلی معمولا PIC16F84 یا 80C51 و یا حتی سری AVR بوده و در ارتباط با یک حافظه E2PROM میباشد با توجه به امکان پردازش این میکروکنترولرها امکان رمز کردن اطلاعات وجود دارد
کارت هوشمند پیشرفته Crypto Card در این کارتها علاوه بر وجود یک میکروکنترولر از یک CHIP رمزنگاری نیز استفاده شده با توجه به رمز نگاری سخت افزاری در این کارتها امکان داشتن الگوریتم های بسیار پیچیده ریاضی و انجام این پردازشهای سنگین در سرعت بالا فراهم میباشد. قیمت این کارتها با توجه به چیپ رمزنگارشان گران میباشد.
نقشه حافظه ناحیه آزاد (امضای کارت و تعریف کاربردها ) این ناحیه در اختیار همگان میباشد. ناحیه محرمانه این ناحیه فقط در اختیار صاحب کارت (با کمک ورود PIN Code ) قرار میگیرد ناحیه سری این ناحیه قابل دستیابی توسط صاحب کارت نمیباشد و فقط در اختیار سازندگان کارت و با انجام مراحلی قرار میگیرد.
کلیه استانداردهای کارتهای هوشمند توسط استاندارد iso7810 تعریف میشود استانداردها در كارت‌هاي هوشمند استانداردها در واقع عواملي هستند كه، هماهنگي وتطابق ميان كارت‌ها و وسايل كارت‌خوان يا پشتيباني كننده را تضمين مي‌نمايند. وجود استانداردهاي جهاني و ثابت در اين امر باعث مي‌شود تا كارهاي توليد و توزيع شده در يك قسمت از دنيا به وسيله دستگاهي در بخش ديگري از دنيا پذيرفته شده و مورد استفاده قرار گيرند. کلیه استانداردهای کارتهای هوشمند توسط استاندارد iso7810 تعریف میشود
ISO 7810 اندازه کارت شکل کارت محل قرارگیری اتصالات جنس پلاستیک کارت قابلیت ارتجاع کارت حداکثر دمای قلبل تحمل کارت امضای کارت
سیستم عامل کارت Multi-application Operating System برنامه ای کوچک نسبت به سیستم عامل های بزرگ کامپیوترهای شخصی جهت پردازش و مدیریت اطلاعات روی کارت های هوشمند. استاندارد ISO7816 خصوصیتهای این سیستم عامل را استاندارد میکند یکی از سیستم عامل های مهم MULTOS میباشد. Multi-application Operating System
وظایف سیستم عامل انتقال اطلاعات بین کارت و کارت خوان با کمک دستورات کنترل سخت افزار فانکشنها و دستورات جانبی فانکشنهای رمزیابی و رمزگزاری
امنیت در کارتهای هوشمند استفاده از روشهای رمزنگاری (کریپتوگرافی) DES (Data Encryption Standards) استفاده از کلیدهای متقارن یا نامتقارن ( کلید رمز کردن / رمزگشایی ) استفاده از PIN کد
کاربردهای کارت هوشمند کاربردهای مالی کاربردهای شناسایی کاربردهای نگهداری / انتقال اطلاعات
کاربردهای مالی کارتهای اعتباری کیف پول الکترونیک کارت تلفن عمومی کارت های شبکه های تلویزیونی ماهواره های
کاربردهای شناسایی کارتهای کنترل تردد کارتهای عضویت کارتهای پارکینگ
کاربردهای نگهداری / انتقال اطلاعات گواهینامه هوشمند کارت دانشجویی کارت شناسنامه کارت گذرنامه کارت درمانی / پزشکی
مزایای کارت هوشمند نسبت به کارت مغناطیسی دوام بیشتر ( کارتهای مغناطیسی در مقابل میدان مغناطیسی خراب میشوند) امنیت حجم اطلاعات قابل حمل انعطاف پذیری ( استفاده از یک کارت برای کاربرد های مختلف )
نقایص کارتهای مغناطیسی حساس بودن نوار مغناطيسي نصب شده در پشت کارت به ميدان هاي مغناطيسي شديد و دستگاه هايي را که ميدان مغناطيسي ايجاد مي کنند. بنابراين قرارگرفتن اين نوع کارتها در مجاورت وسايلي مانند آهن ربا، ضبط صوت ، تلويزيون و بلندگو باعث از بين رفتن اطلاعات ذخيره شده در نوارها مي شود. شکننده بودن ، به نحوي که مي توان گفت اين کارتها در برابر خميدگي مقاوم نيستند و زود مي شکنند. همين طور ضربه و حرارت مي تواند به اين کارتها آسيب رساند و در اطلاعات موجود روي نوار مغناطيسي خلل ايجاد کند. محدوديت گنجايش اطلاعاتي اين کارتها از ديگر نواقصي است که استفاده از آنها را با مشکلاتي مواجه مي سازد. نمونه هاي رايج اين کارتها انواع عابر بانکها هستند.
مزاياي عمده‌اي كه كارت‌هاي هوشمند به مصرف كننده ارائه مي‌دهند البته مزاياي كارت‌هاي هوشمند را بايد با در نظر گرفتن كاربردها و نحوه مديريت و ايجاد زيرساخت‌هاي فرهنگي و تخصصي در هر جامعه بررسي نمود. عموما دستورالعمل‌ها و استاندارد محلي وضع شده و نحوه برخورد و حمايت قانون از كاربردهاي اين كارت‌ها در ارتقاء مزاياي آن مؤثر مي‌باشد. شيوه زندگي و اهميت دستيابي به اطلاعات و چگونگي پردازش آنها و قوانين موجود در تنظيم روابط مالي نيز در تعريف مزاياي كارت‌هاي هوشمند براي هر منطقه از دنيا حائز اهميت است با اين وجود مزاياي عمده اهداف اصلي ايجاد سيستم‌هاي بكارگيري كارت‌هاي هوشمند مي‌توان در توانايي اداره يا كنترل مؤثر فعاليت‌هاي تجاري سرعت بالای عملیات کاهش نیاز به نیروی انسانی در انجام عملیات كاهش چشمگير كلاهبرداري كاهش كاغذبازي حذف فعاليت‌هاي زائد و وقت‌گير خلاصه نمود.
كارت هوشمند چند منظوره چيست؟ كارت هوشمند، براي راحت‌تر شدن و كاهش فعاليت‌هاي زائد در امور تجاري و غيره توليد گرديده، فعاليت‌هايي از قبيل (خريد و فروش، برنامه هاي بهداشتي، خدمات بانكي، خدمات مسافرتي و...). اگر قرار باشد براي انجام هر يك از فعاليت‌هاي فوق يك كارت هوشمند اختصاص يابد، آنگاه تعداد كارت‌ها خود مشكل جديدي مي‌شود كه بر تمايلات كاربران تأثير منفي گذاشته و از كارآيي آن نيز مي‌كاهد. يك كارت چند منظوره پاسخ مناسبي براي اين موضوع است زيرا كارت چند منظوره مي‌تواند انواع مختلفي از كارت‌ها را پشتيباني نمايد. به عنوان مثال كارت چند منظوره "ويزا" كارتي مي‌باشد كه تركيبي از اعتبار توسعه يافته ويزا در برگيرنده ستون بدهي و توابع ذخيره مالي و ذخيره‌سازي ميزان اعتبار مالي مي‌تواند در مسافرت‌ها كارآيي فراواني داشته باشد. كارت‌هاي چند منظوره با تحت پوشش قرار دادن موضوعات متنوعي از عمليات خريدها وخدمات گوناگون مالي موجبات آسايش كاربران را فراهم ساخته است.