Применительно к чип-картам разработана специфическая терминология (осмелимся сказать - своего рода жаргон), которую важно знать, чтобы расчитывать на понимание предмета. Главные участники нового революционного движения в технике под эгидой компетентных международных органов договорились завершить в скором времени разработку правил, гарантирующих удовлетворительный уровень совместимости карт различных типов, не препятствуя при этом постоянному развитию данной области электроники.

ЧТО ТАКОЕ ЧИП-КАРТА

На сегодняшний день чип-карта, или карта с интегральной микросхемой, - это пластина из полимерного материала, по paзмepa идентичная карте с магнитными полосами (например, кредитной). Нововведение состоит в возможности разместить в карте обыкновенной толщины одну нли несколько интегральных микросхем и в применении переходной (соединительной) платы, способной обеспечить электрический контакт со специальным переходным (интерфейсным) устройством.

Микромодулем принято называть очень тонкую печатнто плату, которую можно увидеть на поверхности чнп-карты. На внешней стороне микромодуля расположены контактные площадки для подключения ко внешним устройствам; на внутренней стороне размешается кристалл микросхемы. Технология называется Chip on Board - кристалл на плате.

Так как вокруг микромодуля остается много свободного места, очевидно, что подобное техническое решение нельзя назвать оптимальным, поэтому ведется поиск новых вариантов конструкции. Уже появились такие модифицированные изделия - миниатюрные чип-картьг

Чип-карты часто отличают друг от друга по функциональному назначению микромодуля, иначе говоря, по их внутренним интегральным М1!кросхемам. С учетом этого можно выделить три большие группы чип-карт:

карты с простой памятью;

карты с программируемой памятью;

карты с микропроцессором.

КАРТЫ С ПАМЯТЬЮ

Карты с простой памятью

Как явствует из названия, такие карты обладают ограшпенным количеством памяти без какой-либо особой защиты. Это означает, что каждый пользователь может считать или записать информацию в память с помощью некоторого устройства, которое можно совершенно свободно купить или просто изготовить своими силами. Эти вопросы будут рассмотрены далее.

Карты с простой памятью выполняются главным образом ло технологии ЭСППЗУ и, следовательно, являются многоразовыми (возможны стирание и перезапись). Емкость подобных карт обычно составляет несколько килобитов, реже - несколько десятков килобитов. Такие устройства предназначены для применения в областях, не требующих особой защиты: несекретные статистические данные, картотеки, электронные технологические карты и др.

Карты с программируемой памятью

Чтобы заслужить название чип-карта с программируемой памятью , электронная карта должна иметь как минимум четыре нижеописанные системы защиты, реализуемые логическими схемами, без помощи какого-либо микропроцессора:

область памяти, защищаемая от записи разрушением плавкой перемычки;

область памяти, защищаемая от чтения и записи кодом пользователя (этот конфиденциальный код называется также PIN-кодом, от Personal Identification Number - персональный ент11фикац110нный номер). Под словом пользователь подразумевается лицо, распоряжающееся чип-картой;

блокировка карты после нескольких попыток ввести неверный PIN-код;

защита кодом владельца (владелец - это юридическое лицо, которое вводит карты в обращение, обслуживает их и, соответственно, определяет содержимое).

В этом типе карт сосуществуют две технологии; ЭППЗУ с однократной записью (OTP EPROM) - нестираемая память, поскольку кристалл помешен в непроницаемую для ультрафиолетовых

ЧИП-КАРТЫ. УСТРОЙСТВО и ПРИМЕНЕНИЕ

ТЕРМИНЫ И СТАНДАРТЫ

лучей оболочку, и ЭСППЗУ - стираемая, а затем перепрограммируемая. Объем свободной памяти, как правило, меньше 1 Кбит.

Первой картон в зтом семействе является TELECARTE, применяемая теперь и в других областях (киноабонемент - CINECARTE; оплата муниципальных парковок - PIAF: карта для оплаты мойки автомобилей - предлагается компаниями BP и MOBIL). Перечисленные карты попользуются и как жетоны, содержащие заранее оплаченные единицы услуг?., когорые выбрасываются (или наоборот, собираются в коллекцию) после израсходования оплаченной суммы. Обладая хорошей зашитой от взлома, карты подобного рода вместе с тем очень просты в применении и легко перепрограммируются.

Более совершенные карты могут найти применение в некоторых областях, требующих одновременно и лучшей защиты, и более частого обновления информащп! (например, простое электронное портмоне, карты контроля за доступом, портативные защищенные досье, абонементные карты, удостоверенгш и т.д.).

КАРТЫ С МИКРОПРОЦЕССОРОМ

Карты с микропроцессором (другими слова 1, с микро-ЭВМ) представляют собой наивысшее достижение в области развития чип-карт: это настоящая микро-ЭВМ, которая содержит ЦПУ. память программ и память данных, распределенных и организованных особым образом. Программное обеспечение в полном объеме позволяет поддерживать множество систем защиты, а именно:

область памяти, заштценную от записи - пли одновременно от записи и чтения - секретным кодом владельца* при продаже (персонализации) карты;

область памяти, защищенную от записи и считывания секретным кодом пользователя*- (PIN-кодом);

блокировку карты после нескольких подряд попыток ввести неверный PIN-код, с возможностью разблокирования владельцем -;

использование алгоритмов шифрования (например, DES и RSA) для обеспечения безопасности обмена данными.

Существуют карты с микропроцессором, предназначенные для использования только в какой-либо одной области, и многофункциональные карты, позволяющие совмещать абсолютно антономные сферы применения. Большинство карт с микропроцессором поддерживается мошной операционной системой, именуемой, например.

COS (Chip Operating System или Card Operating System - чиповая или карточная операционная система) по аналогии с DOS (Disk Operating System - дисковая операционная система) для ПК. Речь в данном случае идет о записанном в масочное ПЗУ программном обеспечении, которое обеспечивает:

разбиение всего свободного пространства памяти иа простейшие зоны, защищаемые или не защищаемые;

динамическое распределение памяти;

управление конфиденциальными кодами:

загрузку во время персонализации спеш1альных подпрограмм, необходимых при данном применении.

Пользователь может оставлять COS такой, какая она есть, либо дополнять ее своими подпрограммами, расположенными в ЭППЗУ или ЭСППЗУ; также можно придумать свою маску для ПЗУ, час-щчно или полностью заменяющую COS. Карты с микропроцессором подходят для самых экономически уязвимых сфер (банковские, медицинские карточки. ТВ-карты и т.д.)

ДРУГИЕ УСТРОЙСТВА, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ ПАМЯТЬ

Наряду с семейством класс1гческих карт, которые мы только что описали, было создано несколько оригинальных технологии. Несомненно, они также заслуживают внимания.

Хотя микросхемы памяти и мгшропроцессоры специально задумывались для использования совместно с микромодулями, однако в действительности микросхемы могут быть размешены на других носителях. В качестве примера можно привесп! ключ из пластика и соответствующий ему замок*., осгтащенный спец11альным соединителем (подобные системы предлагают, в частности, SEFE А и Gemplus), а также ключ , который используется в некоторых телевизионных декодерах с платным доступом к каггалам. Кроме оригинального внешнего вида, прснмушестю заключается в значительно более высокой надежности тслюча по сравнешпо с картой.

Проблемы авторских прав и патентов на подобные изделия, вероятно, решаются совершенно особым образом, поскольку карточки так таковой в прямом смысле этого слова нет.

КАРТЫ И БЕСКОНТАКТНЫЕ УСТРОЙСТВА

Использование контактов в традиционной электронной карточке создает проблемы при ее использовании, а иногда даже является

ЧИП-КЛРГЫ. УСТРОЙСТЮ и ПРИМЕНЕНИЕ гРрМИИЫ И алНДАРТЫ

неизбежным недостатком во многих потенциальных областях применения чип-карт. Работа электронных карт, описанных выше, полностью зависит от качества и надежности контактов, необходимых для подачи питания и обмена данными.

Данный принцип устройства порождает не только проблемы надежности (загрязнение, износ контактов, уязвимость считывающих устройств), но и закрывает доступ к многочисленным областям применения чип-карт.

Беэуслоино, владельцу банковской или иной платежной карты покажется ло меньшей мере странным, если полнится возможность дебитировать его карту на расстоянии, причем без его подтверждения (без своеобразной росписи:.). Но во многих других областях бесконтактные карты представляют практически неограниченные возможности и удобства в обращении.

Если устранить использование контактов, электронная карточка может стать чрезвычайно надежной и, таким образом, сможет переносить воздействие самых тяжелых условий и агрессивных сред: непогоду, морской соляной туман, высокие температуры, химически активные вещества... Это особенно удобно в промышленности и при использовании на открытом возду.хе (например, н автомобильном сервисе, иа морском транспорте или в спорте).

Возможность бесконтактной связи, причем на некотором расстоянии, позволяет осуществлять обмен информацией даже в движении;., например в слгчае идентификации лиц, проходящих через открытую дверь; распознавания транспортных средств, без остановки пересекающих пост сбора дорожной пошлины; j-чета деталей на поточной линии нли конвейере; нанесения неудаляемой маркировки на арендуемое оборудование пли даже клеймения электронным тавро крупного рогатого скота или иных животных, и т.д.

Устройства, известные пол названием транспондер , наделенные подобными функциями, существуют уже с давних пор и иногда используются в промышленности и транспорте. Речь идет о дорогостоящем п отиосптельно громоздком оборудовании, которое не может быть размещено на пластиковой карте стандартного размера, главным образом из-за малой толщины карты.

Постоянная миниатюризация компонентов и уменьшение потребляемой ими мощности позволяют теперь рассматривать возможность создания устройств, которые снабжены энергонезависимой памятью и способны обмениваться данными со специальным блоком чтения-записи, расположенным на расстоянии от нескольких

сантиметров до одного метра. Такое устройство могло бы питать микросхему иа расстоянии посредством магнитной индукции. Отсутствие элемента питай™ в устройстве является определяющим фактором в плане удобства и компактности.

Но практическая реализация таких идеи остается весьма сложной, несмотря на простоту этого принципа. Необходимо использовать сложные виды модуляции и системы синхронизации, чтобы гарантировать очень высокую степень надежности работы всей системы в рассматриваемых областях. Появление электронных компонентов, специально разрабатываемых для подобных целей, позволяет надеяться, что в недалеком будущем бесконтактные чип-карты прочно войдут в обиход.

ТИПОРАЗМЕРЫ

Известно, что обычные чип-карты имеют те же размеры, что и карты с магнитными дорожка\и1, а именно около 85x54 мм, толщина 0,76 мм. Однако современные блоки чтения-записи получаются слишко.м громоздкими и не могут быть встроены в некоторые виды оборудования. Поэтому были созданы миниатюрные карты - основной целью их разработки была минимизация пустой площади вокруг микромодуля. Так появились очень маленькие электронные карты, размером с почтовую марку, называемые SIMCARD и используемые главным образом в портативных телефонах стандарта GSM.

РАЗМЕЩЕНИЕ И ОБОЗНАЧЕНИЕ КОНТАКТОВ

Разумеется, были разработаны правила, призванные по возможности стандартизовать контактные пары электронных карт и карто-приемников. Самые старые чип-карты (телефонные, банковские и т.п.) выполнялись по стандарту AFNOR. поскольку были изобретены во Франции. Этот стандарт называют также смещенные контакты ; пример показан на рис. 1.1.

Затсм появились международные стандарты ISO 7816, определяющие центральное расположение контактов микромодуля с дополнительным разворотом его на 180. Из рнс. 1.2 видно, почему такое расположение контактов полртает все большее распространение. Предполагается постепенно перейти к такой конфигурации всех типов карт, даже если это и потребует модернизации существующего оборудования.

Топология Международной Оргапнзацип по Стандартизации (ISO) выделяет для микромодуля место ме-жду зоной, отведенной