دانلود تحقیق کارت هوشمند

مقدمه:

وصفی که می توان در مورد کارت هوشمند بکار برد “کلیدی برای دهکده جهانی”‌ است.

کارت هوشمند موجب ایجاد تغییرات بس عظیمی در چرخه دریافت و ارسال اطلاعات و روشی برای پرداخت وجوه گشته است.

کارت های هوشمند تأثیر ژرفی در فروش و ارائه خدمات نهاده است.

کارت هوشمند همانند یک “کیف پول الکترونیکی” می باشد.

این کارت یک کارت اعتباری استانداردی است که با نشانه پلاستیکی هوشمندی آهار زده شده است در بدنه این نشانه پلاستیکی یک میکروچیپ [1] کار گذاشته شده است که عامل هوشمندی این نوع کارتها می باشد.

این میکروچیپ نه تنها موجب ایجاد ظرفیت حافظه می شود، بلکه قابلیت محاسبه ای نیز دارد پس بنابراین میکروچیپ قابلیت پردازش اطلاعات را دارد.

میکروچیپ دارای رابطه های طلائی می باشند که به وسایل دیگر نیز این قابلیت را می دهد که با آن رابطه برقرار نمایند.

این میکروچیپ انواع اطلاعات را در خود حفظ می کند، از ارزش پولی ذخیره شده که برای فروش و ماشینهای فروش استفاده می شوند گرفته تا اطلاعات امنیتی و استعمال برای عملکردهای پیشرفته از قبیل ثبت پزشکی و بهداشتی.

اطلاعات و عملکردهای جدید بسته به نوع قابلیت های چیپ به آن اضافه می شوند.

برخلاف کارتهای قدیمی که تنها دارای یک نوار مغناطیسی بودند می توان چند صد بار اطلاعات وارد کرد و طوری برنامه ریزی نمود که تنها اطلاعات مربوطه را نمایان سازند.

به عنوان مثال، می توان گفت این کارت در معامله ای در یک فروشگاه می تواند نشان دهد که پول کافی در حساب مشتری وجود دارد، بدون اینکه مبلغ پول را نمایان سازد.

تلاقی کارت پلاستیکی قدیمی و یک پردازشگر کوچک، موجب شده تا اطلاعات ذخیره گردند، قابلیت دسترسی و پردازش بصورت آنلاین یا آفلاین [2] (با استفاده اینترنت یا بدون استفاده از آن) باشند.

نامتشابه به کارتهای پلاستیکی معمولی که توسط دستگاه پردازشگر خوانده نمی شوند، قدرت پردازش این کارتها به آنها قابلیت چند کاره بودن را در هنگام پرداخت وجه می دهد، برای استفاده از طریق موبایل، تلویزیونها و ویدئوی شما و اتصال به کامپیوتری از طریق تلفن، ماهواره یا اینترنت در هر زمان و هر کجا در جهان.

تاریخچه:

اصلیت تاریخی این تکنولوژی در قرن هفدهم در زمانی است که مخترعین آلمانی،‌ ژاپنی و فرانسوی حق ثبت اختراع خود را ارائه دادند.

در حالیکه مخترعین در ایالات متحده، ژاپن، استرالیا، جایی که حق ثبت صادر می کردند، فرانسویها با ارائه تکنولوژی، پول خوبی به جیب زدند.

آنها این کار را در دهه 1970 انجام دادند که زمان سرمایه گذاری اصلی ملی در مدرنه سازی زیربنای اقتصادی تکنولوژی ملتشان بود.

بنابراین عوامل زیادی در خصوص تکنولوژی کارت هوشمند فعالیت نمودند.

این پروژه تا اواسط قرن هجدهم در سطح تحقیق و توسعه بود.

از آن پس، این صنعت به سرعت رشد پیدا کرد تا جائیکه از سال 1998 ، بیش از 000/000/000/1 کارت در سال ارسال می گردد.

ازدحام جهانی جاری کارتهای هوشمند طوری تنظیم شده است که از 7/1 بیلیون به 4 بیلیون یا بیشتر ظرف 3 تا 4 سال آینده برسد.

ساختار:

منطقه ذخیره حافظه ی اصلی سازی چنین کارت هایی به طور معمول EEPROM [3] (حافظه خواندن برنامه که بصورت الکترونیکی قابل پاک کردن است) می باشد که می توان محتوی این کارتها را به روز نمود.

محتویات موجود حفظ شود، در زمانیکه نیروی اضافی حذف می شود.

برخی اوقات، چیپ های کارتهای هوشمند جدیدتر، کمک پردازشگران محاسباتی نیز در چیپ میکرو پردازشگر تلفیق می شوند که چیپ را قادر می سازند، برنامه ها را بسیار سریع رمزبندی نماید.

ارتباط چیپ هم از طریق اتصال فیزیکی مستقیم برقرار می گردد و هم از دور از طریق دخالت الکترو مغناطیس بسیار کم اتصالی.

این چیپ است که کارت هوشمند را به طور منحصر به فردی شناسانده.

با قابلیتش اطلاعات بسیار بیشتری (هم اکنون بالغ بر 32/000 بیت) نسبت به کارتهای هوشمند با نوار مغناطیسی ذخیره می سازد و همه این اطلاعات در محیطی کاملاً امن ذخیره هستند.

اطلاعات موجود در جیپ می توانند در مقابل بررسی های خارجی یا تغییر حفظ گردند.

بنابراین کلیدهای رمزی مهم سیستم های رمزنویسی برای حفظ انسجام و خصوصی سازی اطلاعات مربوط به کارت مگر در موارد حمله های بسیار پیشرفته و ظریف، استفاده می شوند.

مهندسی کاربردی یک سیستم GSM می تواند به طور گسترده ای داخل ایستگاه موبایل، زیرسیستم ایستگاه اصلی و زیرسیستم شبکه ای، هر زیرسیستمی شامل محتویات کاربردی می باشند که از طریق رابط های کاربردی مختلفی که از پروتکل های خاص استفاده می کنند.

مشترک ایستگاه موبایل را نگه می دارد: زیرسیستم اصلی اتصال رادیویی را با ایستگاه موبایل کنترل می کند.

زیرسیستم شبکه، بخش اصلی که مرکز انتقال دهنده سرویسهای موبایل است، مکالماتی که بین موبایل با دیگر مشترکین شبکه (تلفنهای ثابت یا موبایل) و مدیریت سرویسهای موبایل از قبیل تأیید مکالمات را انجام می دهد.

تصویر 1 : ساختار کارت هوشمند

امروزه ، سه نوع کارت هوشمند وجود دارد:

یک چیپ میکروپردازشگر که می تواند اطلاعات را اضافه یا حذف نماید که به جزء این اطلاعات موجود در حافظه دستکاری می گردند.

این مدل یک کامپیوتر کوچک با پورتهای ورودی و خروجی، سیستم عملکرد و سخت افزار است.

چیپ میکروپردازشگر، قابل دسترس در 16 , 8 و 32 بیت می باشند.

ظرفیت ذخیره اطلاعات از 3000 بیت تا 32/000 بیت همراه با سایزهای بزرگتری دارای پیشرفتهای تکنولوژی شبه مدیریت می باشند.

کارت های میکروپردازشگر مدار منسجم (IC)

تصویر 3 : نمایش یک مدار منسجم که در کارت های هوشمند استفاده می شود.

کارتهای میکروپردازشگر (عموماً به آنها “کارتهای چیپ” نیز اتلاق می شوند) نسبت به کارت نوار مغناطیسی دار قدیمی، دارای ذخیره حافظه و امنیت اطلاعاتی بیشتری می باشند.

چیپهای کارتهای هوشمند که میکروپردازشگر نیز نامیده می شوند علاوه بر حافظه خود دارای یک حافظه داخلی نیز می باشند، این چیپها پردازشگری دارند که توسط سیستم عملکرد کارت کنترل می شود که قابلیت پردازش داخلی [4] اطلاعات دارد و نیز شامل برنامه های مختصری است که در داخل کشور قابل اجرا می باشند.

میکروپردازشگر قادر است اطلاعات را حذف یا اضافه نماید که در غیر این صورت اطلاعات روی کارت دستکاری می شوند، در حالیکه یک کارت دارای چیپ حافظه دار قادر است عملکردهای از پیش تعیین شده ای را اجرا نماید (مثل: پیش پرداخت کارتهای تلفن).

نسل جدید کارتهای چیپ، پردازشگر 8 بیت،‌ حافظه 32 KB و 5/2 بیت از حافظه دستیابی تصادفی دارد.

این امر قدرت پردازش مساوی با کامپیوتر IBM-XT اصل، هر چند با ظرفیت حافظه کم.

چیپهای کارتهای هوشمند که میکروپردازشگر نیز نامیده می شوند علاوه بر حافظه خود دارای یک حافظه داخلی نیز می باشند، این چیپها پردازشگری دارند که توسط سیستم عملکرد کارت کنترل می شود که قابلیت پردازش داخلی اطلاعات دارد و نیز شامل برنامه های مختصری است که در داخل کشور قابل اجرا می باشند.

این امر قدرت پردازش مساوی با کامپیوتر IBM-XT اصل، هر چند با ظرفیت حافظه کم.

کاربردها: این کارتها کاربردهای مختلفی دارند.

خصوصاً کارتهایی که قابلیت رمزنویسی داخلی دارد که می توان شمار زیادی از اعداد را تغییر داد.

تعداد بسیار کمی از این کارتها که قدرت پردازش اطلاعات را دارند، برای کدنویسی / کدبرداری اطلاعات را دارند که برای شناسایی رمز افراد بسیار خاص به کار می روند.

پردازش اطلاعات، قابلیت مدیریت ذخیره فعالی را که کارت را چند کاره و انعطاف پذیر می سازد.

به کارتها می دهد.

بنابراین، چیپ کارتها سکوی اصلی برای کارتهایی هستند که مشخصات دیجیتالی امنیتی را حفظ می کنند.

بنابراین، آنها قادرند مکانیسم امنیتی پیشرفته، پردازش اطلاعات داخلی، محاسبه پیچیده و پردازشهای تعاملی دیگر را انجام دهند.

کارتهای ارزشی که با شناسایی، امنیت و اهداف اطلاعاتی هماهنگ می باشند، کارتهای پردازشگر هستند.

نمونه هایی از این کارتها عبارتند از: کارتهای نگه دارنده پول (کارتهای ذخیره ارزشی) کارتهایی که معادلهای پولی را نگه می دارند (به عنوان مثال، کارتهای فامیلی) کارتهایی که تأمین کننده امنیت برای دسترسی به یک شبکه می باشند.

کارتهایی که تلفن های همراه را از هرگونه تقلب و دستکاری حفظ می کنند.

کارتهایی که تلویزیونها را از هرگونه دزدی حفظ می نماید.

کارتهای حافظه مدار منسجم (IC) : کارتهای حافظه تنها قابلیت ذخیره اطلاعات را دارند و قادر به پردازش آنها نیستند.

این گونه کارتها دارای منطق بی برنامه ریزی همراه با فضای ذخیره اطلاعات و سطح معقولی از امنیت داخلی می باشند.

کارتهای حافظه IC می توانند تا 1-4 کیلو بایت از اطلاعات را ذخیره سازند اما هیچگونه پردازشگری جهت تغییر اطلاعات ندارند.

آنها نسبت به کارتهای میکروپردازشگر ارزانترند اما امنیت مدیریت اطلاعات در اینگونه کارتها کاهش یافته است.

امنیت آنها بستگی به امنیت دستگاه خواننده کارت جهت پردازش دارد و زمانی که نیازهای امنیتی اجازه استفاده از چنین کارتهایی با قابلیت امنیت پائین یا متوسط را فراهم می سازند و در کاربردهایی که کارت عملکردی ثابت دارد، ایده آل می باشند.

نوع خاصی از انواع کارتهای حافظه دار به نام کارتهای دارای شبکه سیمی (یا حافظه هوشمند) نیز وجود دارد که شامل یک منطق داخلی است که عموماً جهت کنترل دستیابی به حافظه کارت استفاده می شوند.

کاربردها: کارتهای حافظه، توده ای از کارتهای هوشمند را ارائه می دهند که در ابتدا برای پیش پرداختها، کاربردهای کارتها قابل عرضه مثل کارتهای تلفن خریده می شوند.

این کارتها عمومی می باشند و تغییرات بالای امنیتی نسبت به کارتهایی با نوار مغناطیسی برخوردارند.

کارتهای حافظه نوری (optical)3 کارتهای حافظه نوری شبیه کارتی با یک تکه CD که در بالای آن چسبیده شده است.

کارتهای حافظه نوری تا 4 مگابایت اطلاعات را در خود ذخیره می نمایند ولی تنها یک بار رایت (write) می شوند و نمی توان اطلاعات را تغییر داد یا از بین برد.

کاربردها: بنابراین کارتها برای حفظ ثبت اطلاعات مناسبند، مثلاً برای فایلهای پزشکی، ثبت رانندگی یا تاریخهای مسافرت.

اصول عملکرد کارت: کارتهای هوشمند امروزی نیاز به نیروی الکتریکی خارجی به علاوه روشی برای خواندن اطلاعات از روی آنها و برخی اوقات انتقال اطلاعات موجود در آنها بروی یک چوپ دارند.

این گونه کارتها با “وسایل تأثیری” ، که معمولاً “خواننده کارت ” نامیده می شوند تعامل می یابند.

اطلاعات بین کارت و خواننده کارت تبادل می گردد و معمولاً شامل حرکت الکترونیکی پولی یا اطلاعات شخصی می باشند.

اطلاعات یا کاربرد ذخیره شده در چیپ IC از طریق مدل الکترونیکی که با یک پایانه یا یک خواننده کارت اتصال می یابد، انتقال پیدا می کند.

کارتهای هوشمند دارای دو مقوله عمومی هستند: کارتهای هوشمند ارتباطی و غیر ارتباطی.

تصویر 2 : کارت هوشمند ارتباطی کارتهای هوشمند ارتباطی دارای یک سری ارتباطات الکتریکی روی ظرف طلایی هستند که در سطح پلاستیکی در یک طرف آن قرار دارد.

نحوه عملکرد این کارت به گونه ایست که کارت داخل شکاف یک خواننده کارت قرار می گیرد به طوریکه ارتباطات الکتریکی دستگاه با ارتباطات روی سطح کارت اتصال می یابند، بنابراین یک اتصال مستقیم با میکرو مدل رسانای روی سطح کارت برقرار می سازند.

این کارت یک سطح رابط روی صفحه خود دارد که چیپ طلائی با ½ " ضخامت بروی کارت واقع است، بجای نوار مغناطیسی بر پشت کارت، مثل “کارتهای اعتباری”، زمانی که کارت در یک دستگاه خواننده کارت هوشمند قرار داده می شود، ارتباط با ارتباط دهندگان الکتریکی برای خواندن و نوشتن بروی چیپ یا خواندن و نوشتن اطلاعات از روی جیپ، برقرار می شود.

این امر از طریق این نقاط رابط فیزیکی صورت می پذیرد که دستورات، اطلاعات و حالت اتفاق افتاده برای کارت را انتقال می دهد.

چنین کارتهایی، قبلاً در نقطه فروش یا در محیط بانکی یا به عنوان سیم کارت موبایل استفاده می شدند.

تصویر 3 : کارتهای هوشمند غیر ارتباطی (این تصویر لایه های بالا و پائین را که مدل چیپ / آنتن را در بر گرفته اند نشان می دهد.) یک کارت هوشمند غیر ارتباطی شبیه کارت اعتباری پلاستیکی همراه با چیپ کامپیوتری و یک سیم پیچ آنتن است که کارت آن را در بر دارد.

این آنتن قابلیت ارتباط با آنتن خارجی را در نقطه مبادله جهت انتقال اطلاعات را دارد آنتن دارای 5-3 پیچ از سیم های بسیار باریک (یا جوهر رسانا) هستند که به چیپ غیر ارتباطی اتصال داده می شوند.

این سیم پیچ آنتن هوایی، آنتنی است که در کارت روی هم قرار می گیرد و قابلیت ارتباط حتی در زمانی که کارت داخل کیف نیز می باشد را می دهد.

روش فعال سازی برای ساعتها، آویزها، برچسبهای مسافرتی و کلید مورد استفاده قرار می گیرد.

بنابراین از آنجا هیچ گونه اتصالی برای بکار انداختن این کارتها، نیاز نیست به این نوع کارتها “غیر ارتباطی” می گویند.

چنین کارتهای هوشمندی در هنگام مبادله باید به سرعت پردازش شوند، مثلاً در زمان انتقال زیادی از مجموعه ها یا جاهایی که در لحظه انتقال نگه دارنده کارت در حال حرکت است.

مجاورت نزدیک،