انواع کارت هوشمند و نحوه تشخیص آنها
کارت هوشمند یکی از واژه های پرتکرار در دنیای دیجیتال است و به‌احتمال زیاد امروزه به کرات واژه هایی مثل کارت ملی هوشمند، کارت پایان خدمت هوشمند و کارت گواهینامه هوشمند را شنیده‌اید. اما دلیل استفاده از لفظ هوشمند برای آنها چیست؟ کارت های هوشمند نسبت به کارت‌های PVC معمولی چه برتری دارند؟ دلیل اصرار دولت و سازمان ها از کارت هوشمند چیست؟ کارت های هوشمند بر چند نوع هستند و چگونه آنها را تشخیص دهیم؟
مطمئناً پاسخ به این سؤالات می‌تواند ابهامات زیادی را برطرف کند و ما را با کارت هوشمند بیشتر آشنا کند. همان طور که در مطالب قبلی عنوان شد ، کارت های هوشمند همان کارت PVC معمولی هستند که دارای یک خاصیت مغناطیسی می‌شوند و توانایی درج اطلاعات، تغییر اطلاعات و ذخیره کردن اطلاعات را دارند. هوشمند بودن این کارت ها به وجود مواردی مانند نوارهای مغناطیسی، وجود تراشه و میکروتراشه ها برمی‌گردد. زمانی که یک کارت هوشمند ساخته می‌شود ، نوار مغناطیسی یا تراشه‌ها در درون آن قرار می‌گیرند و در مراحل بعدی اطلاعات فرد بر روی آنها ذخیره می‌شود.
به‌طورکلی کارت‌های هوشمند با توجه به دو تعریف مهم شناخته می‌شوند و دسته‌بندی می‌شوند : ۱) نحوه خواندن و درج اطلاعات بر روی آنها ۲) نوع تراشه به کاررفته در آن و قابلیت‌های این تراشه‌ها. این دو تعریف و ترکیب خصوصیات آنها می‌تواند به تولید کارت هایی با خصوصیات مختلف منجر شود.
ساختار کارت هوشمند :
اغلب کارت‌های هوشمند از چند لایه مواد مختلف ساخته می‌شوند که همه آنها بر روی هم قرار گرفته ، باهم ترکیب می‌شوند و درنهایت یک کارت خاص با عملکردی ویژه ایجاد می‌کنند. امروزه کارت‌های معمولی از PVC، پلی‌استر یا پلی کربنات ساخته می‌شوند. در مرحله اول لایه‌های کارت هوشمند چاپ می‌شوند و سپس تحت فشار بالا لمینیت می‌شوند. گام بعدی در ساخت کارت‌های هوشمند، خم کردن و بریدن آنهاست. در این مرحله کارت با اندازه و شکل مورد نظر شما برش داده می‌شود و شکل نهایی آن تعیین می‌شود.
مرحله بعدی ساخت کارت هوشمند در توانایی آن و همچنین تعیین نوع آن بسیار تعیین کننده است. در این مرحله تراشه درون کارت قرار گرفته و اطلاعات موردنیاز بر روی آن درج می‌شود. درمجموع ممکن است که ساخت یک کارت هوشمند تا حدود ۳۰ مرحله طول بکشد. این در حالی است که مراحل اصلی و عمده ساخت کارت هوشمند ۱۲ مرحله جداگانه و مستقل است. این مراحل شامل نرم‌افزارها ، تغییر حالت ماده PVC و چسباندن و برش آنها می‌شود. همه این مراحل درنهایت به صورت یک کارت هوشمند ظاهراً ساده ساخته می‌شود که امکان انجام کارهای شگفت‌انگیزی را فراهم می‌کند.
کارت‌های تماسی :
کارت های تماسی رایج ترین نوع از کارت هوشمند هستند. محل تماس الکتریکی در خارج از سطح کارت قرار می‌گیرد و زمانی که کارت با دستگاه کارت خوان تماس داشته باشد، اطلاعات آن دریافت می‌شود. اطلاعات کارت هوشمند تماسی در یک تراشه بر سطح کارت ذخیره می‌شود.
در کارت هوشمند تماسی ، افزایش سطح قدرت پردازش ، انعطاف‌پذیری و همچنین حافظه باعث افزایش هزینه و قیمت آنها می‌شوند. کارت های تک کاره معمولاً ارزان ترین راه حل به شمار می‌روند. توجه داشته باشید که با توجه به سطح امنیتی موردنیاز و ارزیابی هزینه و عملکرد مربوط به گردش کار معمولی خود، نوع مناسب کارت هوشمند را برای برنامه خود انتخاب کنید. معمولاً به‌طور متوسط حدود ۱۰ تا ۱۵ درصد از هزینه استفاده از سیستم هوشمند مربوط به کارت های هوشمند است و زیرساخت‌ها ، صدور کارت هوشمند، نرم‌افزار دستگاه، کارت‌خوان، آموزش و تبلیغات ۸۵ درصد دیگر را شامل می‌شوند.
کارت های حافظه :
کارت‌های حافظه قابلیت مدیریت اطلاعات را ندارند و با توجه به اینکه قدرت پردازشی در آنها وجود ندارد، امکان تغییر اطلاعات در آنها فراهم نیست. کلیه کارت‌های حافظه از طریق پروتکل های همگام سازی با دستگاه‌های ریدر در ارتباط هستند. از طرفی در همه کارت های حافظه شما فقط می‌توانید اطلاعات مربوط به یک آدرس خاص را بخوانید و فقط اطلاعات را در یک آدرس خاص درج کنید. اساساً سه نوع اصلی از کارت های حافظه وجود دارد : مستقیم ، حفاظت شده و ذخیره شده. قبل از اینکه کارت‌های حافظه را برای یک سیستم پیشنهادی طراحی کنید ، باید پروتکل‌های ارتباطی مربوط به تراشه را بدانید و از آن تبعیت کنید. لازم به ذکر است که اکثر کارت‌های غیر تماسی به صورت کارت حافظه محافظت شده هستند.
کارت‌های حافظه مستقیم :
این کارت‌ها فقط داده‌ها را ذخیره می کنند و هیچ قابلیت پردازش اطلاعات ندارند. کارت‌های حافظه مستقیم اغلب با نیمه هادی های I2C یا نیمه‌رساناهای فلزی سریالی ساخته می‌شوند. این نوع از کارت‌ها به‌طور سنتی کمترین هزینه در هر بیت را برای کاربر ایجاد می‌کنند. در حال حاضر این نوع از کارت‌های هوشمند با کمک تعداد زیادی از ریزپردازنده ها برای بازار GSM تغییر کرده‌اند. این تغییرات باعث شده است که مزایای چشمگیری به کارت حافظه مستقیم اضافه شود و قدرت عملکرد آنها را بالا ببرد. در واقع می‌توان کارت‌های حافظه مستقیم را به‌عنوان یک نوع فلاپی دیسک در نظر گرفت که اطلاعات را مستقیماً ذخیره می‌کنند. لازم به ذکر است که این نوع از کارت‌های هوشمند توانایی عرضه اطلاعات خود به سیستم خواننده را ندارند و باید با استفاده از سیستم میزبان خوانده شوند. کارت حافظه مستقیم به‌راحتی کپی می‌شود و با شیوه‌های شناسایی کارت قابل‌ردیابی نیست.
کارت حافظه محافظت شده :
این کارت دارای ورودی کنترل شده برای کنترل دسترسی به حافظه کارت است. در برخی موارد از این نوع کارت به عنوان کارت حافظه هوشمند نیز یاد می‌شود زیرا می‌تواند از اطلاعات ذخیره شده حفاظت کند و ترتیبات امنیتی خوبی دارد. ساختار کارت حافظه محافظت شده به صورتی است که می‌توان بخشی از آن را به خواندن و بخشی از آن را به درج اطلاعات اختصاص داد. سیستم امنیتی این نوع از کارت‌های هوشمند به کمک رمز عبور اجرایی می‌شود و بخش‌های مختلف آن امکان استفاده از آنها به‌عنوان کارت های چند منظوره را فراهم آورده است. کارت حافظه محافظت شده به آسانی کپی نمی‌شود اما امکان هک شده آن وجود ندارد. می‌توان از این کارت به‌عنوان کارت شناسایی استفاده کرد.
کارت حافظه یکبار مصرف :
کارت حافظه یکبار مصرف نوع خاصی از کارت‌های حافظه هستند که به ذخیره‌سازی مقدار خاصی از اطلاعات اختصاص یافته‌اند و زمانی که این حافظه مورد استفاده قرار گیرد، امکان استفاده مجدد ندارد. درواقع فضای داخلی این نوع از کارت‌های هوشمند به چندین بخش تقسیم می‌شود و کاربر می‌تواند اطلاعات خود را به هر بخش وارد کند. بهترین مثال برای این نوع از کارت‌های هوشمند، کارت‌های تلفن هستند که تراشه آنها به ۱۲ تا ۶۰ سلول مستقل تقسیم شده است. در هربار استفاده یکی از سلول‌های این کارت حافظه مصرف می‌شود و درنهایت پس از مصرف کلیه سلول‌ها باید دور انداخته شود.
کارت چندمنظوره مجهز به ریزپردازنده CPU/MPU :
این کارت هوشمند توانایی پردازش داده ها در کارت را دارند. کارت‌های هوشمند چندمنظوره حافظه کارت را به بخش‌های مستقل یا فایل‌هایی اختصاص داده شده به یک تابع یا برنامه مشخص اختصاص می‌دهد. در داخل کارت تراشه ریزپردازنده یا میکروکنترلر تعبیه شده است که وظیفه تخصیص حافظه و همچنین دسترسی به فایل‌ها را بر عهده دارد. این نوع تراشه عملکردی همانند تراشه‌های استفاده شده در کامپیوترهای شخصی دارد و می‌تواند مانند CPU عمل کند. زمانی که این تراشه در یک کارت هوشمند قرار می‌گیرد، داده‌ها را در یک ساختار سازمان یافته تنظیم می‌کند، که به آن سیستم عامل کارت یا COS می‌گویند.
برخلاف سایر سیستم‌عامل ها، این نرم افزار دسترسی به حافظه کاربر در کارت را کنترل می‌کند. این قابلیت اجازه می‌دهد تا توابع مختلف و متعدد و همچنین برنامه‌های مختلف در کارت ایجاد شوند و باعث بالا رفتن تنوع در کارت و محصولات آن می‌شود. یک نمونه از این کارت‌های هوشمند، کارت‌های اعتباری یا بدهی هستند که برای دسترسی به ساختمان یک دانشگاه استفاده می‌شوند.
کارت هوشمند چندمنظوره مجهز به ریزپردازنده CPU/MPU از طریق انجام معاملات با استفاده از تکنولوژی‌های رمزگذاری شده پیشرفته، سود مناسبی برای تولیدکنندگان آن به ارمغان می‌آورند. به‌طور خاص ، این تکنولوژی امکان تأیید هویت امن کاربران را فراهم می‌آورد و اجازه دسترسی به اطلاعات بدون اجازه کاربر را نمی‌دهد. برای کسانی که از کارت‌های چند منظوره استفاده می‌کنند،راحتی و امنیت بیشتری فراهم می‌شود و می‌توانند انتخاب مفیدی به شمار آیند.
کارت‌های غیر تماسی :
کارت هوشمند غیر تماسی یک نوع خاص از کارت های هوشمند هستند که از فرکانس های رادیویی (RFID) بین کارت و دستگاه کارت‌خوان استفاده می‌کنند. تمامی این مراحل بدون جابجایی کارت صورت می‌گیرد و نیازی به تماس کارت با دستگاه کارت‌خوان نخواهید داشت. کارت‌های RFID به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند که برخی از آنها با فرکانس ۱۲۵ مگاهرتز کار می‌کنند و برخی دیگر مانند کارت‌های UHF با فرکانس ۸۶۰ تا ۹۶۰ مگاهرتز عمل می‌کنند.
اولین نمونه از کارت‌های غیر تماسی برای استفاده سریع و آسان از پرداخت کرایه مورداستفاده قرار گرفتند که به دلیل پایین بودن امنیت، چندان مورد توجه قرار نگرفتند. این کارت‌ها در فرکانس ۵۶/۱۳ مگاهرتز کار می‌کنند و مطابق با استاندارد ISO 14443 هستند. حافظه استفاده شده در کارت‌های غیر تماسی به‌صورت محافظت شده بوده و برای پرداخت‌های مالی و خرده فروشی محبوبیت بالایی دارند. با وجود اینکه کارت هوشمند غیر تماسی از امتیازات مهمی برخوردارند اما عملیات رمزنگاری محدود و فاصله محدود بین کارت و دستگاه کارت‌خوان باعث شده است که فراگیری آنها کمتری از میزان تصور کاربران باشد.
کارت‌های ارتباطی چند حالته :
این کارت هوشمند دارای روش های مختلفی از ارتباطات هستند که شامل ISO7816 ، ISO14443 و UHF gen2 می‌شوند. نحوه ساخت کارت‌های ارتباطی چند حالته مشخص می‌کند که این کارت ها به‌صورت هیبریدی باشند یا به صورت دوگانه. البته توجه داشته باشید که ممکن است این اصطلاح شامل کارت هوشمند حاوی نوار مغناطیسی یا بارکد نیز شود.
کارت‌های هیبریدی یا ترکیبی :
کارت‌های هیبریدی دارای تراشه‌های چندگانه در همان کارت هستند. این تراشه ها به صورت جداگانه و مستقل با هم در ارتباط هستند و هر کدام توانایی انجام یک کار خاص را دارند. برای نمونه های این نوع از کارت‌ها می‌توان به کارت‌های مایفر (MIFARE) و کارت‌های دارای تراشه ارتباطی ۷۸۱۶ اشاره کرد.
کارت‌های رابط دوگانه :
این کارت ها دارای یک تراشه کنترل رابط های ارتباطی هستند. تراشه ممکن است به وسیله یک اتصال سخت، روش القایی یا یک مکانیزم ضربه‌گیر انعطاف‌پذیر به آنتن جاسازی شده متصل شود.
کارت های چند جزیی :
این نوع از کارت هوشمند به‌عنوان یک راه‌حل خاص وارد بازار شده‌اند و می‌توان گفت که کاربرد آنها محدود است. به عنوان‌مثال ، برخی از این کارت‌های هوشمند ساخته شده‌اند که دارای یک حسگر تشخیص اثرانگشت در سطح کارت هستند یا حتی برخی از شرکت ها برای استفاده از کارت رمز ورود خاصی تعیین کرده‌اند که استفاده از آنها را به یک شخص خاص محدود می‌کند و امنیت فوق‌العاده بالایی دارند. کارت‌های چند جزیی معمولاً دارای نوار مغناطیسی نیز هستند و قابلیت بازنویسی اطلاعات را دارند. همان طور که گفته شد ، این کارت‌ها حالت اختراع دارند و تنها برخی از شرکت های خاص از آنها استفاده می‌کنند.