Для обмена данными между считывателем и картой стандарт ISO 7816-3 определяет два протокола канального уровня:
1. протокол Т = 0;
2. протокол Т = 1.

Протоколы канального уровня для смарт-карт

Протокол Т = 0 является асинхронным протоколом типа "одна команда-ответ". Когда карта получает команду от считывателя, она выполняет запрашиваемые операции и посылает обратно считывателю ответ, соответствующий этой команде. После этого считыватель может послать карте следующую команду в любое нужное ему время. В этом протоколе нет жесткой привязки по времени между последовательно посылаемыми считывателем командами.

  
Начиная со стандарта ISO 7816-3, дается углубленное описание "интеллектуальных" аспектов функционирования смарт-карты. Стандарт ISO 7816-3 описывает взаимодействие между смарт-картой и считывателем как между "ведомым" (смарт-картой) и "ведущим" (считывателем). Связь устанавливается с передачи считывателем сигнала смарт-карте через ее контакты и продолжается при выдаче смарт-картой ответного сигнала. Канал связи является однопоточным: как только считыватель посылает команду смарт-карте, он блокируется до прихода ответного сигнала.

Электронные сигналы и протоколы передачи сообщений смарт-карт

В процессе ввода карты в считыватель на контакты не подается никакого напряжения питания. Чип смарт-карты может быть серьезно поврежден, если напряжение питания будет подано на неверный его контакт, что может произойти при движении вводимой карты по контактам с напряжением. Контакты остаются без напряжения до тех пор, пока датчик края считывателя не определит, что карта правильно совмещена с контактами считывателя.

  
В 1985 году был опубликован международный стандарт ISO/IEC 78103 @Идентификационные карты: Физические характеристики@. Этот стандарт определяет номинальные физические характеристики для трех типов идентификационных карт, названных ID-1, ID-2 и ID-3. Тип карты ID-1 определяет стандартный размер 54х85,6х0,76 мм и форму кредитной карты и смарт-карты. Типы карт ID-2 и ID-3 просто имеют больший размер, а по остальным физическим характеристикам они аналогичны картам типа ID-1.

Физические характеристики идентификационных смарт-карт

Основной функцией идентификационной карты ID-1 является хранение информации в визуальной и электронной формах, которая идентифицирует держателя карты и может поддерживать транзакции, выполняемые картой. Визуальная информация может содержаться в изображении, личной фотографии и таких механизмах защиты от подделок, как голограммы. Для передачи осязательной формы информации применяется рельефное тиснение (эмбоссирование).

  
На сегодня определились три основных подхода к стандартизации смарт-карт:
1. международные стандарты;
2. стандарты де-факто от консорциумов;
3. патенты и авторские права на интеллектуальную собственность.

Стандарты для смарт-карт

Предшественниками современных смарт-карт были пластиковые кредитные карты, используемые в качестве средств идентификации для платежных операций. Кредитная карта представляет собой средство подтверждения личности и финансового положения, выданное эмитентом. Как только применение кредитных карт стало удобным и распространенным, возросла необходимость в обеспечении совместимости карт разных эмитентов и оборудования для проведения транзакций.

  
Смарт-карты становятся все более популярными во всем мире. Они выполняют самые различные функции, начиная с электронных кошельков для оплаты телефонных переговоров и небольших покупок, идентификационных карт для доступа на предприятия, электронных водительских удостоверений и заканчивая цифровыми медицинскими картами и карточками социального страхования. При таком массовом производстве и применении интегральные микросхемы смарт-карт должны удовлетворять вполне определенным требованиям.

Выпускаемые серийно интегральные схемы смарт-карт

Для интеллектуальных карт накладываются ограничения на габаритные размеры, определяемые механическими свойствами конечных устройств. Эти размеры, в свою очередь, определяют ограничения на производительность и объем памяти микросхемы. Например, сегодня максимальная площадь кристалла интеллектуальной карты составляет приблизительно 25 мм2. Указанное значение площади кристалла получено в результате тщательных механических испытаний, имитирующих сгибание карт в реальных условиях эксплуатации (например, при хранении смарт-карты в бумажнике владельца).

  
В соответствии со спецификацией Java Card, смарт-карта имеет виртуальную Java-машину, которая активируется, когда заканчивается изготовление карты, и деактивируется в конце жизненного цикла этой карты. Существует несколько классов, которые относительно легко строят дерево файлов, соответствующее спецификации ISO/IEC 7816-4.

Реализация Java-технологии в смарт-картах

Основными вычислительными компонентами смарт-карты являются:
1. апплеты, содержащие дерево файлов и программный код для команд;
2. команды для управления апплетами.

  
В настоящее время применение загружаемого в смарт-карты программноrо кода становится общепризнанным методом, хотя пока он поддерживается небольшим числом операционных систем смарт-карт. Существующие операционные системы могут управлять файлами, содержащими исполняемый код, и к тому же они допускают загрузку исполняемого кода после того, как карта была персонализирована.

Варианты исполнения загружаемого в смарт-карту программного кода

Это позволяет, например, провайдеру приложения иметь в смарт-карте исполняемый код, который неизвестен производителю операционной системы. Например, провайдер приложения может загрузить в карту частный алгоритм шифрования и запустить его.

  
Использование в смарт-карте с фиксированным набором команд операционной системы, базирующейся в ПЗУ, позволяет обычно удовлетворить нужды только одного приложения. При этом применение таких карт целесообразно в тех случаях. когда количество карт для данного приложения велико, а. функции приложения невелики и устоялись со временем. Сроки разработки смарт-карт, базирующихся на ПЗУ, со временем перестали удовлетворять растущие потребности рынка смарт-­карт.

ПО смарт-карт с загружаемым программным кодом

Поэтому в 90-х годах ХХ века одним из основных направлений в развитии технологии смарт-карт стали поиски возможности добавления программ в смарт-­карту на более поздних этапах ее создания. В результате появился ряд систем. позволяющих загружать прикладные программы в карты уже после перехода последних в руки их владельцев. Среди реально развертываемых систем смарт-карт ведущую роль играет технология Java Card. Пока смарт-карты с загружаемым программным кодом еще находятся в меньшинстве по сравнению с традиционными, но их количество увеличивается быстрыми темпами.

  
По своей структуре (специфицированной в стандарте ISO/IEC 7816-4) файловые системы смарт-карт похожи на файловые системы DOS или UNIX. В то же время файловые системы смарт-карт имеют определенные особенности, специфичные для смарт-карт. Наиболее значительной из них является отсутствие человеко-машинного интерфейса. Файлы адресуются с помощью шестнадцатеричных кодов, и все команды строго основаны на этой адресации, поскольку обмен сообщениями имеет место только между двумя компьютерами.

Файлы в смарт-картах

Другой существенной особенностью файловых систем смарт-карт является использование энергонезависимой памяти ЭСППЗУ ограниченного объема. Устраняется по возможности каждый избыточный байт. Поскольку пользователем в терминале является компьютер, это не приводит к каким-либо затруднениям. Естественно, характеристики используемой памяти также влияют на способ управления памятью. Страницы памяти в ЭСППЗУ не могут быть просто записаны или стерты неограниченное число раз, как на жестком диске компьютера.

  
В смарт-картах могут быть использованы только стандартизированные файловые структуры. Определяемая стандартом ISO/IEC 7816-4 файловая система является сравнительно простой иерархической структурой, включающей в себя элементы трех категорий:
1. главный файл MF (Masteг File);
2. файл каталога DF (Dedicated File);
3. элементарный файл EF (Elementary File).

Стандартизированные файловые структуры в смарт-картах

Главный файл MF является корневым каталогом в иерархической структуре файлов. На языке общепринятых файловых систем главный файл MF является контейнером, который содержит все другие каталоги DF и все элементарные файлы ЕЕ Главный файл должен присутствовать в каждой смарт-карте, причем в смарт-карте может быть только один MF.


Яндекс.Метрика Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru   "СМАРТ Системы"      © 2007-2016 Все права защищены.