پروژه انواع کارت های هوشمند و بررسی آنها

چکیده

از حدود چهاردهه قبل، اولین کارت های هوشمند به بازار عرضه شدند و به دلیل کاربردهای گسترده آنها با سرعت فزاینده ای در کشورهای مختلف مورد استفاده قرار گرفتند. یک کارت هوشمند عبارت است از جسم فیزیکی کارت که یک تراشه رایانه ای برروی آن نصب شده باشد. ظرفیت حافظه این کارت ها بین ۱ الی ۶۴ کیلو بایت قابل تغییر است. از طرفی، قابلیت ذخیره سازی و پردازش اطلاعات و نیز، قابلیت بالای مراقبت از اطلاعات ذخیره شده، کاربرد این کارت ها را به کلیه عرصه های زندگی انسان گسترش داده است. در این پروژه ضمن معرفی کارت-های هوشمند و اشاره ای به تاریخچه ظهور و رشد آنها، به فناوری انواع کارت های هوشمند پرداخته شده و پس از برشمردن مزایای استفاده از این کارت ها، به کاربردهای کارت در پنج حوزه مختلف، از جمله: حمل و نقل؛ گردشگری؛ فرهنگی – رفاهی؛ پرداخت های روزمره شهروندان و خدمات نیروی انسانی سازمان ها

مقدمه

درحال حاضر، بشر به این حقیقت دست پیدا کرده است که انتقال فیزیکی،زمانبر،هزینه زا ومحدودکننده است و برای آنکه بتواند این مشکل را مرتفع کند، از ابزارهای مختلف سودجسته است . اما وسیله ای که بیش از وسایل دیگر، مورداستفاده قرارگرفته وتاکنون بسیاری از مشکلات را حل کرده است و ازطرفی محدودیتهای کمتری نیز دارد،انتقال اطلاعات ازطریق تکنولوژیهای ارتباطی است .

این انتقال ، علاوه بر آنکه باعث پیشبرد فعالیتها می گردد، محدودیتهای انتقال فیزیکی را نداشته و حتی در مواردی بهتر ازآن عمل می کند. به عنوان مثال ، در انتقال فیزیکی ، امکان بروز اشتباه ، دوباره کاری و… به وفور مشاهده می شود درحالی که در انتقال اطلاعات ، این موارد به حداقل مقدار خودمی رسند. انتقال اطلاعات نیازمند یک تکنولوژی است که در جهان به عنوان تکنولوژی اطلاعات ( INFORMATION TECHNOLOGY ) شناخته می شود .

فهرست مطالب

vچکیده …………………………………………………………………………………………………………… ۱

vمقدمه……………………………………………………………………………………………………………… ۲

vتاریخچه کارت های هوشمند…………………………………………………………………………… ۵

vفصل اول : مشخصات کارت هوشمند……………………………………………………………… ۱۰

۱٫مشخصات فیزیکی کارت هوشمند………………………………………………………………….. ۱۱
۲٫ دسته بندی های کارت هوشمند…………………………………………………………………….. ۱۲
·۲٫۱٫دسته بندی بر اساس سطح تماسی …………………………………………………………… ۱۲
·کارت‌های هوشمند تماسی(Contact Smart Card)………………………………………. 12
·کارت‌های هوشمند غیرتماسی(Contactless Smart Card)…………………………….. 13
·کارت‌های هوشمند ترکیبی(Dual-Interface Smart Card)……………………………. 14
·۲٫۲٫دسته بندی بر اساس نوع تراشه……………………………………………………………….. ۱۴
·انواع تراشه های کارت هوشمند……………………………………………………………………. ۱۴
·تراشه های دارای حافظه……………………………………………………………………………… ۱۴
·مدارهای مجتمع خاص منظوره……………………………………………………………………… ۱۵
·تراشه های دارای ریز پردازنده……………………………………………………………………… ۱۵
۳٫افزایش کارایی و سرعت تعامل …………………………………………………………………….. ۱۶
۴٫استانداردهای کارت هوشمند…………………………………………………………………………. ۱۶
·استانداردهای بین المللی کارت هوشمند…………………………………………………………. ۱۷
·ISO/7816(استاندارد کارتهای هوشمند تماسی)……………………………………………….. ۱۷
·استانداردهای کارت هوشمند غیر تماسی…………………………………………………………. ۱۸

vفصل دوم : اجزاء کارت هوشمند…………………………………………………………………….. ۱۹

۱٫ اجزای اصلی کارت……………………………………………………………………………………. ۲۰
۱٫۱ چاپ و برچسب گذاری…………………………………………………………………… ۲۰
۲٫۱برجسته سازی…………………………………………………………………………………. ۲۱
۳٫۱تصویر سه بعدی………………………………………………………………………………. ۲۱
۴٫۱قاب نشانگر……………………………………………………………………………………. ۲۲
۵٫۱ اجزای لمسی…………………………………………………………………………………. ۲۲
۶٫۱ علامت مغناطیسی……………………………………………………………………………. ۲۲
۷٫۱ پیمانه تراشه…………………………………………………………………………………… ۲۳
۸٫۱ انتن……………………………………………………………………………………………… ۲۳
۲٫ ریز کنترل کننده های کارت هوشمند………………………………………………………………. ۲۴
۲٫۱ پردازشگر……………………………………………………………………………………. ۲۸
۲٫۲ حافظه……………………………………………………………………………………….. ۲۹
۲٫۲٫۱ ROM………………………………………………………………………….. 30
2.2.2 SRAM ……………………………………………………………………….. 30
2.2.3 DRAM……………………………………………………………………….. 31
2.2.4EPROM ……………………………………………………………………… 32
2.2.5 Flash & EEPROM ……………………………………………………. ۳۳
۲٫۳ سخت افزار تکمیلی ……………………………………………………………………… ۳۳

vفصل سوم : امنیت کارت هوشمند ………………………………………………………………….. ۳۶

۱٫ حملات رایج بر کارت های هوشمند …………………………………………………………….. ۳۷
۱٫۱ مقدمه برای طبقه بندی حملات ……………………………………………………….. ۳۷
۱٫۲ طبقه بندی حمله کنندگان ……………………………………………………………….. ۳۸
۱٫۲٫۱ حملات از طریق خروجی به دارنده کارت و مالک کارت ………… ۳۹
۱٫۲٫۲ حملات از طریق دارنده کارت به خروجی ……………………………. ۳۹
۱٫۲٫۳ حملات از طریق دارنده کارت به مالک اطلاعات ……………………. ۳۹
۱٫۲٫۴ حملات از طرف صادر کننده علیه دارنده کارت ……………………… ۴۱
۱٫۲٫۵ حملات از طریق تولید کننده علیه صاحب اطلاعات ………………… ۴۱
۲٫ اجرای سریع الگوریتم های رمزی AES در کارت های هوشمند ……………………….. ۴۱
۲٫۱ روش ترکیب شده ی AES …………………………………………………………. 44
2.1.1 الگوریتم انتخابی AES ………………………………………………….. 45
2-2 برنامه ریزی حافظه ی COS ……………………………………………………….. 49
2.2.1 روش CSOD ………………………………………………………….. 51
2.3 مرحله اجرا ………………………………………………………………………………… ۵۲
۳٫ طراحی اصولی پردازشگرهای کارت هوشمند مقاوم در برابر دستکاری ………………….. ۵۳
۳٫۱ حملات هجومی …………………………………………………………………………. ۵۵
۳٫۱٫۱ باز کردن بسته بندی کارت هوشمند……………………………………… ۵۵
۳٫۱٫۲ بازسازی طرح ……………………………………………………………….. ۵۵
۳٫۱٫۳ ریزیابشگری دستی …………………………………………………………. ۵۵
۳٫۱٫۴ تکنیکهای بازخوانی حافظه…………………………………………………. ۵۶
۳٫۱٫۵ تکنیکهای پرتوی ذره ………………………………………………………. ۵۶
۳٫۲ حملات غیر هجومی……………………………………………………………………… ۵۷
۳٫۳ چاره جویی ها……………………………………………………………………………… ۵۸
۳٫۳٫۱ سیگنال حالتی تصادفی……………………………………………………… ۵۸
۳٫۳٫۲ چند شیاره کردن تصادفی …………………………………………………. ۶۰
۳٫۳٫۳ حسگرهای فرکانس پایین قوی…………………………………………… ۶۱
۳٫۳٫۴ نابودی مدار بندی تست……………………………………………………. ۶۲
۳٫۳٫۵ شمارشگر برنامه محدود شده ……………………………………………. ۶۳
۳٫۳٫۶ شبکه های حسگر لایه بالا……………………………………….. ۶۴

v فصل چهارم : طراحی کارت هوشمند……………………………………………………………… ۶۵

طراحی و آزمایش تراشه کارت هوشمند با استفاده از شبکه …………………………………….. ۶۶
۱٫ طـراحــی و ازمــایش تــراشه کارت هوشمنــد با استفــاده از شبکــه بـــر اساس تــراشه خودکار چرخه ای ۶۶
۱٫۱ تراشه کارت هوشمند کار رکن ۳ ……………………………………………………… ۶۷
۲٫۱ ساختار زنجیره……………………………………………………………………………… ۶۸
۱٫۲٫۱ پروتکل پیوند خودزمان…………………………………………………….. ۶۹
۱٫۲٫۲ انجام قابل سنجش ………………………………………………………….. ۶۹
۱٫۲٫۳ تعویض پکت اطلاعاتی ……………………………………………………. ۷۱
۱٫۳ ترکیب و مجتمع کردن تراشه کارت هوشمند با استفاده از زنجیره …………….. ۷۲
۱٫۳٫۱ ساختار شبکه …………………………………………………………………. ۷۲
۱٫۳٫۲ ادابپتور (مبدل برق) رابط شبکه ………………………………………….. ۷۳

vفصل پنجم : کاربردهای کارت هوشمند ………………………………………………………….. ۷۵