کارت هوشمند

تاریخچه

گسترش کارت‌های پلاستیکی در اوایل دهه ۱۹۵۰ (میلادی) آغاز شد. هزینه پایین این کارت‌ها که از جنس پلی وینیل کلراید (PVC) بودند باعث شد تا به سرعت جای کارت‌های کاغذی که تحمل تنش‌های فیزیکی و تغییرات آب و هوا را ندارند را بگیرند. نخستین کارت پرداخت در سال ۱۹۵۰ توسط Diners Club به صورت محدود برای اعضای ویژه ساخته شد تا به جای پول نقد از آن استفاده نمایند. در ادامه رستوران‌ها و هتل‌ها اقدام به استفاده از این نوع کارت‌ها کردند به خاطر همین در آن دوره از آنها به عنوان کارت سفر و سرگرمی یاد می‌شد.
ورود شرکت‌هایی همچون ویزا کارت و مسترکارت باعث گسترش هرچه بیشتر پول در قالب کارت‌های اعتباری شد. در ابتدا، کاربرد این کارت‌ها بسیار ساده بود. از آنها به عنوان رسانه‌ای مقاوم در برابر نفوذ برای ذخیره‌سازی داده استفاده می‌شد. در کارت‌های نسل اول اعتبار سنجی آنها از طریق ویژگی‌های ظاهری امکان‌پذیر بود.
نخستین پیشرفت در این کارت‌ها با اضافه نمودن نوار مغناطیسی ذخیره داده به آنها که امکان ذخیره‌سازی اطلاعات را می‌داد پدید آمد. در سال ۱۹۷۰ و با پیشرفت چشمگیر در ریزپردازنده‌ها و ترکیب آنها با حافظه‌های غیرفعال این امکام به وجود آمد تا از آنها در کارت‌های هوشمند استفاده شود.
سرانجام در سال ۱۹۸۴ شرکت مخابراتی Postes, télégraphes et téléphones (France) با موفقیت نخستین کارت تلفن را عرضه کرد تا در عمل نیز این نوع کارت کارایی خود را به اثبات برساند.

تماسی

کارت‌های هوشمند (به انگلیسی: Smart Cards) از نظر اندازه و شکل ظاهری، شبیه به کارت‌های مغناطیسی معمولی هستند؛ ولی درون این کارت‌ها کاملاً با کارت‌های معمولی متفاوت است. کارت‌های مغناطیسی معمولی یک تکه پلاستیک ساده با یک نوار مغناطیسی هستند. در حالیکه کارت‌های هوشمند درون خود یک ریزپردازنده دارند. این ریزپردازنده چون بیش از اندازه کوچک است با فناوری خاصی کِشت می‌شود (تبدیل یک ترانزیستور به اندازه یک نخود به سایزی معادل کوچک‌تر از نوک سوزن). ریزپردازنده معمولاً در زیر یک اتصال طلایی در یک طرف کارت قرار دارد. این ریزپردازنده در کارت‌های هوشمند در حقیقت جایگزین نوار مغناطیسی در کارت‌های معمولی شده‌است. اطلاعات ضبط شده بر روی نوار مغناطیسی کارت‌های معمولی به راحتی قابل خواندن، نوشتن، حذف یا تغییر هستند. به همین علت نوار مغناطیسی محل خوبی برای نگهداری اطلاعات نیست. به همین دلیل هم برای استفاده از چنین کارت‌هایی و تأیید درستی و دریافت و پردازش اطلاعات، به طراحی شبکه‌های کامپیوتری گسترده، نیاز هست. کارت هوشمند بدون نیاز به چنین امکاناتی به دلیل امنیت خود می‌تواند اطلاعات را در خود ذخیره کرده و در صورت لزوم در محل‌های مختلف از این اطلاعات بدون نیاز به اتصال به شبکه استفاده کند.
ریزپردازنده در کارت هوشمند برای امنیت مورد استفاده قرار می‌گیرد. در واقع کارت هوشمند یک رایانه کوچک است که با کامپیوتری که به دستگاه کارت‌خوان متصل است ارتباط برقرار می‌کند. تا ریزپردازنده کارت، از معتبر بودن دسترسی به کارت مطمئن نشود، به کارت‌خوان اجازه دسترسی نمی‌دهد. پس از صدور مجوز دسترسی، کارت‌خوان می‌تواند همانند یک دیسک با کارت که دارای حافظه (Ram) است کار کند؛ اطلاعات را خوانده، پردازش و تغییر دهید. کارت‌های هوشمند می‌توانند تا ۸ کیلوبایت Ram (حافظه با دسترسی تصادفی برای خواندن و نوشتن اطلاعات)، ۳۶۴ کیلوبایت ROM (حافظه فقط خواندنی)، ۲۵۶ کیلوبایت PROM (حافظه فقط خواندنی قابل برنامه‌ریزی) و یک ریزپردازنده ۱۶ بیت داشته باشند. کارت هوشمند همچنین برای نقل و انتقال اطلاعات از یک درگاه سریال و برای تأمین انرژی خود از یک منبع بیرونی (مثلاً دستگاه کارت‌خوان) استفاده می‌کند. ریزپردازنده برای انجام یک مجموعه عملیات محدود همانند رمزنگاری مورد استفاده قرار می‌گیرد.

بی‌تماس

نسل جدید کارت‌های هوشمند، کارت‌های هوشمند بدون تماس (به انگلیسی: Contactless) هستند. این کارت‌ها بدون تماس و با فناوری سامانه بازشناسی با امواج رادیویی کار می‌کنند. این کارت‌ها در مواقعی که نیاز به برقراری ارتباط سریع و حتی بدون دخالت دست وجود دارد، کاربرد بسیاری دارند. برای نمونه برای ورود یک به اتاق، کارت ممکن است در جیب یا کیف شخص باشد و از همان محل و بدون نیاز به خارج کردن با دستگاه کارت‌خوان ارتباط برقرار کرده و مجاز بودن ورود بررسی شده و در باز شود. همچنین در بسیاری از سامانه‌های رفت و آمد عمومی در جهان به دلیل شمار زیاد مسافران و به خاطر سریع‌تر شدن کنترل بلیط از این نوع کارت‌ها استفاده می‌شود.
از آنجایی که این کارت‌ها دارای یک ریزپردازنده هستند و این ریزپردازنده به دسترسی به حافظه کارت نظارت می‌کند، می‌توان به امنیت اطلاعات درون کارت اطمینان داشت و اطلاعات مهم را در آن ذخیره کرد. این کارت‌ها که در سال ۱۹۷۰ (میلادی) عرضه شدند مشکل امنیت را که در دسترسی به کارت‌های معمولی مغناطیسی وجود داشت، برطرف کردند؛ ولی این نوع کارت‌های هوشمند هم همانند کارت‌های معمولی مغناطیسی نیاز به قرار گرفتن در دستگاه برای خوانده شدن اطلاعات دارند.

دوری

از نظر دوری مجاز برای برقراری ارتباط چند نوع کارت هوشمند وجود دارد. در دو نوع استاندارد آنها (نوع A و B) بیشینه دوری مجاز برای برقراری ارتباط ۱۰ سانتی‌متر است. این دوری به این دلیل است که سامانه (مانند کم کردن پول از کارت مترو) به صورت ناخواسته (مانند گذشتن از کنار ورودی مترو) عمل نکند. همچنین در یک نوع دیگر، بیشینه دوری مجاز برای برقراری ارتباط ۵۰ سانتی‌متر در نظر گرفته شده‌است.