비접촉식 스마트 카드

비접촉식 스마트 카드 또는 콘택트리스 스마트 카드(contactless smart card)는 신용카드 크기의 비접촉식 크리덴셜이다. 내장된 집적 회로는 데이터를 저장(때로는 처리)하고 NFC를 통해 터미널과 통신할 수 있다. 일반적인 용도로는 대중교통 티켓, 은행 카드 및 여권 등이 있다.

비접촉식 스마트 카드는 크게 두 가지 범주로 나뉜다. 메모리 카드는 비휘발성 메모리 저장 구성 요소와 일부 특정 보안 논리를 포함한다. 비접촉식 스마트 카드는 CSN(카드 일련 번호) 또는 UID라고 불리는 읽기 전용 RFID와 전파를 통해 기록할 수 있는 재기록 가능한 스마트카드 마이크로칩을 포함한다.

 개요 
섬네일|190px|right|캐나다 페니와 칩 크기 비교
비접촉식 스마트 카드는 다음과 같은 특징을 가진다.
크기는 일반적으로 신용카드 크기이다. ISO/IEC 7810 표준의 ID-1은 85.60 × 53.98 × 0.76 mm (3.370 × 2.125 × 0.030 인치)로 정의한다.
 변조 방지 속성(예: 보안 암호 프로세서, 보안 파일 시스템, 사람이 읽을 수 있는 기능)을 가진 보안 시스템을 포함하며 보안 서비스(예: 메모리 정보의 기밀성)를 제공할 수 있다.
중앙 관리 시스템 또는 카드와 정보를 주고받는 애플리케이션을 통해 관리되는 자산(예: 카드 분실 신고 및 애플리케이션 데이터 업데이트).
카드 데이터는 POS 장치, 출입 통제 리더기, 티켓 리더기, ATM, USB 연결 데스크톱 리더기 등과 같은 카드 읽기-쓰기 장치를 통해 전파로 중앙 관리 시스템에 전송된다.

 장점 
비접촉식 스마트 카드는 식별, 인증 및 데이터 저장에 사용할 수 있다. 또한 최소한의 인적 개입으로 유연하고 안전하며 표준적인 방식으로 비즈니스 거래를 수행할 수 있는 수단을 제공한다.

 역사 
비접촉식 스마트 카드는 1995년 서울, 대한민국에서 전자 티켓팅에 처음 사용되었다.

그 이후로 비접촉식 인터페이스를 가진 스마트카드는 대중교통과 같은 결제 및 티켓팅 애플리케이션에서 인기를 얻고 있다. 전 세계적으로 대중교통의 효율성을 위해 비접촉식 요금 징수가 채택되고 있다. 다양한 표준이 지역별로 등장하고 있으며 호환되지 않지만, 필립스의 MIFARE 클래식 카드는 미국과 유럽에서 큰 시장 점유율을 가지고 있다.

최근에는 비자와 마스터카드가 네트워크상의 일반적인 "오픈 루프" 결제 표준에 동의했으며, 미국, 유럽 및 전 세계적으로 수백만 장의 카드가 배포되었다.

스마트카드는 지역, 국가 및 국제 수준의 개인 식별 및 자격 제도에 도입되고 있다. 시민 카드, 운전 면허증 및 환자 카드 제도가 점점 더 널리 사용되고 있다. 말레이시아의 의무적인 국가 ID 제도인 MyKad는 8가지 다른 애플리케이션을 포함하며 1,800만 사용자에게 배포되었다. 비접촉식 스마트 카드는 국제 여행 보안 강화를 위해 ICAO 생체인증 여권에 통합되고 있다.

코로나19 범유행으로 인해 비접촉식 신용카드 및 직불카드에 대한 수요와 사용이 증가했지만, 동전과 지폐는 일반적으로 안전하며 이 기술이 바이러스 확산을 줄이지는 않는다.

 리더기 
비접촉식 스마트 카드 리더기는 전파를 사용하여 스마트카드와 통신하고 데이터를 읽고 쓴다. 전자 결제에 사용될 때는 일반적으로 PIN 패드, 금전 등록기 및 기타 결제 장소 근처에 위치한다. 대중교통에 사용될 때는 일반적으로 요금함, 표 자동판매기, 개찰구 및 역 승강장에 독립형 장치로 위치한다. 보안에 사용될 때는 일반적으로 출입문 옆에 리더기가 위치한다.

 기술 
섬네일|RF 스마트카드 개략도
비접촉식 스마트 카드는 RFID와 유사한 유도 기술(초당 106~848 kbit의 데이터 전송률)을 통해 칩이 카드 리더기와 통신하는 카드이다. 이러한 카드는 거래를 완료하기 위해 안테나에 가까이 있을 필요만 있다. 대중교통 시스템과 같이 거래를 신속하게 또는 핸즈프리로 처리해야 할 때 자주 사용되며, 이 경우 스마트카드를 지갑에서 꺼내지 않고도 사용할 수 있다.

비접촉식 스마트 카드 통신 표준은 ISO/IEC 14443이다. 이는 두 가지 유형의 비접촉식 카드("A" 및 "B")를 정의하며 최대 거리에서 통신할 수 있다. ISO/IEC 14443 유형 C, D, E, F, G에 대한 제안이 있었지만 국제 표준화 기구에 의해 거부되었다. 비접촉식 스마트 카드를 위한 대안 표준은 ISO/IEC 15693이며, 이는 최대 거리에서 통신할 수 있다.

널리 사용되는 비접촉식 스마트 카드로는 서울의 유패스 (1996), 말레이시아 Touch 'n Go 카드 (1997), 홍콩의 옥토퍼스 카드, 상하이의 상하이 공공 교통 카드 (1999), 파리의 나비고, 일본 철도의 Suica 카드 (2001), 싱가포르의 EZ-Link, 대만의 EasyCard, 샌프란시스코 베이 에어리어의 클리퍼 카드 (2002), 런던의 오이스터 카드, 베이징의 베이징 시정 교통 카드 (2003), 대한민국의 티머니, 온타리오주 남부의 프레스토 카드, 인도의 모어 카드, 이스라엘의 Rav-Kav 카드 (2008), 멜버른의 Myki 카드, 시드니의 오팔 카드가 있으며 이들은 ISO/IEC 14443 표준보다 먼저 나왔다. 다음 표는 대중교통 및 기타 전자화폐 애플리케이션에 사용되는 스마트카드를 나열한다.

관련 비접촉 기술은 RFID(무선 주파수 식별)이다. 특정 경우에 전자 요금 징수와 같은 비접촉식 스마트 카드와 유사한 애플리케이션에 사용될 수 있다. RFID 장치는 일반적으로 비접촉식 스마트 카드와 같이 쓰기 가능한 메모리나 마이크로컨트롤러 처리 기능을 포함하지 않는다.

일부 공유 저장 장치 및 처리 장치가 있는 단일 카드에 비접촉식 및 접촉식 인터페이스를 구현하는 듀얼 인터페이스 카드가 있다. 예를 들어 포르투의 다중 애플리케이션 교통 카드인 안단테는 접촉식 및 비접촉식(ISO/IEC 14443 유형 B) 모드에서 칩을 사용한다.

접촉식 스마트카드와 마찬가지로 비접촉식 카드에는 배터리가 없다. 대신 자기 공진 결합 원리를 사용하여 내장된 유도자를 사용하여 입사 전자기 신호의 일부를 포착하고 정류하여 카드 전자 장치에 전력을 공급한다.

 통신 프로토콜 

 애플리케이션 

 교통 
섬네일|싱가포르 대중교통에서 사용되는 종이 비접촉식 스마트 카드(왼쪽) 안에 IC와 안테나가 들어있는 플라스틱 인레이(오른쪽)
서울 교통카드 사용이 시작된 이래로 수많은 도시에서 자동 요금 징수 시스템의 요금 매체로 비접촉식 스마트 카드를 도입했다.

여러 경우에 이 카드들은 요금 상품뿐만 아니라 전자지갑도 포함하며, 소액 결제에 사용될 수 있다.

 비접촉식 은행 카드 

2005년경부터 이 기술의 주요 응용 분야는 비접촉 결제 신용카드 및 직불카드였다. 주요 예시는 다음과 같다.

 아메리칸 익스프레스 – 익스프레스페이
 마스터카드 – 마스터카드 컨택리스(이전 PayPass)
 비자 – 비자 컨택리스(이전 payWave)
 유니온페이 – 퀵패스
 JCB – JCB 컨택리스(이전 J/Speedy), QUICPay(EMV 컨택리스/ISO/IEC 14443와 호환되지 않음)
 RuPay – RuPay 컨택리스
 디스커버 – Zip

출시는 2005년 미국에서, 2006년 유럽과 아시아(싱가포르) 일부 지역에서 시작되었다. 미국에서는 비접촉식(PIN 없음) 거래가 약 5달러에서 100달러 범위의 결제를 처리한다.

일반적으로 비접촉식 은행 카드는 마그네틱 스트라이프 데이터(MSD)와 비접촉식 EMV의 두 가지 종류가 있다.

비접촉식 MSD 카드는 비접촉식 인터페이스를 통해 공유하는 데이터 측면에서 마그네틱 스트라이프 카드와 유사하다. 이 카드들은 미국에서만 배포된다. 결제는 마그네틱 스트라이프와 유사한 방식으로, PIN 없이 종종 오프라인 모드(단말기의 매개변수에 따라 다름)로 이루어진다. 이러한 거래의 보안 수준은 마그네틱 스트라이프 카드보다 뛰어나다. 칩이 암호화 방식으로 코드를 생성하여 카드 발행사의 시스템에서 확인할 수 있기 때문이다.

비접촉식 EMV 카드는 두 가지 인터페이스(접촉식 및 비접촉식)를 가지며 접촉식 인터페이스를 통해 일반 EMV 카드처럼 작동한다. 비접촉식 인터페이스는 접촉식 EMV 거래와 유사한 데이터를 제공하지만, 일반적으로 기능의 하위 집합이다(예: 일반적으로 발행사는 비접촉식 인터페이스를 통해 잔액을 늘리는 것을 허용하지 않고, 대신 접촉식 인터페이스를 사용하는 장치에 카드를 삽입하도록 요구한다). EMV 카드는 교통 스마트카드 사용자들이 익숙한 전자지갑 또는 "지갑"과 유사하게 칩에 "오프라인 잔액"을 저장할 수 있다.

 식별 
빠르게 성장하는 응용 분야는 디지털 신분증이다. 이 응용 분야에서 카드는 신원 인증에 사용된다. 가장 일반적인 예는 PKI와 함께 사용하는 것이다. 스마트카드는 PKI에서 발급된 암호화된 디지털 인증서와 카드 소지자에 대한 기타 관련 또는 필요한 정보를 저장한다. 예시로는 미국 국방부의 커먼 액세스 카드(Common Access Card, CAC)와 많은 정부에서 시민을 위한 신분증으로 다양한 스마트카드를 사용하는 것이 있다. 생체 인식과 결합하면 스마트카드는 2단계 또는 3단계 인증을 제공할 수 있다. 스마트카드는 항상 프라이버시 강화 기술은 아니며, 대상은 자신에 대한 유죄 정보를 항상 가지고 다닐 수 있다. 지갑이나 심지어 옷 안에 있는 카드에서도 카드를 꺼낼 필요 없이 읽을 수 있는 비접촉식 스마트 카드를 사용하면 카드 소지자에게 더 많은 인증 가치를 추가할 수 있다.

 기타 
말레이시아 정부는 모든 말레이시아 시민 및 거주 비시민이 소지하는 신분증에 스마트카드 기술을 사용한다. 스마트카드(MyKad) 내부의 개인 정보는 특수 APDU 명령을 사용하여 읽을 수 있다.

 보안 
스마트카드는 변조 방지 기능을 갖도록 설계되었기 때문에 개인 식별 작업에 적합하다고 광고되어 왔다. 스마트카드의 내장 칩은 일반적으로 일부 암호화 알고리즘을 구현한다. 그러나 알고리즘의 내부 상태 중 일부를 복구하는 몇 가지 방법이 있다.

 차분 전력 분석 

차분 전력 분석은 특정 암호화 또는 암호 해독 작업에 필요한 정확한 시간과 전류를 측정하는 것을 포함한다. 이것은 주로 온칩 개인 키를 추론하기 위해 RSA와 같은 공개 키 알고리즘에 사용되지만, 대칭 암호의 일부 구현도 타이밍 또는 전력 공격에 취약할 수 있다.

 물리적 분해 
스마트카드는 산, 연마재 또는 기타 기술을 사용하여 물리적으로 분해하여 온보드 마이크로프로세서에 직접적이고 제한 없는 접근을 얻을 수 있다. 이러한 기술은 칩에 영구적인 손상을 줄 위험이 상당히 높지만, 훨씬 더 자세한 정보(예: 암호화 하드웨어의 미세 사진)를 추출할 수 있다.

 NFC 통신 도청 
전력 공급을 위해 짧은 거리(약 10cm 또는 4인치)가 필요하다. 그러나 전원이 공급되면 전파는 몇 미터 내에서 도청될 수 있다.

 우려 
고장률 칩이 내장된 플라스틱 카드는 상당히 유연하며, 칩이 클수록 파손될 확률이 높다. 스마트카드는 종종 지갑이나 주머니에 넣어 다니는데, 이는 칩에게 상당히 가혹한 환경이다. 그러나 대규모 은행 시스템의 경우 사기 감소로 인해 고장 관리 비용을 상쇄할 수 있다. 스마트카드의 고장을 방지하기 위해 카드 케이스를 사용할 수 있다.
프라이버시 대중교통에 스마트카드를 사용하면 대중교통 운영자, 은행 및 당국이 개인의 이동을 추적할 수 있으므로 프라이버시 침해 위험이 있다. 소매 결제를 추적하는 은행에도 동일한 주장이 적용될 수 있다. 이러한 정보는 뮈르만니 쇼핑센터 폭탄 테러 조사에 사용되었다.
도난 및 사기 비접촉 기술이 반드시 사용자의 PIN 인증을 막는 것은 아니지만, 소액 거래(은행 신용 또는 직불카드 구매, 대중교통 요금 결제)에는 PIN이 필요 없는 경우가 흔하다. 이로 인해 이러한 카드가 도난당하거나 분실한 타인의 카드를 습득한 사람이 사기성으로 사용할 가능성이 더 높아질 수 있다.
해외 사용 국내 데이터 네트워크는 터미널과 중앙 은행 시스템 간에 정보를 신속하게 전달하여 비접촉 결제 한도를 모니터링하고 관리할 수 있도록 한다. 그러나 해외에서 이러한 카드를 사용할 때는 이것이 불가능할 수 있다.
여러 카드 감지 두 개 이상의 비접촉식 카드가 서로 가까이 있을 때 시스템이 어떤 카드를 사용하려고 하는지 판단하기 어려울 수 있다. 카드 리더기가 잘못된 카드에 요금을 청구하거나 둘 다 거부할 수 있다. 이것은 일반적으로 서비스 제공자가 결제 카드를 사용하여 접근을 용이하게 하는 경우에만 문제가 된다. 예를 들어, 주차장 접근 카드, 아파트 건물 출입 카드 및 다양한 비접촉식 결제 카드를 포함하는 지갑은 일반적으로 주차장이나 기타 장소에 입장할 때 사용될 수 있다. 주차장 출입 시스템은 지갑에 있는 자체 카드를 감지하고 차단기를 열 수 있다. 그러나 소매점에서 결제할 때는 지갑에서 개별 비접촉식 카드를 꺼내는 것이 좋다. 최소한 이는 카드 소지자에게 어떤 카드를 사용하여 결제할 의도인지 전달할 기회를 제공한다. 이는 구독을 식별하는 카드 대 거래별 결제의 문제이다.

 같이 보기 

 접근 제어
 디스크 암호화
 키카드 잠금
 물리 보안
 Android Pay
 Apple Pay
 삼성 페이
 생체인증 여권
 비접촉 결제
 크리덴셜
 전자화폐
 EMV
 신분증
 자바 카드
 스마트카드 목록
 마그네틱 띠 카드
 마이크로칩 임플랜트
 MULTOS
 근거리 무선 통신
 옥토퍼스 카드
 지불 카드 산업 데이터 보안 표준
 근접 카드
 RFID
 보안 공학
 통합 인증
 스마트카드
 SNAPI
 가입자 식별 모듈
 전화카드

 내용주 

 각주 
 
 

 
분류:ISO 표준
분류:유비쿼터스 컴퓨팅
분류:스마트카드
분류:은행업 기술