Tổng quan về thẻ thông minh Smart Card

Thẻ thông minh (smart card) thường được gọi là thẻ chip hoặc thẻ mạch tích hợp. Mạch tích hợp trong thẻ gồm các thành phần được sử dụng cho truyền, lưu trữ và xử lý dữ liệu. Thẻ thông minh có thể có một vùng dập nổi trên một mặt và dải từ trên mặt kia. Thể hiện vật lý và đặc tính của thẻ thông minh được định nghĩa trong chuẩn ISO 7816 phần 1. Đó là tài liệu cho ngành công nghiệp thẻ thông minh. Thông thường thẻ thông minh không chứa thiết bị cung cấp nguồn, hiển thị hay bàn phím. Để tương tác với thế giới bên ngoài, thẻ thông minh được đặt trong hay gần thiết bị chấp nhận thẻ, được nối với máy tính.

1. Khái niệm thẻ thông minh

Thẻ thông minh hay còn có tên khác gọi là “ thẻ chip”, “ thẻ mạch tích hợp” là một loại thẻ có kích thước giống như một thẻ tín dụng và được làm bằng nhựa, thường là PVC, đôi khi là ABS, có thể chứa hình ảnh 3 chiều.
Kích thước theo tiêu chuẩn theo chuẩn :
ID - 1 (ISO/IEC/7810)
ID - 000

Thẻ thông minh được gắn một con chip điện tử, có khả năng xử lý như một máy tính thu nhỏ
Ngoài khả năng lưu trữ dữ liệu, thẻ thông minh còn có khả năng xử lý dữ liệu tại chỗ 🡪 điểm khác thẻ từ

2. Phân loại thẻ thông minh

2.1 Phân loại dựa trên công nghệ chip

1. Thẻ chip nhớ
Chứa từ 1 đến 4 Kb dữ liệu nhưng vì không có bộ xử lý nào được nhúng bên trong thẻ nên chúng hoàn toàn bị phụ thuộc vào đầu đọc thẻ.

thẻ chip nhớ giao tiếp với đầu đọc thẻ bằng một số giao thức đồng bộ
thẻ chip nhớ thường chỉ có một bộ nhớ chỉ đọc (EEPROM) có thể lập trình, xóa bằng tín hiệu điện.

Thẻ chip nhớ không thể tái sử dụng

Ưu điểm: Thẻ chip nhớ có công nghệ đơn giản, dễ sản xuất, nhưng đó cũng chính là nhược điểm của nó, tính bảo mật không cao và rất dễ làm giả.

2. Thẻ chip vi xử lý

là thẻ có chứa bộ xử lý bên trong nó
có khả năng bảo mật cao vượt trội và đa chức năng hơn nhiều
các ứng dụng bên ngoài không thể trực tiếp truy cập vào dữ liệu trong thẻ
thẻ chip vi xử lý kiểm soát, xử lý dữ liệu và truy cập bộ nhớ theo một tập hợp
các điều kiện nhất định (mật khẩu, mã hóa,…) và theo sự chỉ dẫn của các thiết bị ngoại vi
hiện tại nhiều thẻ chip vi xử lý có tính năng hỗ trợ mã hóa tích hợp.
Các thẻ như vậy đặc biệt hữu ích cho các ứng dụng đòi hỏi cao về bảo mật dữ liệu.

2.2 Phân loại dựa trên công nghệ đọc dữ liệu

Thẻ tiếp xúc ( Contact Card) Là loại thẻ có một diện tích tiếp xúc thường dễ nhận diện bởi có gắn con chip (màu vàng hoặc bạc) trên thân thẻ, tiếp điểm đó có diện tích khoảng 1cm2, được chia thành các phần riêng biệt gồm đầu vào, đầu ra dữ liệu, tín hiệu reset, tín hiệu xung đồng hồ, chân điện áp.

Ưu điểm : giá cả rẻ đáp ứng nhiều tiêu chuẩn về CN độ bảo mật cao

Ví dụ: Sim điện thoại

Thẻ không tiếp xúc ( Contactless Card) Là loại thẻ mà chip trên nó liên lạc với máy đọc thẻ thông qua công nghệ sóng vô tuyến RFID với tốc độ trao đổi dữ liệu từ 106 đến 848 kbit/s, thân thẻ chứa chipvà đường dây ăng-ten được dấu ngầm.

Ví dụ : Kiểm soát giao thông công cộng, kiểm soát truy cập cho các tòa nhà

Thẻ giao diện kép Thẻ giao diện kép (Dual-Interface Card) là sự kết hợp của hai loại thẻ tiếp xúc và không tiếp xúc. Dữ liệu được truyền hoặc bằng phương pháp trực tiếp thẻ với đầu đọc hoặc gián tiếp qua tín hiệu vô tuyến.

Phần cứng thẻ thông minh

Hệ thống I/O

Bộ xừ lý trung tâm CPU
- CPU trong hầu hết các thẻ thông minh hiện tại là một vi điền khiển 8-bit, thường sử dụng Motorola 6805 hoặc intel 8051 với tốc độ xung nhịp lên đến 5 MHz.
- Thẻ thông minh cao cấp thường được bao gồm bộ nhân xung nhịp ( hệ số 2,4 và 8), nó cho phép các thẻ này hoạt động đến 40 MHZ
Bộ đồng xử lý
- Chip thẻ thông minh được thiết kế để sử dụng trong các ứng dụng bảo mật thường có bộ xử lý tich hợp
- Ví dụ: Bộ đồng xử lý mã hóa là một mạch tích hợp đặc biệt để tiến hành tính toán, đặc biệt là phép tính module và tính toán số nguyên lớn.
Hệ thống bộ nhớ. ( hệ điều hành của thẻ cứng ghi vào ROM để ghi các dữ liệu)

ROM ( bộ nhớ chỉ đọc) : được sử dụng để lưu trữ chương trình cố định của thẻ.
Việc lưu trữ dữ liệu trong loại bộ nhớ này không đòi hỏi năng lượng
Bộ nhớ này không thể ghi vào sau khi thẻ được sản xuất
EEPROM ( bộ nhớ chỉ đọc, có thể lập trình, có thể xóa bằng điện), như ROM, có thể bảo quản nội dung dữ liệu khi tắt nguồn cho bộ nhớ.
Nội dung trong loại bộ nhớ này có thể được sửa đổi trong quá trình sử dụng thẻ thông thường.
Do đó, nó được sử dụng để lưu trữ dữ liệu

Các ứng dụng người dùng cũng có thể ghi được ghi vào EEPROM sau khi thẻ được tạo
Đọc từ EEPROM nhanh như đọc từ Ram, Nhưng ghi vào EEPROM chậm hơn 1000 lần so với ghi vào RAM
RAM ( bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên) được sử dụng như không gian làm việc tạm thời để lưu trữ vả sửa đổi dữ liệu
Ram là bộ nhớ không cố định( nội dung thông tin không được bảo tồn khi ngắt nguổn khỏi ô nhớ
Ram có thể được truy cập không giới hạn số lần và không áp dụng bất kỳ hạn chế nào như với EEPROM