Chương 1. TỔNG QUAN VỀ THẺ THÔNG MINH 1. TỔNG QUAN THẺ THÔNG MINH 1. Giới thiệu thẻ thông minh Thẻ thông minh (smartcard) là một tấm thẻ nhựa gắn chip vi xử lý.
Thẻ thông minh có bề ngoài giống thẻ tín dụng thông thƣờng, ngoại trừ phần tiếp xúc bằng kim loại (chỉ có ở thẻ contact), nhƣng những ứng dụng của thẻ lại hoàn toàn khác. Không giống nhƣ những chức năng ở thẻ ngân hàng và thẻ tín dụng thông thƣờng, thẻ thông minh có thể đƣợc dùng làm ví điện tử để giữ tiền điện tử. Với một phần mềm phù hợp, nó còn có thể đƣợc dùng làm thẻ kiểm soát truy nhập an toàn, từ việc ra vào cửa cho đến việc truy cập máy tính. Thẻ thông minh đƣợc định nghĩa là “thẻ tín dụng” có gắn thêm một “bộ não”, mà bộ não là một con chip máy tính nhỏ.
Nhờ “bộ não đƣợc gắn thêm” này mà thẻ thông minh còn đƣợc gọi bằng cái tên thẻ chip hoặc thẻ mạch tích hợp (IC). Dù là loại thẻ thông minh nào, dung lƣợng bộ nhớ cũng đều lớn hơn nhiều so với thẻ vạch từ. Tổng dung lƣợng bộ nhớ của thẻ vạch từ chỉ là 125 bytes, trong khi dung lƣợng của thẻ thông minh có thể từ 1K bytes cho tới 64K bytes. Nói cách khác, dung lƣợng bộ nhớ của thẻ thông minh có thể lớn gấp 500 lần thẻ vạch từ.
Rõ ràng dung lƣợng bộ nhớ lớn là một trong những ƣu điểm của thẻ thông minh, nhƣng đặc điểm quan trọng bậc nhất của thẻ lại nằm ở chỗ dữ liệu lƣu giữ trong thẻ đƣợc bảo vệ an toàn khỏi sự truy cập hoặc thay đổi trái phép.Trong thẻ thông minh, việc truy cập vào nội dung bộ nhớ do một mạch logic an toàn gắn trong thẻ kiểm soát. Vì việc truy cập vào dữ liệu chỉ có thể đƣợc thực hiện thông qua một giao diện liên hoàn do hệ điều hành và hệ logic an toàn kiểm soát, nên dữ liệu mật đƣợc lƣu trong thẻ sẽ tránh đƣợc sự truy cập trái phép từ bên ngoài. Dữ liệu mật này chỉ có thể đƣợc xử lý nội bộ thông qua bộ vi xử lý. Nhờ đặc tính kết nối không liên tục và tính bảo mật cao của thẻ thông minh nên khó có thể lấy giá trị của thẻ hoặc chèn thông tin trái phép vào thẻ.
Chính vì vậy thẻ thông minh rất thích hợp cho việc lƣu trữ dữ liệu tiện lợi và an toàn. Nếu không đƣợc phép của chủ sở hữu, không thể lấy hoặc thay đổi dữ liệu trong thẻ. Có thể nói thẻ thông minh giúp nâng cao tính bảo mật và riêng tƣ cho ngƣời sử dụng. 4 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Nhƣ vậy, thẻ thông minh không chỉ đơn thuần là nơi lƣu trữ dữ liệu, mà là nơi lƣu trữ dữ liệu an toàn, có thể lập trình.
Microsoft coi thẻ thông minh là cánh tay nối dài của máy tính cá nhân, và là nhân tố chủ chốt trong cơ sở hạ tầng khóa công khai. Thẻ gắn bộ vi xử lý lần đầu tiên do hai kỹ sƣ ngƣời Đức phát minh vào năm 1967. Chỉ đến khi Roland Moreno, một nhà báo ngƣời Pháp, công bố Bằng sáng chế Thẻ thông minh tại Pháp năm 1974, thẻ mới đƣợc biết đến rộng rãi. Với những tiến bộ trong công nghệ sản xuất bộ vi xử lý, phí nghiên cứu và sản xuất thẻ thông minh gần đây đã giảm đi đáng kể.
Năm 1984 đánh dấu một bƣớc phát triển vƣợt bậc khi Bộ Bƣu chính Viễn thông Pháp tiến hành thử nghiệm thành công trên thẻ điện thoại. Kể từ đó thẻ thông minh không còn bị ràng buộc vào thị trƣờng thẻ ngân hàng truyền thống, cho dù vào năm 1997 thẻ điện thoại vẫn chiếm thị phần lớn nhất của thẻ thông minh. Nhờ vào bộ quy chuẩn ISO-7816 đƣợc ban hành năm 1987 (quy định tiêu chuẩn giao diện thẻ thông minh áp dụng trên toàn cầu), định dạng thẻ thông minh hiện nay đã đƣợc chuẩn hóa. Thẻ do các nhà phát hành khác nhau đƣa ra đều có thể giao tiếp với máy chủ sử dụng một bộ ngôn ngữ chung.
Phân loại thẻ thông minh Thẻ đƣợc chia làm hai nhóm: thẻ “thông minh” và thẻ “không thông minh”. Thẻ “không thông minh” hay còn gọi là thẻ nhớ, chỉ có khả năng lƣu trữ thông tin. Thẻ “thông minh” ngoài khả năng nhƣ thẻ nhớ, nó còn có khả năng xử lý thông tin. Về cơ bản, dựa trên đặc điểm bề ngoài, thẻ “thông minh” có thể đƣợc chia ra làm ba nhóm chính là thẻ tiếp xúc, thẻ không tiếp xúc, và thẻ kết hợp.
Hình dƣới đƣa ra sự phân loại thẻ dựa trên năng lực xử lý dữ liệu và đặc trƣng vật lý của mỗi loại. PHÂN LOẠI THẺ Thẻ không “thông Thẻ “thông minh” minh” Thẻ chip Thẻ kết Thẻ tiếp Thẻ không Thẻ từ Thẻ quang nhớ hợp xúc tiếp xúc Hình 1. Sơ đồ phân loại thẻ 5 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Thẻ không “thông minh” hay còn gọi là thẻ nhớ xuất hiện khá lâu trƣớc khi ra đời thẻ thông minh. Thẻ không “thông minh” nhiều khi còn đƣợc gọi là thẻ nhớ đƣợc chia là ba loại cơ bản: thẻ từ, thẻ quang và thẻ chip nhớ.
Thẻ từ là thẻ sử dụng từ tính để lƣu trữ dữ liệu tuy nhiên dung lƣợng lƣu trữ là thấp. So với sự phát triển và yêu cầu ngày càng cao của các ứng dụng thì thẻ từ không thể đáp ứng đƣợc và dần đi vào thoái trào. Thẻ quang dùng tia laser để đọc và ghi dữ liệu lên thẻ. Về cơ bản thẻ quang không gắn chip vi xử lý.
Công nghệ sử dụng trong thẻ nhớ quang học tƣơng tự nhƣ trong đĩa CD hoặc CDROM. Một tấm bảng nhỏ làm từ vật liệu nhạy cảm với tia laser màu ánh kim đƣợc dát mỏng gắn trong thẻ đƣợc dùng để lƣu trữ thông tin. Do trên thực tế vật liệu dùng trên thẻ bị đốt cháy trong quá trình ghi dữ liệu nên thẻ đƣợc gọi là phƣơng tiện WORM (ghi một lần đọc đƣợc nhiều lần), dữ liệu trong thẻ không bị mất đi khi nguồn năng lƣợng bị cắt. Thẻ chip nhớ là một con chip chỉ có nhiệm vụ lƣu thông tin, không có khả năng xử lý thông tin.
Thẻ chip nhớ có khả năng lƣu trữ lƣợng thông tin lớn gấp hàng ngàn lần so với thẻ vạch từ. Loại thẻ này trƣớc hết đƣợc dùng cho các ứng dụng cơ bản nhƣ làm thẻ điện thoại thời kỳ đầu. Ngoài ra còn có một loại thẻ - thẻ PC (Plastic Card) hay còn gọi là thẻ PCMCIA - đƣợc gắn bộ vi xử lý hoàn chỉnh nhƣ thẻ thông minh, nhƣng đƣợc sử dụng với mục đích hoàn toàn khác. Thẻ PC mang những đặc điểm giống nhƣ thẻ thông minh nhƣng chúng lại đƣợc dùng làm các thiết bị ngoại vi nhƣ modem, cần điều khiển hoặc đầu chơi game.
Thông thƣờng thẻ PC không đƣợc coi là thẻ thông minh vì chúng là thiết bị mở rộng không mang tính cá nhân. Nhóm thẻ “thông minh” có thể đƣợc chia thành ba nhóm nhƣ đã nói ở trên. Thẻ thông minh không tiếp xúc là thẻ có một dây nối ăngten để giúp chuyển phát tín hiệu tới một ăngten thu nhận khác. Thẻ thông minh tiếp xúc là thẻ giao tiếp bằng cách đƣa thẻ vào một đầu đọc thẻ, chip vi xử lý trong thẻ tiếp xúc trực tiếp với đầu đọc thẻ.
Thẻ thông minh kết hợp là loại thẻ kết hợp tính năng của thẻ thông minh tiếp xúc và thẻ thông minh không tiếp xúc. Không giống thẻ vạch từ, thẻ thông minh có thể mang tất cả mọi chức năng và thông tin cần thiết trên thẻ. Thẻ thông minh có gắn bộ vi xử lý hoàn chỉnh thực hiện nhiều chức năng nhƣ năng lực xử lý thông tin, có khả năng mã hóa, bảo mật thông tin hay thực hiện thao tác tính toán phức tạp, và các chức năng xử lý tƣơng tác khác. Chỉ có thẻ chíp mới thực sự đủ “thông minh” để mang lại tính linh hoạt và đa chức năng mà nền kinh tế đƣợc nối mạng hiện nay đòi hỏi.
6 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. Cấu trúc chip vi xử lý Thẻ tiếp xúc có một vùng tiếp xúc khoảng 1cm2 , vùng tiếp xúc này đƣợc chia nhỏ thành các miếng tiếp xúc màu vàng. Khi thẻ đƣợc đƣa vào đầu đọc, chip xử lý thực hiện tiếp xúc với bộ kết nội điện cho phép đọc và ghi thông tin lên chip. Thẻ tiếp xúc không có pin; toàn bộ năng lƣợc đƣợc cung cấp bởi bộ đọc thẻ.
Cấu trúc thẻ tiếp xúc Thẻ thông minh không tiếp xúc đòi hỏi ngƣời sử dụng phải có đầu đọc thẻ. Cả đầu đọc và thẻ đều phải có ăngten và đƣờng dẫn không dây đƣợc hình thành nhờ sóng radio. Thẻ và đầu đọc liên lạc với nhau sử dụng sóng radio. Năng lƣợng cho thẻ không tiếp xúc đƣợc lấy từ tín hiệu điện từ do đầu đọc thẻ cung cấp.
Với thẻ không dùng năng lƣợng pin, khoảng cách giữa thẻ và đầu đọc thẻ là khoảng hai đến ba inches; đặc điểm này khiến thẻ thông minh trở nên lý tƣởng đối với những ứng dụng đòi hỏi phải có giao tiếp nhanh chóng, thuận tiện. 7 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. Cấu trúc thẻ không tiếp xúc Việc kết hợp hai loại thẻ thông minh tiếp xúc và không tiếp xúc cho ta một nhóm thẻ thông minh khác là thẻ kết hợp. Thẻ kết hợp đƣợc phân tách làm hai loại nhỏ hơn đó là thẻ lai – hybrid - và thẻ kết hợp - combi.
Thẻ lai – hybrid card – có hai chip, mỗi chip có một giao diện tiếp xúc và không tiếp xúc riêng. Hai chip này không kết nối với nhau, nhƣng nhờ có nhiều ứng dụng, loại thẻ lai này đáp ứng nhu cầu của ngƣời tiêu dùng và nhà phát hành thẻ. Thẻ kết hợp – combi card – với một chip duy nhất có cả giao diện tiếp xúc và không tiếp xúc, có mức độ an toàn rất cao. Vận tải hành khách quy mô lớn và ngân hàng có lẽ sẽ là ngành đầu tiên đƣợc hƣởng thuận lợi từ công nghệ thẻ kết hợp.
Cấu trúc thẻ kết hợp Thẻ điện thoại ngày nay là dạng thẻ thông minh tiếp xúc, đang ngày càng trở nên thịnh hành ở Tây Âu và châu Á - nơi điện thoại công cộng trả tiền xu đang dần lỗi thời. Những tấm thẻ trả tiền trƣớc này đã giúp tăng doanh thu cho các tổng đài điện thoại trả tiền, cho phép nhiều giao dịch cấp cao đƣợc thực hiện thông qua điện thoại công cộng và trở thành các phƣơng tiện quảng cáo cũng nhƣ làm thành bộ sƣu tập cho những ngƣời ƣa thích sƣu tầm. Việc thẻ điện thoại trở nên phổ biến đã góp phần khiến ngƣời tiêu dùng thích nghi hơn với việc sử dụng thẻ thông minh 8 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.