البطاقة الذكية

بطاقه ذكيه

Smart card -

البطاقة الذكية

مازن محايري

الجهاز القارئ

استعمالات البطاقات الذكية

في ظل التطور السريع في عالم تقانة المعلومات كثر التعامل مع منظومات متنوعة، مثل الهواتف وأجهزة الصراف الآلي والدخول إلى المباني وغيرها، حيث يلزم التوثق من هوية المستخدم قبل دخوله إلى المنظومة. وبمعنى آخر لا بدّ من تصريح لدخوله أي منظومة تحوي معلومات سرية أو خاصة. وبناء على ذلك تم التفكير ببطاقة تسمح للمستخدم بالدفع الإلكتروني؛ أو باستعارة كتاب من مكتبة أو إجراء مكالمة هاتفية أو الدخول إلى مكان عمله وغير ذلك. يمكن أن تحوي هذه البطاقة معطيات خاصة تتعلق برخصة قيادة السيارة أو جواز السفر أو بطاقة التأمين الصحي والسجل الطبي. ولما صار بإمكان بطاقة واحدة تسهيل معظم تفصيلات حياة الفرد فقد توجب تحقيق مسألتي الأمن والخصوصية فيها. وهكذا ظهر ما يسمى بالبطاقة الذكية.

أول من اخترع البطاقة الذكية هو العالم الألماني هيلموت غروتروب Helmut Gröttrup وزميله يورغن ديتلوف Jürgen Dethloff عام 1968 م، وأول استخدام فعلي للبطاقات الذكية كان في فرنسا لبطاقات الهاتف المدفوعة سلفاً عام 1983 م.

يمكن عدّ البطاقة الذكية جهازاً إلكترونياً صغير الحجم، وتُستخدم لتخزين المعطيات ومعالجتها وحمايتها، وتمكّن صاحبها من الدخول إلى قواعد البيانات المختلفة والتعامل معها. وتشبه البطاقة في مظهرها بطاقة الائتمان اللدائنية (البلاستيكية) التقليدية من حيث الحجم والمواد المصنّعة منها، ولكن بدلاً من الشرائط الممغنطة الموجودة في الوجه الخلفي لبطاقة الائتمان التقليدية (أو إضافة إليها)، تدمج في البطاقة الذكية رُقاقة إلكترونية chip. وبالاعتماد على الوظيفة المطلوب تحقيقها من البطاقة الذكية يمكن التمييز بين نوعين من البطاقات: البطاقة ذات الذاكرة، والبطاقة ذات المتحكم الصغري.

تحوي بطاقة الذاكرة ذاكرة مبرمجة للقراءة فقط من النوع Electrically Erasable Programmable Read Only Memory (EEPROM) غالباً، وبوابة إدخال وإخراج تسلسلية ونظام أمن يحافظ على الخصوصية ويحميها. يُستخدم هذا النوع من البطاقات في بطاقات الهاتف المسبقة الدفع وبطاقات التأمين الصحي وغيرها، التي تحتاج إلى مستوى أمان متوسط أو منخفض، وتمتاز برخص ثمنها.

أما بطاقة المتحكم الصغري (الشكل1) فتحوي حاسوباً مؤلفاً من معالج صغري ذي عدد من البتات يقع بين 8  و32، وذواكر من النوع RAM، أو ROM، أو EEPROM وبوابة إدخال وإخراج تسلسلية ونظام أمن. وقد تضم أحياناً معالجاً رياضياً مساعداً يُستخدم في إجرائيات التشفير بالمفتاح العام public key. ويطلق على مجموعة هذه العناصر اسم المتحكم الصغري. يُخزَّن في الذاكرة ROM نظام تشغيل الرقاقة الذي يقوم بإدارة الملفات والذاكرة وتبادل المعطيات وتفسير الأوامر، ويُحتاج إلى ذاكرة بحجم 16 KB تقريباً.

الشكل (1)

ثمة أنواع عديدة من أنظمة تشغيل البطاقات الذكية، منها MultOS، وJavaCard، وMFC وغيرها. تُخزَّن في الرقاقة البرامج والمعطيات المحميَّة بأنظمة أمان مختلفة. ونظام الأمان المتوفر في هذه البطاقة أقوى من النظام المستخدم في بطاقة الذاكرة، ويعتمد على مجموعة معايير قد تحتوي على أرقام سرية؛ وكلمات سر؛ ومفاتيح عامة وخاصة (ويطبِّق خوارزميات تشفير مختلفة). يرجع هذا التأمين العالي إلى أن هذه التقانة تستخدم وسائل تشفير عدة لإخفاء بيانات البطاقة، ومن هذه الوسائل SHA, RSA, Triple-DES, DES، إضافة إلى وسائل التحقق التي تستخدم للتحقق من بيانات البطاقة، وكذلك التحقق من بيانات مصدر البطاقة. تمتاز بطاقة المتحكم الصغري بقدرتها على تخزين كميات كبيرة من المعطيات وبمرونة الاستخدام؛ إذ يمكن استخدامها بطاقةً متعددة التطبيقات.

تتميز البطاقة الذكية بإمكانية تعديل البيانات المخزّنة في الرقاقة من دون الحاجة إلى تغيير البطاقة، فإذا تمكن شخص ما من تغيير البيانات الظاهرة على البطاقة؛ فلن يتمكن من تغييرها في الرقاقة.

تُعرِّف المعايير الدولية ISO/IEC 7816، ISO/IEC 14443 المواصفات الفيزيائية والكهربائية والمنطقية للبطاقات الذكية. ومن هذه المواصفات حجم البطاقة وشكلها وسمكها وشكل بياناتها ومواضع التماسات الكهربائية عليها ووظائفها وطريقة التواصل على الهواء وخصائص المواد المصنعة منها، وطريقة تنفيذ عمليات استخدامها ومراحله ومتطلباته، وطرائق التشفير وإدارة المفاتيح المستخدمة في التشفير وفك التشفير.

يجب لنقل المعطيات من الرقاقة وإليها أن تتصل البطاقة بجهاز يسمى قارئ البطاقات الذكية، وتشكّل البطاقة مع القارئ نظاماً متكاملاً. تُقسم البطاقات الذكية من حيث طريقة اتصالها بالجهاز القارئ إلى الأنواع التالية:

أ- البطاقات الذكية ذات التماسات contact smart cards: عند إدخال هذه البطاقات في قارئ البطاقات الذكية يحدث وصل كهربائي مباشر بين الوصلات الكهربائية للجهاز والتماسات (المغارز) pins الواقعة على السطح الخارجي للبطاقة (لوح التماس الذهبي)، ويحقق هذا الوصل نقل الأوامر والمعطيات وحالة البطاقة status بين البطاقة والجهاز، مع العلم أن المتحكم الصغري يقع تحت لوح التماس الذهبي. تتوفر ستة أو ثمانية تماسات في البطاقة مرقمة من أعلى اليسار إلى أسفل اليمين: يُستخدم اثنان منها تماسات إضافية محجوزة reserved للتواجه مثلاً مع بوابة USB، أما بقية التماسات فهي: جهد التغذية VCC؛ ومدخل إعادة التهيئة reset؛ ومدخل إشارة الساعة clock؛ والمرجع الأرضي GND؛ وتماس الإدخال والإخراج التسلسليI/O ؛ ومدخل جهد البرمجة VPP (وهو لا يستخدم حالياً ولكنه موجود). يبين الشكل (2) نموذجاً للبطاقة الذكية ذات التماسات.

ويبين الشكل (3) التماسات الموجودة في البطاقة:

الشكل (2)	الشكل (3)

ب- البطاقات الذكية العديمة التماسات contactless smart cards (الشكل 4): لا حاجة إلى إدخال هذا النوع من البطاقات في جهاز القارئ، بل يكفي أن تكون قريبة منه (تماس غير مباشر)، بفضل هوائي antenna متوفر في كل من البطاقة والجهاز. يجري الاتصال بينهما عن طريق الأمواج الراديوية RF بحسب المعيار ISO/IEC 14443. وتحصل أغلب البطاقات العديمة التماسات على التغذية عن طريق هذه الأمواج الكهرطيسية، وفي هذه الحالة تكون المسافة القصوى بين البطاقة والجهاز نحو متر واحد.

الشكل (4)

هنالك أربع وظائف ضرورية لتحقيق الاتصال أو التواجه بين البطاقة العديمة التماسات والجهاز وهي:

1- نقل الطاقة اللازمة لعمل الرقاقة من الجهاز إلى البطاقة.

2- نقل إشارة الساعة من الجهاز إلى البطاقة.

3- نقل المعطيات من البطاقة إلى الجهاز.

4- نقل المعطيات من الجهاز إلى البطاقة.

يُستخدم هذا النوع من البطاقات في التعاملات التي تحتاج إلى سرعة في التواجه مع البطاقة، مثل تحصيل رسوم عبور طريق أو بناء وغيرها. يبين الشكل (4) البطاقة الذكية العديمة التماسات.

ج - البطاقات الذكية الهجينة smart cards hybrid: تحوي هذه البطاقات رقاقتين مستقلتين: الأولى مزوّدة بواجهة تماسات، والثانية مزوّدة بواجهة عديمة التماسات.

د - البطاقات الذكية ذات الواجهة المزدوجة smart cards :dual-interface تحوي هذه البطاقات رقاقة واحدة مزودة بواجهة تماسات وأخرى عديمة التماسات؛ ويبين الشكل (5) النوعين السابقين.

الشكل (5)

الجهاز القارئ

يتوفر نوعان من الجهاز القارئ: النوع الأول هو القارئ الثابت desktop reader، وهو قارئ مؤتمت مصمّم ليوصل مباشرة بأجهزة الحاسوب، ويمكن بوساطته قراءة الرقاقة أو تحديث بياناتها بعد إجراء التغيير اللازم في قاعدة البيانات، ويستطيع أي شخص استخدام مثل هذا القارئ لاستعراض بيانات الرقاقة. أما النوع الثاني فهو القارئ المحمول mobile reader وهو قارئ مؤتمت محمول يمكن بوساطته قراءة بيانات الرقاقة من دون توصيله بأجهزة الحاسوب. كما يمكن بوساطته تحديث البيانات عن طريق وصله بجهاز حاسوب أو عن طريق الخدمة اللاسلكية GPRS، وهو مخصّص أساساً لاستخدامات رجال المرور والمفتشين وغيرهم ممن تتطلب طبيعة وظيفتهم العمل خارج المباني.

استعمالات البطاقات الذكية

تُستخدم البطاقات الذكية في مجالات كثيرة، تبدأ باستخدامها بطاقةً تعريفية لحاملها ووصولاً إلى استخدامها في إنجاز المعاملات في تطبيقات الحكومة الإلكترونية. وفيما يلي بعض الأمثلة:

- تخزين شهادات الأمان لاستخدامها في التصفح الآمن لبعض المتصفّحات.

- تخزين مفاتيح التشفير في بعض أنظمة تشفير القرص.

- تسجيل الدخول الفردي إلى الحواسيب.

تخزين صلاحيات الدخول إلى شبكات الحواسيب.

- بطاقات الصراف الآلي ATM cards.

- بطاقات الائتمان credit cards.

- شرائح الهاتف المحمول SIM cards.

- بطاقات القنوات الفضائية المدفوعة.

- التعامل المصرفي الإلكتروني (عن طريق الإنترنت).

- تسديد رسوم الخدمات الحكومية.

- بطاقات التأمين الصحي وبطاقات تعريف المرضى، حيث من الممكن تخزين بياناتهم الشخصية فيها وكذلك تاريخهم الطبي والمواعيد وغير ذلك.

- أنظمة الدخول إلى المباني والمنشآت والخروج منها.

- بطاقة شخصية، وذلك بطباعة البيانات الشخصية على البطاقة إضافة إلى تخزين البيانات نفسها في الرقاقة. ويمكن حماية البيانات في الرقاقة برقم سري لحامل البطاقة أو باستخدام الأنماط الحيوية مثل تخزين بصمة صاحب البطاقة في الرقاقة، ومن ثَم لا تكون هناك حاجة إلى الاتصال بقاعدة بيانات مركزية للتحقق من هوية الشخص.

التصنيف : كهرباء وحاسوب

النوع : كهرباء وحاسوب

المجلد: المجلد الخامس

رقم الصفحة ضمن المجلد : 0

آخر أخبار الهيئة :

البحوث الأكثر قراءة

اصدارات الموسوعة العربية

أسماء الباحثين

هل تعلم ؟؟

• - هل تعلم أن الأبلق نوع من الفنون الهندسية التي ارتبطت بالعمارة الإسلامية في بلاد الشام ومصر خاصة، حيث يحرص المعمار على بناء مداميكه وخاصة في الواجهات

• - هل تعلم أن الإبل تستطيع البقاء على قيد الحياة حتى لو فقدت 40% من ماء جسمها ويعود ذلك لقدرتها على تغيير درجة حرارة جسمها تبعاً لتغير درجة حرارة الجو،

• - هل تعلم أن أبقراط كتب في الطب أربعة مؤلفات هي: الحكم، الأدلة، تنظيم التغذية، ورسالته في جروح الرأس. ويعود له الفضل بأنه حرر الطب من الدين والفلسفة.

• - هل تعلم أن المرجان إفراز حيواني يتكون في البحر ويتركب من مادة كربونات الكلسيوم، وهو أحمر أو شديد الحمرة وهو أجود أنواعه، ويمتاز بكبر الحجم ويسمى الش

• هل تعلم أن الأبسيد كلمة فرنسية اللفظ تم اعتمادها مصطلحاً أثرياً يستخدم في العمارة عموماً وفي العمارة الدينية الخاصة بالكنائس خصوصاً، وفي الإنكليزية أب

• - هل تعلم أن أبجر Abgar اسم معروف جيداً يعود إلى عدد من الملوك الذين حكموا مدينة إديسا (الرها) من أبجر الأول وحتى التاسع، وهم ينتسبون إلى أسرة أوسروين

• - هل تعلم أن الأبجدية الكنعانية تتألف من /22/ علامة كتابية sign تكتب منفصلة غير متصلة، وتعتمد المبدأ الأكوروفوني، حيث تقتصر القيمة الصوتية للعلامة الك

شراء النسخة الورقية