::.آشنایی با تکنولوزی سیم کارت(اسمارت کارتSmart Card).::

[dr_moosavi]

:.آشنایی با تکنولوزی سیم کارت(اسمارت کارتSmart Card).::

آیا تا به حال به سیم کارت خود کارت سوخت ، کارت تلفن ، عابر بانک یا به عبارتی کارت های هوشمند خود نگاه کردید


برای شما سوال پیش نیامد این وسیله چیست و چه کار می کند اگر دنبال جوتاب سوالات میگردد و میخواهد با این

تکنولوژی آشنا شوید ادامه مطالب را دنبال کنید.
Smart Card

پیش در آمد:

از حدود چهاردهه قبل، اولین کارت های هوشمند به بازار عرضه شدند و به دلیل کاربردهای گسترده آنها با سرعت فزاینده ای در کشورهای مختلف مورد استفاده قرار گرفتند. یک کارت هوشمند عبارت است از جسم فیزیکی کارت که یک تراشه رایانه ای برروی آن نصب شده باشد.


چکیده

از حدود چهاردهه قبل، اولین کارت های هوشمند به بازار عرضه شدند و به دلیل کاربردهای گسترده آنها با سرعت فزاینده ای در کشورهای مختلف مورد استفاده قرار گرفتند. یک کارت هوشمند عبارت است از جسم فیزیکی کارت که یک تراشه رایانه ای برروی آن نصب شده باشد. ظرفیت حافظه این کارت ها بین 1 الی 64 کیلو بایت قابل تغییر است. از طرفی، قابلیت ذخیره سازی و پردازش اطلاعات و نیز، قابلیت بالای مراقبت از اطلاعات ذخیره شده، کاربرد این کارت ها را به کلیه عرصه های زندگی انسان گسترش داده است. در این مقاله ضمن معرفی کارت-های هوشمند و اشاره ای به تاریخچه ظهور و رشد آنها، به فناوری انواع کارت های هوشمند پرداخته شده و پس از برشمردن مزایای استفاده از این کارت ها، به کاربردهای کارت در پنج حوزه مختلف، از جمله: حمل و نقل؛ گردشگری؛ فرهنگی – رفاهی؛ پرداخت های روزمره شهروندان و خدمات نیروی انسانی سازمان ها؛ اشاره خواهد شد. در هر حوزه از کاربری، یکی از کاربردها بطور اجمال تشریح می گردد.

1- تعریف

یک کارت هوشمند قطعه ای پلاستیکی است که اطلاعات مورد نیاز دارنده آن بصورت نوار مغناطیسی و یا یک ریزپردازنده تعبیه شده درجسم کارتاست. بعضی از کارشناسان حوزه تجارت الکترونیک، این کارت ها را چنین تعریف کرده اند: کارت هوشمند در عمل نوعی کارت اعتباری است که مغز روی آن تعبیه شده است؛ که منظور از مغز، همان تراشه رایانه ای است. بنابراین، ظرفیت حافظه کارت های هوشمند، به مراتب بیشتر از کارت های مغناطیسی خواهد بود. به عنوان نمونه، ظرفیت یک کارت مغناطیسی در حدود 125 بایت است درصورتی که ظرفیت یک کارت هوشمند
می تواند بین 1 الی 64 کیلو بایت باشد.
یکی از مزایای اصلی کارت های هوشمند حجم حافظه و امنیت اطلاعات موجود روی تراشه آن است. به طوری که این اطلاعات از طریق مدار منطقی موجود در تراشه، حفاظت می شود. به همین دلیل، نفوذ به اطلاعات دارنده کارت بسیار دشوار است. بنابراین می توان از این فناوری به عنوان یک حافظه برنامه شونده، قابل حمل و مقاوم در برابر نفوذ، نام برد.

2- تاریخچه کارت های هوشمند

براساس گزارش های منتشر شده، اولین کارت هوشمند حاوی یک ریزپردازنده، در سال 1967 میلادی و توسط دو مهندس آلمانی ابداع شد. این اختراع منتشر نشد تا اینکه یک روزنامه نگار فرانسوی در سال 1974 م، اختراع کارت هوشمند را در فرانسه به ثبت رسانیده و خبر ظهور این فناوری را منتشر کرد.
با رشد فناوری ساخت و تولید، هزینه تولید یک کارت هوشمند به شدت کاهش یافت تا اینکه در سال 1984 م، با بهره گیری اداره های پست و مخابرات فرانسه ازکارت های تلفن، واقعه مهمی به ثبت رسید. از این تاریخ به بعد، انحصار کارت های هوشمند تنها به عنوان کارت های بانکی، شکسته شد و امروزه کاربردهای گسترده ای از این نوع کارت ها در جامعه مشاهده می گردد.
در سال 1987 م، استانداردی برای نقل و انتقال اطلاعات روی کارت ها به ثبت رسید (7816- ISO ) و این استانداردسازی باعث شد تا امروزه کارت های تولید شده توسط سازنده های مختلف، به راحتی از طریق سیستم های مختلف کارت خوان به تبادل و جابجایی اطلاعات بپردازند.



3- انواع کارت های هوشمند

براساس خصوصیات فیزیکی و جسم کارت، این کارت ها را می توان به چهار نوع اصلی تحت عنوان: کارت های حافظه ای ، کارت های تماسی ، کارت های غیر تماسی و کارت های ترکیبی تقسیم کرد.

3-1- کارت های حافظه ای

این کارت ها مانند کارت های مغناطیسی، صرفاً به منظور نگهداری اطلاعات مورد استفاده قرار می گیرند. بنابراین، از این نوع کارت ها برای پردازش اطلاعات استفاده نخواهد شد. بدون وجود یک CPU ، ارتباط بین کارت و دستگاه
کارت خوان از یک کانال ارتباطی که کاملاً تحت کنترل دستگاه کارت خوان است، هدایت می گردد. در این نوع از
کارت های هوشمند، اطلاعات امنیتی بر روی کارت ضبط شده و بدون "کلمه رمز صاحب کارت" ، ورود به اطلاعات موجود ممکن نخواهد بود.

3-2- کارت های تماسی

نوع پیچیده تر کارت های هوشمند، کارت های تماسی هستند که عملاً یک تراشه در آنها تعبیه شده است. در این تراشه چهار نوع اطلاعات اصلی وجود دارد که عبارتند از: حافظه فقط خواندنی ، حافظه غیر فرار حافظه موقت و ابزار ورود و خروج اطلاعات. در بخش حافظه فقط خواندنی کارت، سیستم عامل تراشه نگهداری می شود. سیستم عامل، کلیه دستورات صادر شده از ترمینال مرکزی را اجرا کرده و نتایج مربوطه را به مرکز مخابره می کند. دیگر اطلاعات و
برنامه های کاربردی، در بخش حافظه غیر فرار نگهداری می شود. از جمله ویژگی های مهم این نوع کارت، امنیت بالای آن در تبادل اطلاعات است. چنانچه اطلاعات بطور مناسب روی کارت ذخیره شود، حتی در صورت مفقود شدن کارت، اطلاعات موجود آن برای دیگران غیر قابل دسترس خواهد بود.



3-3- کارت های غیر تماسی

کارت های تماسی، به رغم برخورداری از امنیت بالا، برای مکان هایی که از حجم بالای تراکنش اطلاعات یا پول برخوردار باشند، مناسب نخواهند بود (مانند سکوهای مترو و محل های خرید بلیط در ساعات اوج تردد روزانه). در اینگونه کارت ها، با استفاده از فرکانس رادیویی و بدون نیاز به خروج کارت از کیف دارنده آن، اطلاعات مورد نیاز منتقل می-شود. در فناوری بکار رفته، دستگاه کارت خوان بدون تماس فیزیکی با خود کارت، اقدام به انتقال اطلاعات و انجام تراکنش مالی می کند. انرژی مورد نیاز برای فعال شدن تراشه، ممکن است به دو صورت تدارک دیده شود؛ یکی از طریق باطری مینیاتوری تعبیه شده بر روی کارت و یا از طریق امواج میکروویو که توسط دستگاه کارت خوان مخابره شده و توسط کارت دریافت خواهد شد. در حال حاضر بالغ بر حدود شانزده نوع کارت غیر تماسی با فناوری های مختلف، در بازار وجود دارند که البته به دلیل جدید بودن این فناوری و قیمت تولید آنها، هنوز به صورت گسترده مورد استفاده جوامع قرار نگرفته است.

3-4- کارت های ترکیبی

کارت های تماسی و غیر تماسی، از پروتکل های ارتباطی متفاوتی استفاده می کنند و هر یک دارای محاسن و معایبی هستند. اولی از امنیت بالاتری برخوردار است و دومی برای تراکنش های متعدد در زمان خیلی کوتاه مناسب خواهد بود. برای بهره گیری از ترکیب فناوری های فوق، دو راه وجود دارد الف: تولید دستگاه های کارت خوانی که بتواند اطلاعات هر دو نوع کارت (تماسی و غیر تماسی) را بخواند، ب: تولید کارت هایی که ترکیبی از هر دو نوع فناوری را به طور یکجا ارائه دهد. به دلیل گزاف بودن تولید دستگاه های کارت خوان فوق، اخیراً از کارت های ترکیبی استفاده شده است.

پایان بخش اول

تا اینجا داستان را داشته باشید این تاریخچه و اطلاعاتی جامع در مورد این تکنولوژی بود

[dr_moosavi]

بخش دوم

در این مرحله به تشریح و تحلیل سیم كارت در تلفن همراه پرداخته

شروع این بخش را با این سوال آغاز نموده كه؟


آیا تا به حال به این مساله فکر کرده اید که چرا برای استفاده از شبکه موبایل حتما باید از قطعه ای به نامSIM Card استفاده کرد؟ و اساسا این قطعه کوچک چیست و چه قابلیت‌هایی دارد؟ یا این سوال که مگر در سیم کارت چه اطلاعاتی وجود دارد که می توان از آنها کپی برداری کرد؟

تعریف:

سیم کارت یا واحد شناسایی مشترک (Subscriber Identity Module) یک تراشه حافظه قابل حمل است که در گوشی‌های تلفن همراه و به منظور استفاده از سرویس‌های شبکه مخابرات سیار استفاده می‌شود. این واحد حافظه همزمان با دیجیتال شدن شبکه‌های مخابرات سیار و ظهور نسل دوم این شبکه‌ها یعنی GSM در سال 1990 ارائه شد. در واقع سیم کارت یک هارد دیسک بسیار کوچک است که به صورت اتوماتیک با قرار گرفتن در هر گوشی موبایل فعال شده و اطلاعات مختلفی از جمله شماره تلفن، اطلاعات شبکه‌ای مشترک، دفترچه تلفن، پیام های کوتاه و . . . . را در خود ذخیره می کند. به بیان دیگر سیم کارت نقش یک گذرنامه را بازی می‌کند که با ارائه آن می‌توان از سرویس شبکه سیار کشورهای مختلف برای برقراری ارتباط استفاده کرد.

ظرفیت:
سیم کارتها در انواع مختلف و با ظرفیت‌های حافظه‌ای متنوع در بازار موجود می‌باشند: سیم کارت‌های 16، 32، 64 و 512 کیلو بایتی که موارد توزیع و استفاده آنها بستگی به گستردگی شبکه موبایل آن منطقه دارد. البته در حال حاضر سیم کارت‌هایی با حافظه‌های 128 و 512 مگا بایتی نیز به بازار ارائه شده‌اند.



سیستم عامل :

سیستم عامل سیم کارت در دو نوع جاوا و سیستم عامل‌های محلی موجود است که نوع محلی، اختصاصی بوده و مبتنی بر نرم افزارهای مخصوص فروشندگان آن می‌باشد در حالی که سیم کارت‌های جاوا، مبتنی بر زبان برنامه نویسی جاوا هستند و مهمترین ویژگی آنها عدم وابستگی به سخت افزار است.

دیگرام كلی

اطلاعات ذخیره شده :

سیم کارت شامل اطلاعات بخصوصی از شبکه است که برای تصدیق، شناسایی و سرویس‌گیری مشترکان در شبکه مورد استفاده قرار می‌گیرند این اطلاعات عبارتند از :
شماره شناسایی بین المللی مدار کارت (ICCID) : این شماره که در واقع شماره سریال سیم کارت می‌باشد، یک عدد 19 یا 20 رقمی است که بر روی بدنه سیم کارت نیز حک شده است.

در شبکه هر اپراتور سیم کارت‌‌ها با یک شماره یگانه و منحصر به فرد با عنوان شناسه بین المللی مشترک موبایل (IMSI) شناسایی می‌شوند که شبکه برای شناسایی، برقراری ارتباطات و سرویس‌دهی به مشترک از این شماره که توسط اپراتور بر روی سیم کارت ذخیره می‌شود، استفاده می‌کند. این شماره یک عدد 15 رقمی است که 3 رقم اول آن مشخص کننده کد موبایل کشور ( برای ایران 432) ، دو رقم بعدی مشخص کننده کد شبکه موبایل (برای شبکه MCI کد 11) و 10 رقم آخر نیز شماره شناسایی مشترک موبایل است.
کلید تصدیق یا (Ki) یکی دیگر از پارامترهایی است که در حافظه سیم کارت ذخیره می‌شود. این شماره که یک عدد 32 بیتی یگانه بوده و برای هر سیم کارت متفاوت است، برای تصدیق و به رسمیت شناختن سیم کارت در شبکه مورد استفاده قرار می‌گیرد. این شماره همچنین در پایگاه داده شبکه ذخیره می‌شود.

مروری مختصر بر فرآیند تصدیق مشترکین در شبکه، موارد کاربرد اطلاعات فوق را بیشتر مشخص می‌کند. با قرار دادن سیم کارت در گوشی تلفن همراه و روشن کردن آن در ابتدا، سیم کارت IMSI خود را برای به منظور تصدیق و سرویس‌گیری به شبکه ارسال می‌کند. سپس شبکه با جستجو در پایگاه داده خود شماره IMSI ارسال شده و Ki تخصیص داده شده به آن را پیدا می‌کند. ( در صورتی که شماره IMSI در پایگاه داده موجود نباشد، مشترک قادر به سرویس‌گیری نخواهد بود) سپس شبکه با تولید یک عدد تصادفی (Random) و ترکیب آن با Ki ، یک عدد جدید را تولید کرده و همزمان عددتصادفی خود را نیز برای مشترک ارسال می‌کند. سیم کارت نیز با در یافت این عدد، آن را با Ki ذخیره شده در خود ترکیب کرده و عدد حاصل را مجددا برای شبکه ارسال می‌کند. نهایتا شبکه دو عدد ترکیبی را با یکدیگر مقایسه می‌کند و در صورت تطابق، اجازه امکان استفاده از شبکه را برای سیم کارت مربوطه صادر می‌کند. این فرآیند کاربرد Ki و همچنین یکی از کاربردهای IMSI را در شبکه نشان می‌دهد.

1. شناسه ناحیه مکانی :

یکی دیگر از اطلاعاتی که در سیم کارت ذخیره می‌شود اطلاعات مربوط به جایگاه مشترک در شبکه است که از طرف شبکه برای هر سیم کارت ارسال شده و با نام شناسه ناحیه مکانی (LAI) شناخته می‌شود. شبکه هر اپراتور به نواحی مکانی مجزایی با نام Location Area تفکیک می‌ شود که هر ناحیه دارای یک عدد یگانه و منحصر به فرد با نام LAI است. وقتی که مشترک ناحیه مکانی خود را به واسطه حرکت در شبکه تغییر می‌دهد، اطلاعات ناحیه جدید در سیم کارت ذخیره شده و برای شبکه ارسال می‌شود تا شبکه از آخرین موقعیت مکانی مشترک آگاه شود. در صورتی که گوشی موبایل خاموش شده و مجددا روشن شود، سیم کارت با بازیابی اطلاعات خود، به جستجوی آخرین LAI ذخیره شده می‌پردازد. این کار با جلوگیری از جستجو در کلیه فرکانس‌ها، باعث تسریع در زمان برقراری ارتباط مشترک با شبکه خواهد شد.
نام اپراتور (SPN) ، شماره تلفن مشترک، شماره مربوط به مرکز پیام کوتاه (SMSC) و سرویس‌های ارزش افزوده (VAS) از دیگر اطلاعاتی است که بر روی سیم کارت ذخیره می شود.



سیم کارت های جاوا :
جاوا یک زبان برنامه نویسی موضوعی (شیء گرا) است که توسط شرکت Sun و با فلسفه "یکبار بنوس، هرجا اجرا کن " ایجاد شد. بدین معنا که یک برنامه کامپیوتری جاوا می‌تواند بر روی کارپایه‌های مختلف مثل : ویندوز، لینوکس و یا مکینتاش اجرا شود. در واقع برنامه نویسان جاوا بدون توجه به سیستم عامل انتهایی مورد استفاده، بر روی برنامه‌های کاربردها تمرکز دارند. اما در سایر زبان‌های برنامه نویسی، کد برنامه بایستی به کد سیستم عامل مورد نظر ترجمه شده و سپس فایل‌های اجرایی آن ایجاد شود. درصورتیکه برنامه‌های جاوا تنها به یک مفسر حین اجرا (JVM) نیاز دارند تا دستورات آن را به دستورات سیستم عامل مورد استفاده، تغییر دهد. این برنامه که یک برنامه محلی سیستم عامل است می تواند به صورت رایگان تهیه و مورد استفاده قرار گیرد.
تکنولوژی کارت‌های جاوا برای سیم کارت‌های موبایل در سال 1999 و توسط شرکت Sun به بازار ارائه شد و امکان ارائه سرویس‌های ارزش افزوده را از طرف اپراتورها برای مشترکان شبکه فراهم کرد. بدین صورت که مشترکین با استفاده از این سیم کارت‌ها می‌توانند برنامه‌های کاربردی مختلفی که از طرف اپراتور شبکه ارائه شده و معمولا بر روی پرتال آن قرار داده می‌شود را بروی گوشی خود بارگذاری نمایند. این کارت‌ها مبتنی بر کارپایه‌های J2ME و واسط‌های برنامه نویسی کاربردی (API) مختص به آن می‌باشند. در حال حاضر در کشور ما سیم کارت‌های اپراتور ایرانسل و سری جدید سیم کارت‌های شرکت ارتباطات سیار از نوع سیم کارت‌های مبتنی بر جاوا می‌باشد.

نهایـتا می‌توان گفت که ارتقاء شبکه‌های مخابرات سیار و امکان ارائه سرویس‌های دیتا توسط اپراتورها و امکان ارائه کاربردها و سرویس‌های متنوع به کاربران و همچنین رقابت شدید ایجاد شده در بازار، باعث ایجاد تغییرات گسترده‌ای در فناوری گوشی‌ها و سیم کارت‌ها نیز شده است به نحوی سازندگان این تجهیزات مجبور شده‌اند تا از ابزار‌های مختلفی از جمله سیستم عامل‌های باز در گوشی‌های تلفن همراه و حتی سیم کارت‌ها به منظور میزبانی و مدیریت برنامه‌های کاربردی و سرویس‌های ارائه شده توسط اپراتورها، استفاده نمایند.

=========================================
با ذكر منبع كپی برداری مجاز می باشد.
تهیه وتنظیم:

دكتر سید علی موسوی
=========================================

[payam]

سلام دوست عزیز .

خیلی مقاله ی مفیدی بود ؛ واقعا استفاده کردیم .

امیدوارم بازم از این کارها بکنید