مقاله نقش تصاوير ماهواره‌اي بعنوان يك ابزار قوي در امر اكتشاف و استخراج
پايان نامه كارت هاي هوشمند
ديباچه
آنچه در پي مي آيد، مجموعه مطالبي است كه پس از تحقيق و بررسي فراوان از ميان منابع مختلف بدين شكل گردآوري شده است. كليه مطالب در ارتباط با كارت هوشمند در پنج فصل گردآوري شده است تا خواننده علاقه مند به مطالب، پس از مطالعه به يك اشراف كلي در مورد كارت هوشمند دست يابد.
مطالب مطروحه به نحو ساده اي بيان شده اند و براي تفهيم به پيش نياز خاصي احتياج نمي باشد . تلاش بر اين بوده است تا با رعايت سير منطقي بيان مطالب، مطالب خاصي ناگفته باقي نماند وخواننده به دركي وسيع (و نه الزاما عميق!) درباره ي كارت هوشمند برسد.
در فصل اول در مورد خصوصيات فيزيكي يك كارت و ويژگي هاي تراشه و استانداردهاي موجود و تكنولوژي هاي مرتبط صحبت مي شود.
در فصل دوم اجزاء و مولفه هاي يك سيستم كارتي هوشمند مورد بحث و بررسي قرار خواهند گرفت.
فصل سوم اختصاص به ساختار مديريت چرخه دوام كارت دارد.
در فصل چهارم امكانات كارت هاي هوشمند براي استفاده در آژانس ها مورد بررسي قرار گرفته است.
و در نهايت فصل پنجم اختصاص به مزاياي نسبي كارت هاي هوشمند در مقايسه با ديگر تكنولوژي هاي مرتبط دارد.
فصل اول -مقدمهاي بر كارت هاي هوشمند (introduction to smart cards)
واژه ي كارت هوشمند از لحاظ ظاهري پر طمطراق و از لحاظ مفهومي نيز بسيار مبهم است و به شكل هاي گوناگون از اين واژه استفاده مي شود . سازمان بين المللي استانداردها از واژه ي كارت هاي مدار مجتمع استفاده مي كند كه شامل وسايلي مي شود كه در آن ها يك مدار مجتمع در داخل يك كارت شناسايي پلاستيكي كه داراي استاندارد ISO 1است كار گذاشته شود . اين كارت در ابعاد 85.6*53.98 *0.76 ميليمتر مانند كارت هاي بانكي كه داراي نوار مغناطيسي هستند ساخته مي شود .
كارت هاي مدار مجتمع در دو شكل تماسي و بدون تماس موجود مي باشند . نوع تماسي به سادگي بوسيله كانكتور طلايي رنگ قابل تشخيص مي باشد.
گرچه استاندارد ايزو (2-7816) ، 8 كنتاكت را تعريف مي كند، ولي در واقع فقط 6 كنتاكت از 8 كنتاكت براي ارتباط با دنياي خارج به كار گرفته مي شوند. . كارت هاي بدون تماس ممكن است داراي باتري باشند خصوصا در نوع super smart cardsكه داراي صفحه كليد مجتمع و صفحه نمايش LCDمي باشند. به طور كلي نيروي عامل براي كارت هاي بدون تماس الكترونيكي بوسيله حلقه ي القايي كه از پرتوي الكترومغناطيسي فركانس پايين استفاده مي كند ، تامين مي شود به همين شكل سيگنال ارتباطي مخابره مي شود و يا مي توان از كوپلينگ خازني و يا حتي ارتباط بصري استفاده كرد .
كارت هاي تماسي بخاطر استفاده گسترده از آن ها به عنوان يك كارت پيش پرداخت تلفني در فرانسه و در اكثر كشورهاي اروپايي رايج ترين ICCموجود بودند . بيشتر كارت هاي تماسي شامل يك مدار مجتمع ساده مي باشند ، گرچه در بعضي از تجربه هاي آزمايشي از دو تراشه استفاده مي شود . تراشه به تنهايي ميان سازندگان مختلف ، براي كاربردهاي مختلف داراي انواع نسبتا زيادي است .
وظيفه ي Vccتامين ولتاژ مورد نياز براي به كار انداختن تراشه است كه در گذشته Vccمعمولا 5 ولت بود ولي امروزه تراشه ها با يك ولتاژ 3 ولتي شروع به كار مي كنند كه اين ولتاژ كمتر بواسطه پيشرفت هايياست كه در تكنولوژي نيمه هادي ها بدست آمده است . Vssولتاژ زمين مورد نياز در برابر ولتاژ Vccاست. resetخط سيگنالي است كه براي راه انداختن وضعيت مدار مجتمع بعد از روشن شدن به كار ميرود . سيگنال ساعت به عنوان، ولت محرك منطق مدار مجتمع به كار مي رود و همينطور در نقش رابط ارتباط سري ظاهر ميشود . دو سرعت متداول براي ساعت 4.92 MHz , 3.57 MHzاست . در گذشته سرعت كمتر در اروپا رايج تر بوده است ولي امروزه تا اندازه ي زيادي محبوبيت خود را از دست داده است .
ممكن است اين سوال پيش آيد كه چرا اين فركانس هاي نا آشنا انتخاب شده اند و چرا فركانس سرراست 5 MHZانتخاب نشده است . از هر دوي اين فركانس ها به عنوان فركانس حاصل فرعي رنگي در دنياي تلويزيون استفاده مي شود . سيستم PALبراي فرمان دادن از فركانس 4.92 MHZاستفاده مي كند . در حاليكه فركانس 3.57 MHZبوسيله استاندارد NTSCآمريكا مورد استفاده قرار مي گيرد .
كنتاكتور Vppبراي سيگنال ولتاژ بالا مورد نياز كه براي برنامه ريزي حافظه EPROMضروري است به كار ميرود . كنتاكتور IOخط سيگنالي است كه بوسيله آن تراشه دستورات را دريافت و اطلاعات را با دنياي خارج مبادله مي كند .
نخستين موارد استفاده از كارت هاي ICبراي ذخيره ي اطلاعات قابل حمل و بازيابي آن ها بوده است . از اين رو اجزاي اصلي يك ICماژول هاي حافظه هستند . ليست زير انواع رايج تر حافظه را ارائه مي كند .
- حافظه فقط خواندني ROM
- حافظه فقط خواندني قابل برنامه ريزي P ROM
- حافظه فقط خواندني قابل برنامه ريزي و قابل پاك كردن EPROM
- حافظه فقط خواندني قابل برنامه ريزي و قابل پاك كردن الكتريكي EEPROM
- حافظه با دستيابي تصادفي RAM
يك تراشه خاص ممكن است داراي يك يا تعداد بيشتري از انواع حافظه باشد . اين حافظه ها هر يك داراي خصوصيات منحصر به فردي هستند . ROMنوعي از حافظه است كه پس از ساخت بوسيله شركت سازنده ، ديگر قابل تغيير نيست. اين نوع حافظه قيمت پاييني دارد به اين خاطر كه حداقل فضا را در لايه ي سيليكون اشغال كرده است .
مشكل اصلي ROM، طولاني بودن فرآيند توليد آن و نيز تغييري ناپذيري پس از ساخت است . با توجه به اين مشكلات و نيز ميزان اندك سفارشات قيمت آن ها در مقايسه با ديگر حافظه ها بسيار پايين است .
حافظه ي P ROMبواسطه لنيكهاي ذوب شونده ، بوسيله كاربر قابل برنامه ريزي است . اما براي عمليات برنامه ريزي نياز به جريان ولتاژ بالا است و از چنين وسايلي معمولا در كارت هاي مدار مجتمع استفاده نمي شود .
EPROMها در گذشته به طور گسترده مورد استفاده قرار مي گرفتند اما چنين اسمي براي اين كاربردها مناسب نبود . با وجود اينكه اين حافظه بوسيله اشعه ماوراء بنفش قابل پاك شدن است در ICCدريچه كوارتنز لازم هيچ وقت در دسترس نيست حافظه يك بار قابل برنامه ريزي است از اين رو به آنها OTPكه مخفف one time programmable است نيز مي گويند .
تحويل اساسي در EEPROMها صورت گرفت.اين حافظه توسط كاربر قابل پاك شدن بود و همينطور دفعات زيادي قابل نوشتن بود ( بين 10000 تا 000,000,1مرتبه در كاربردهاي معمولي ) .
تمام حافظه هايي كه تا كنون توصيف شدند غير فرار بودند به عبارت ديگر هنگامي كه ارتباط با منبع تجزيه از بين برود ، آنها محتويات خود را حفظ مي كنند. در حافظه هاي RAMشرايط به گونه اي ديگر است . RAMيك نوع حافظه فرار است و به محض اينكه منبع نيروي لازم را تامين نكند ، اطلاعات از بين مي روند. در فصل هاي بعدي به بررسي جزء به جزء هر يك از اين حافظه ها مي پردازيم .
براي ادامه بيشتر اين بحث بايد توجه داشته باشيم كه حداكثر قيمت يك ICبه ميزان سيليكون به كار رفته در آن بستگي دارد. كانكتور ايزو به شكلي طراحي مي شود تا قطعات مستطيلي سيليكون ابعادي به اندازه 25 ميليمتر مربع داشته باشند.( گر چه امكان استفاده از ابعاد 35 ميليمتر مربع يا بيشتر نيز وجود دارد ) نكته حائز اهميت مربوط به قابليت اطمينان در برابر خطرات ناشي از شكستگي هاي مكانيكي است كه در ابعاد بزرگتر ، بيشتر رخ مي دهد. واضح است كه به هرحال بايد تلاش شود كه حجم تراشه را كاهش داده تا هم از لحاظ قيمت و هم از لحاظ حجم متناسب با كاربرد خاص مورد نظر باشد.
گرچه كارت معمولي نياز به يك حافظه EEPROM (128 Bتا 512B) و منطق كنترل حافظه دارد ، براي كاربرد هاي پيچيده-تر وجودCPU , RAM , EEPROM, ROMبراي انجام عمليات لازم و ضروري است.در واقع به كاربردن CPUيا ريزپدازنده است كه منجر به استفاده از واژه «smart» مي شود.
در منطق كنترل بايد توجه شود كه از اين كارت ها هم درارتباطات مخابراتي و هم براي ايجاد روش هايي در جهت حفاظت از حافظه در برابر اعمال خلافكارانه استفاده مي شود.
شايد ICCدر واقع همان آرزوي ديرينه انسان ها بوده است كه بر خلاف اكثر ذخيره كننده هاي الكترونيكي و ابزار پردازش در آنها مقوله امنيت لحاظ شده است. بنابراين امروزه ما مي توانيم ميان انواع مختلف ICCاز لحاظ حجم ( انباره ) وامنيت تفاوت قائل شويم.
oفقط حافظه
oحافظه با منطق امنيت
oحافظه با CPU
از منطق امنيت مي توان براي كنترل دسترسي به حافظه استفاده كرد. اين دسترسي به حافظه را مي توان بوسيله كد دسترسي كه معمولاً كد بزرگي هم هست انجام داد ( 64 بيت يا بيشتر ). واضح است كه استفاده از حافظه EEPROM بايد به شكل سختگيرانه اي مورد كنترل قرار بگيرد. به اين دليل كه افراد شياد مي توانند سودهاي هنگفتي را با استفاده بدون مجوز از حافظه به جيب بزنند. در فصل هاي آتي در مورد مقوله امنيت به بحث بيشتري مي پردازيم .
در دنياي كارت هاي هوشمند واژه «كاربرد»1 به طور گسترده اي در توصيف نرم افزارها يا برنامه هايي كه توسط ICانجام مي شود به كار مي رود. در ساده ترين شكل ، يك كاربرد ، مديريت يك فايل براي سازماندهي اطلاعات ذخيره شده يا دريافتي است. چنين كاربردي به طور كامل در منطق يك تراشه انجام مي شود. به همين نحو يك تراشه بايد داراي منطق ارتباط باشد كه بوسيله آن دستورات توسط دستگاه پذيرنده كارت پذيرفته شوند و بواسطه آن اطلاعات كاربردي را دريافت و انتقال مي دهد.
اين ICCكه داراي يك CPUمي باشد، مي تواند كاربردهاي پيچيده اي را انجام داده و حتي كاربردهاي چند گانه را نيز انجام دهد، زيرا CPUتوانايي پردازش اطلاعات و تصميم گيري روي عمليات مختلفي كه ممكن است توسط كاربرد درخواست شده را دارد .
1.1) يك كارت ICچگونه ساخته مي شود؟ (How the IC card is made?)
طراحي و ساخت يك كارت هوشمند شامل عمليات متعددي است كه در آن ها چگونگي تعبيه و جاسازي تراشه بر روي كارت پلاستيكي در كيفيت محصول نهايي بسيار كليدي است.عمليات تعبيه به ساختمان كارت بستگي دارد و كل عمليات به خصوصيات و نيازهاي كاربرد بستگي دارد.براي ويژگي هاي مشخص بايد به صورت مجزا تراشه ، كارت ، نرم افزار مربوط به ROMو نرم افزار كاربرد را تجهيز كرد.نرم افزار ROM توسط فروشنده نيمه هادي كه تراشه را مي سازد تهيه ميشود. سازنده كارت، تراشه را روي كارت پلاستيكي قرار مي دهد. پر واضح است كه سازنده بايد اطلاعات شخصي شده و نرم افزار كاربردي را بار گذاري كند. امنيت يكي از جنبه هاي اصلي در فرايند ساخت كار هوشمند و درتوليد نهايي حياتي است. به همين دليل در ادامه و در فصل مقرر به بررسي جداگانه اين مقوله مي پردازيم شكل زير مراحل ساخت يك كارت هوشمند را نشان مي دهد .
