Was ist eine Smart Card?

Eine Smartcard ist ein spezielles kartenähnliches Gerät, in das ein Chip für integrierte Schaltkreise eingebettet ist. Der IC-Chip kann ein Mikroprozessor mit Speicher oder nur eine einfache Speicherschaltung sein. In einfachen Worten eines Laien ist eine Smartcard die Karte, mit der wir die Daten austauschen, speichern und Daten bearbeiten können.

Wie funktioniert die Smart Card?

Eine Smartcard ist über einen Kartenleser mit dem Host-Computer oder Controller verbunden, der Informationen von der Smartcard erhält und diese dementsprechend an den Host-Computer oder Controller weiterleitet.

Ein grundlegendes Smart Card-Arbeitssystem

Was ist ein Smart Card Reader?

Eine Chipkarte Der Leser ist ein Gerät, mit dem die Smartcard entweder direkt oder indirekt über HF-Kommunikation verbunden ist. Es ist über einen USB-Anschluss oder einen seriellen RS232-Anschluss mit dem PC oder einem Mikrocontroller verbunden. Es kann ein Kontakt oder ein kontaktloser Leser sein.

Chipkartenleser

2 Arten von Smartcards basierend auf der Verbindung zum Smartcard-Lesegerät

Wenden Sie sich an die Smart Card : Diese Art von Smartcard besteht aus elektrischen Kontakten, die zum Anschluss an den Kartenleser verwendet werden, in den die Karte eingesetzt ist. Die elektrischen Kontakte sind auf einer leitenden vergoldeten Beschichtung auf der Kartenoberfläche angebracht.

Eine Kontakt-Smartcard mit elektrischen Anschlüssen

“Digital-Analog-Wandler Schaltplan ”

Kontaktlose Smartcard : Diese Art von Smartcard kommuniziert mit dem Leser ohne physischen Kontakt. Vielmehr besteht es aus einer Antenne, mit der über das Hochfrequenzband mit der Antenne am Lesegerät kommuniziert wird. Es wird normalerweise vom Lesegerät über das elektromagnetische Signal mit Strom versorgt.

Eine kontaktlose Smartcard

2 Arten von Smartcards basierend auf ihren Funktionen und ihrer Konfiguration

Speicherkarten: Dies sind Karten, die nur aus Speicherschaltungen bestehen. Es kann nur Daten an einem bestimmten Ort speichern, lesen und schreiben. Die Daten können nicht verarbeitet oder manipuliert werden. Es kann sich um eine gerade Speicherkarte handeln, die nur zum Speichern von Daten verwendet wird, oder um eine geschützte Speicherkarte mit eingeschränktem Zugriff auf den Speicher, die zum Schreiben von Daten verwendet werden kann. Es kann sich auch um eine wiederaufladbare Karte oder eine Einwegkarte handeln, die Speichereinheiten enthält, die nur einmal verwendet werden können.

Eine Speicher-Smartcard

Karten auf Mikroprozessorbasis: Diese Karten bestehen zusätzlich zu den Speicherblöcken aus einem auf dem Chip eingebetteten Mikroprozessor. Es besteht auch aus bestimmten Abschnitten von Dateien, wobei jede Datei einer bestimmten Funktion zugeordnet ist. Die Daten in Dateien und die Speicherzuordnung werden über ein Betriebssystem verwaltet, das ein festes Betriebssystem oder ein dynamisches Betriebssystem sein kann. Es ermöglicht Datenverarbeitung und -manipulationen und kann für Multifunktionen verwendet werden.

Mikroprozessorbasierte Smartcard

4 Schritte zum Erstellen einer Smart Card

Der erste Schritt beinhaltet Entwerfen . Das Design umfasst die Angabe des Chips für die Speichergröße, die Taktrate, die flüchtigen Speichertypen, den Betriebssystemtyp und die Angabe der Anwendungssoftware, die Angabe des Kartentyps, der Größe und der Funktionsweise sowie zusätzliche Funktionen.
Der zweite Schritt beinhaltet Chipherstellung . Dies beinhaltet die Montage des Siliziumchips auf einem Epoxidglas-Substrat mit vergoldeten Verbindern unter Verwendung eines Chips. Der Siliziumchip wird mit Verbindungsdrähten (Drahtbindungstechnik) oder Flip-Chip-Technologie (mit einem Lot) mit den Steckverbindern verbunden. Das Chip-on-Board-Substrat wird dann mit Epoxidharz versiegelt und auf das Kartensubstrat geklebt. Das Kartensubstrat kann eine Kunststoffkarte auf PVC-Basis oder eine Karte auf Polyesterbasis sein.
Der dritte Schritt beinhaltet Laden des Codes in den Speicher mit speziellen Befehlen.
Der vierte Schritt beinhaltet Laden von Daten in den PROM-Speicher, so dass sich die Daten auf die einzelne Person beziehen.

Vorteile der Smart Card:

Könnte sofort neu konfiguriert werden
Wiederverwendbar
Sichere Transaktionen
Gibt mehr Sicherheit
Robuster und zuverlässiger
Ermöglichen das Speichern zahlreicher Proviant auf einer Karte

5 Bereiche von Smartcard-Anwendungen:

Telekommunikation: Die bekannteste Verwendung von Smartcard-Technologie ist in der Entwicklung von SIM-Karte oder Teilnehmeridentitätsmodul . Eine SIM-Karte bietet jedem Teilnehmer eine eindeutige Identifikation, bietet jedem Teilnehmer Netzwerkzugriff und verwaltet seine Authentifizierung.

Eine SIM-Karte

Inländisch: Die im Inland am häufigsten verwendete Smartcard ist die DTH-Smartcard. Diese Karte bietet autorisierten Zugriff auf die Informationen der Satelliten. Mit einfachen Worten, die Karte, mit der wir auf die Direct-to-Home-TV-Dienste zugreifen können, ist nichts anderes als eine Smartcard. Die Informationen werden auf einer Smartcard verschlüsselt und entschlüsselt.

Ein grundlegendes DTH-System mit der Smart Card

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E-Commerce und Einzelhandel : Mit der Smartcard können Informationen wie die Kontodaten einer Person und die Transaktionsdetails gespeichert und beim Online-Kauf von Waren als Kreditkarte verwendet werden. Einige Einzelhändler können Smartcards auch verwenden, um Punkte für einen bestimmten Kunden zu speichern und wiederholten Kunden die erforderlichen Anreize zu bieten.

Bankanwendung: Die bekannteste Verwendung von Smartcards in Bankanwendungen ist der Ersatz der herkömmlichen Kredit- oder Debitkarte auf Magnetstreifenbasis. Ein Beispiel ist die MasterCard und VISA.

VISA Smart Card

Regierungsanträge: Smartcards werden von der Regierung verwendet, um Personalausweise auszustellen, die alle Details des Einzelnen enthalten. Ein Beispiel ist das kürzlich gestartete Adhar-Kartenprogramm in Indien.

Adhar Kartenmodell

Gesicherter physischer Zugang: Smartcards können von Organisationen oder unterschiedlichen öffentlichen Bereichen verwendet werden, um den Mitarbeitern (Mitgliedern der Organisation) oder anderen Personen autorisierten Zugang zu den gesicherten Bereichen zu gewähren. Die Smartcard enthält im Allgemeinen Identitätsdetails der Person, die gescannt und überprüft werden.

Ein Musterausweis für Organisationen

Eine funktionierende Anwendung eines Smartcard-Systems zur Bereitstellung eines autorisierten Zugriffs auf gesicherte Bereiche

Wie zu sehen ist, ist eine der wichtigsten Anwendungen einer Smartcard das Speichern der Identität einer Person. Wenn die Person versucht, einen gesicherten Bereich zu betreten, werden die Daten auf ihrer Smartcard mit den verfügbaren Daten in der Datenbank überprüft, und wenn sie übereinstimmen, wird der Person der Zugriff gewährt, andernfalls nicht.

Ein Smartcard-System

Das System besteht aus 4 Hauptteilen:

Eine Smartcard, bei der es sich im Allgemeinen um eine Kontaktspeicher-Smartcard handelt, die Informationen über die Person enthält.
Ein Smartcard-Leser, der im Allgemeinen ein Kontakt-Smartcard-Leser ist und zum Lesen von Informationen von der Karte verwendet wird.
Ein Controller, der Daten vom Smartcard-Leser über die RS232-Schnittstelle empfängt.
Eine Last, die in diesem Fall ein Relais ist, zum Antreiben eines Motors verwendet und über den Relaistreiber-IC mit der Steuerung verbunden wird.

Die Funktionsweise des Systems ist wie folgt:

Blockdiagramm mit einem Smartcard-System für den autorisierten Zugriff

Die Person legt ihre Karte in den Kartenleser ein.
Der Kartenleser sendet die Daten über den DB9-Anschluss an den MAX 232 IC.
Der Mikrocontroller empfängt die Daten vom MAX 232 und ist entsprechend programmiert, um die erhaltenen Informationen mit den in der Datenbank gespeicherten Informationen zu vergleichen.
Wenn die Daten übereinstimmen, entwickelt der Mikrocontroller an seinem Ausgangspin, der mit dem Eingangspin des Relaistreibers verbunden ist, eine hohe Logik.
Der Relaistreiber-IC entwickelt dementsprechend eine niedrige Logik an seinem Ausgang und zieht das Relais an.
Der gemeinsame Kontakt des Relais ist jetzt mit dem normalerweise offenen Kontakt verbunden, und der in Reihe mit den Relaiskontakten geschaltete Motor wird so gedreht, dass die Tür geöffnet wird.
Falls die Daten nicht übereinstimmen, ist der Mikrocontroller so programmiert, dass er an seinem Ausgangspin einen niedrigen Logikpegel entwickelt, und das Relais wird dementsprechend nicht erregt, wodurch die Tür geschlossen bleibt.
Die erhaltene Ausgabe wird dementsprechend auf dem LCD angezeigt, das anzeigt, ob die Daten übereinstimmen oder nicht.

Dies ist also eine grundlegende Übersicht über die Smartcards. Weitere Details können gerne hinzugefügt werden.

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