IŠMONINGŲJŲ KORTELIŲ (SMART CARD) TECHNOLOGIJOS

Untitled

Turinys

Įvadas

Besiformuojantis informacinis amžius iš esmės keičia verslo aplinką, nes jam būdinga vis stiprėjanti konkurencija, rinkų globalizacija, vartotojų lūkesčių augimas bei sparti informacinių technologijų pažanga ir jos sąlygoti pokyčiai versle. Pripažįstama, kad abipusiškai naudingų santykių su vartotojais sukūrimas bei palaikymas turėtų tapti prioritetiniu įmonės tikslu. Sėkmingą veiklą rinkoje užtikrina ne tik kokybiškos prekės ir vartotojų aptarnavimas, bet ir naujų konkuravimo metodų taikymas. Veikiant naujoms informacinėms technologijoms, virtualumas bei sisteminiai tinklai tapo modernios ekonomikos skiriamaisiais požymiais. Informacinės technologijos pakeitė marketingo teorijos sudedamuosius elementus. Daugelis teoretikų bei praktikų, apibūdindami interaktyvumą, pabrėžia neišvengiamą jo įtaką naujų marketingo paradigmos krypčių atsiradimui.

IT integruojantis į komunikacijos ir ryšių sritį, jų svarba verslui tampa akivaizdi. Naujų marketingo priemonių teikiamos galimybės sąlygojo ir naujų marketingo paradigmos krypčių atsiradimą. Interaktyvaus marketingo koncepcijos esmė – naujos komunikacinės technologijos, įgalinančios versle išvengti ilgų tarpinių grandinių ir sąlygojančios nutolimo nuo vartotojų veiksnį.

Neabejotiną vaidmenį versle vaidina ir vienas iš informacinio amžiaus simbolių – tai išmoningosios kortelės. Žvilgtelėkime į savo piniginę: banko kortelė, studento ir vairuotojo pažymėjimai, prekybos centro nuolaidų kortelė, kelios lojalumo programų kortelės, identifikacinis nacionalinės Martyno Mažvydo bibliotekos skaitytojo pažymėjimas… Šiame darbe panagrinėsime, kaip veikia išmoningosios kortelės ir kas lėmė tokio plataus masto išmoningųjų kortelių populiarumą.

Išmoningosios kortelės sandara ir veikimo principas

Išmoningąja kortele įprasta vadinti plastikinę, dažniausiai 85,60×53,98 mm dydžio kortelę su mikroprocesoriumi, dar vadinamu lustu. Ją nesunku atpažinti pagal kiek daugiau nei kvadratinio centimetro ploto auksinių kontaktų plokštelės, suskirstytas keletą segmentų, su kurių pagalba suderinamas įrenginys pasiekia kortelės atminties modulyje esančią informaciją. Šios kortelės paprastai skirstomos į tik skaityti skirtas atminties korteles ir mikroprocesorines – turinčias tiek skaitomą, tiek ir rašomą atmintį bei mikroprocesoriaus komponentus.

Sandara

Išmoningosios kortelės turi iki 8 kilobaitų darbinės atminties (random access memory – RAM), 346 kilobaitus tik skaitomos atminties (read-only memory – ROM), 256 kilobaitus programuojamos tik skaityti skirtos atminties bei 16 bitų mikroprocesorių. Mikroprocesorius turi ribotą instrukcijų rinkinį, į kurį dažniausiai įeina duomenų šifravimas(kriptografija) (žr. Lentelė 2. Kai kurios Schlumberger Reflex 60 instrukcijos ir jų reikšmės).

Lentelė 1. Pastangų suvienodinti standartus rezultatai

Apžiūrėję banko kortelę ant jos aptiksite ne tik mikroprocesoriaus kontaktinę plokštelę, bet veikiausiai kitos kortelės pusės viršuje rasite juodą juostą. Tai – magnetinė laikmena, iki šiol naudojama banko kortelėse siekiant suderinamumo su senesniais nuskaitymo aparatais bei itin dažnai aptinkama kitose, kiek mažiau saugumo reikalaujančiose, dažniausiai netiesioginių finansinių paslaugų kortelėse. Tik magnetinę juostą turinčias korteles netikslinga laikyti išmoningomis, nes jos neturi mikroprocesoriaus. Kitaip sakant, magnetinė juosta tėra informacijos saugojimo įrenginys, savarankiškai neatliekantis jokių kitų operacijų, kitaip nei mikroprocesorius, su kuriuo komunikuoja kortelių apdorojimo įranga. Būtent mikroprocesorius lemia duomenų skaitymą ar rašymą į kortelės atmintį. Tai iš esmės ir yra funkcija, dėl kurios šios kortelės vadinamos išmoningomis. Tačiau banko kortelėje galima aptikti ir magnetinę juostą.

Išmoningosios kortelės struktūra gerokai sudėtingesnė nei tik magnetinę juostą turinčių kortelių. Fizinę išmoningosios kortelės struktūrą apibrėžia tarptautinės standartų organizacijos (ISO) dokumentai 7810, 7816/1 ir 7816/2 (žr Lentelė 1. Pastangų suvienodinti standartus rezultatai). Kortelę sudaro trys komponentai: 85,60×53,98 mm dydžio ir 0,8 mm storio plastikinė kortelė ir į ją įspaustos spausdintinė schema (angl. printed circuit) ir integrinė grandinė (angl. integrated circuit chip).

Spausdintinę schemą apibrėžia ISO 7816/3 standartas, kuriame nurodomi penki sujungimo taškai duomenų perdavimui ir energijai tiekti. Ji hermetiškoje aplinkoje užspaudžiama virš mikroprocesoriaus, su kuriuo yra jungiama laidžia medžiaga, specialiai tam skirtoje kortelės įduboje. Spausdintinė schema apsaugo mikroprocesorių nuo mechaninių pažeidimų bei pašalinių elektromagnetinių krūvių. Lustinių kortelių apdorojimo įrenginys su mikroprocesoriumi komunikuoja per auksinius kontaktus, dengiančius spausdintinę schemą.

Išmoningosios kortelės galimybės priklauso nuo integrinės schemos, kurią sudaro mikroprocesorius, tik skaitoma atmintis (angl. read-only memory – ROM), nestatiška operatyvioji atmintis (angl. random-access memory – RAM) ir elektriškai keičiama bei programuojama tik skaitymui skirta atmintis (angl. electrically erasable programmable read-only memory – LEPROM), kurioje duomenys išlieka atjungus stovės šaltinį. Šiuo metu mikroprocesoriai gaminami iš silicio, kuris nėra lankstus, todėl lengvai lūžtantis. Siekiant išvengti jo pažeidimų, kuomet kortelė sulenkiama, mikroprocesorius būna itin mažų matmenų – paprastai kelių kvadratinių milimetrų.

Fizinė sąsaja tarp integrinės schemos ir kortelių apdorojimo įrenginio (angl. card acceptor device – CAD) riboja duomenų perdavimą iki 9600 bitų per sekundę. Komunikacijos kanalas yra dvikryptė nuosekli linija, apibrėžta ISO 7816/3 standartu. Bet kokių duomenų perdavimą kontroliuoja integrinėje schemoje esantis mikroprocesorius: komandos kortelei, įvedami duomenys – viskas siunčiama per procesorių, kuris atsako būsenos frazėmis ir pagal komandas išveda reikalingus duomenis (žr. Lentelė 2. Kai kurios Schlumberger Reflex 60 instrukcijos ir jų reikšmės). Informacija siunčiama pusiau duplekso būdu, t. y. vienu metu tik viena kryptimi. Toks komunikavimo taisyklių rinkinys, paprasčiau vadinamas protokolu, kartu su duomenų perdavimo spartos apribojimu yra viena iš priemonių išvengti didelio kiekio bandymų „nulaužti“ kortelę, t.y. pakeisti arba išgauti joje esančią informaciją.

Veikimo principas

Loginė prieiga ir failų išrinkimo mechanizmas aktyvuojamas iškart kortelei pradėjus tiekti energiją. Automatiškai išrenkamas pradinis failas (MF), išrinkimo funkcija leidžia judėti hierarchijos medžiu ir pasiekti kitus failus. Galimas judėjimas žemyn, kai išrenkamas elementarusis arba dedikuotasis failas, arba kylantis aukštyn, kuomet išrenkamas pagrindinis failas arba dedikuotasis failas. Judėjimas horizontaliai (tame pačiame hierarchijos lygyje) atliekamas nuo elementariojo failo pereinant prie kito elementariojo failo.

Lentelė 2. Kai kurios Schlumberger Reflex 60 instrukcijos ir jų reikšmės

(Grįžti atgal į „Sandara“)

Sėkmingai išrinkus reikiamą failą, perskaitoma jo antraštė, kurioje saugomas identifikacinis numeris, aprašas, tipas, dydis ir kita informacija apie failą. Taip pat antraštėje saugoma labai svarbios prieigos sąlygos ir dabartinė būsena. Ar priėjimas prie failo bus užtikrintas priklauso nuo to, ar išpildytos priėjimo sąlygos, kurios dažniausiai remiasi PIN kodo įvedimu. Jos gali būti penkių lygių:

tekstas;

visuomet (žymima ALW) – failą galima pasiekti be jokių papildomų apribojimų;

kortelės savininko patikrinimas 1 (žymima CHV1) – prieiga užtikrinama, jei patikrintas savininkas;

kortelės savininko patikrinimas 2 (žymima CHV2) – prieiga užtikrinama, kai įvykdomas papildomas savininko atpažinimas (nepriklausomas nuo pirmojo patikrinimo);

administravimui (žymima ADM) – priklausomai nuo iš anksto nustatytų administracinių institucijų, leidimas atlikti tam tikrus veiksmus;

niekada (žymima NEV) – draudžiama prieiga prie failo.

Šie būsenos lygiai nėra hierarchiniai, t. y. jei išpildytos kortelės savininko patikrinimo antrosios fazės sąlygos, dar nereiškia, kad išpildytomis laikomos ir pirmosios. Kitaip sakant, lygiai yra vienas nuo kito nepriklausomi.

PIN kodai, kurie dažniausiai „įdarbinami“ prieigos būsenai nustatyti, saugomi atskiruose elementariuose failuose. Priklausomai nuo bendrųjų prieigos taisyklių, gali būti draudžiama PIN kodą keisti, taip pat gali būti nustatomas reikalavimas keičiant kodą būtinai įvesti senąjį. Daugumoje išmoningųjų kortelių operacinių sistemų tam tikrą kartų skaičių neteisingai įvedus PIN kodą, jis blokuojamas. Daugumoje Lietuvoje naudojamų banko kortelių ar mobiliojo ryšio SIM (angl. subscriber`s identity module) kortelių PIN kodas blokuojamas po trečio klaidingo įvedimo. Tokiu atveju visi failai, reikalaujantys PIN kodo prieigos taisyklėse, blokuojami. PIN kodą dažniausiai galima atblokuoti specialiu kodu – mobiliojo ryšio kortelėse jis vadinamas PUK . Svarbu paminėti, kad tam tikrą skaičių kartų šį kodą įvedus neteisingai, kortelėje aktyvuojamas neatstatomas blokavimas. Minėtose mobiliojo ryšio SIM kortelėse tai atsitinka po nesėkmingo dešimtojo bandymo. Daugumoje sistemų tokiu atveju aktyvuojamas visiškas kortelės blokavimas. Tokiai schemai realizuoti kortelėje saugomi likusių bandymų kodui įvesti skaičiai. PIN kodo būsenos gali būti trys:

kodas įvestas sėkmingai – kiekvieną kartą teisingai įvedus PIN kodą, likusių bandymų įvesti kodą skaičiui priskiriama maksimali reikšmė (minėtose SIM kortelėse tai būtų 3);

kodas neįvestas arba įvestas neteisingai – tokiu atveju likusių bandymų skaičius sumažinamas vienetu, o prieiga prie failų, reikalaujančių kodo, blokuojama. Jei skaičius pasiekia nulį, kodas blokuojamas;

kodas blokuotas – šiuo atveju blokuojama ne tik prieiga prie PIN kodo reikalaujančių failų, bet ir bandymai įvesti kodą. Jeigu šiuo atveju teisingai įvedamas PIN atblokavimo kodas, pastarasis atstatomas, o likusių bandymų skaičiui nustatoma maksimali reikšmė. Tačiau neteisingai įvedus atblokavimo kodą bus vienetu sumažintas atitinkamas likusių bandymų skaičius, kuriam pasiekus nulį, abu kodai bus užblokuoti be galimybės juos atstatyti.

Apibendrinant failų ir prieigos struktūrą išmoningosiose kortelėse reikia paminėti, kad prieigos sąlygos gali būti taikomos tiek individualiems failams, tiek jų grupėms, apsaugant vieną dedikuotąjį failą,kuriam jie priklauso. Neatstatomas blokavimas suteikia maksimalią apsaugą kortelėms, nes nepalieka galimybės kodus nustatyti perrinkimo (bruteforce) būdu. Trumpai tariant, išmoningosios kortelės failų struktūra primena „MS-DOS“ ar „Unix“ sutinkamas struktūras, tačiau turi daugiau saugos savybių šių operacinių sistemų kontroliuojami failai. Failo statusas, žymintis leisti ar drausti prieigą prie informacijos, yra viena iš daugelio loginės failų prieigos išmoningosiose kortelėse saugumo priemonių. (Išsamiau apie saugumą skaitykite kitame skyriuje.)

Išmoningųjų kortelių saugumas

Išmoningosios kortelės saugumas iš esmės priklauso nuo trijų pagrindinių dalykų: joje naudojamos operacinės sistemos, programinės ir techninės įrangos.

Nuo fizinio poveikio išmoningąją kortelę saugo standartizuoti lankstumo, storio ir dydžio parametrai. Tačiau jie tuo pačiu ir riboja galimybes, nes dėl nedidelių mikroprocesoriaus matmenų sudėtinga į jį integruoti didelius kiekius instrukcijų. Dėl šios priežasties visose sistemose, kuriose naudojamos išmoningosios kortelės, reikalingi išoriniai prietaisai, tiekiantys energiją, datos ir laiko informaciją, kurių pagalba vartotojas gali įvesti reikalaujamus duomenis (slaptažodį ar kt.), ekrane pamatyti kortelės sąlygotą pranešimą ar operacijos rezultatą. Papildomų prietaisų panaudojimas teoriškai silpnina išmoningųjų kortelių saugumą – kaip pavyzdį galima paminėti bankomatus. Piktadariai kur kas dažniau taikiniu pasirenka apdorojimo įrenginį, o ne pačios kortelės mikroprocesorių.

Kai paslaugos tiekėjas išduoda kortelę galutiniam vartotojui, kortelės apsaugą kontroliuoja jos vidinė operacinė sistema. Fizinė prieiga prie duomenų uždrausta, todėl juos pasiekti galima tik per loginę struktūrą, kuri, teoriniu požiūriu, panaši į hierarchinę prieigą kietajame diske. Panašiai kaip ir „MS-DOS“ operacinėje sistemoje, išmoningoje kortelėje yra vienas pagrindinis failas (angl. master file – MF), kurį galima prilyginti šakniniam katalogui. Jame gali būti patalpinti keli failai, vadinami elementariaisiais (elementary file – EF) bei dedikuoti (angl. dedicated file – DF), kurie kietajame diske atitiktų katalogus, nes juose atitinkamai gali būti patalpinti kiti elementarieji ir dedikuotieji failai. Pagrindinis dedikuotųjų failų skirtumas nuo katalogų „MS-DOS“ sistemoje yra tai, kad dedikuotuose failuose gali būti talpinami duomenys, kai katalogas pats savaime netalpina duomenų, o yra tiesiog hierarchijos sudarymo vienetas (Išsamiau apie kortelės veikimo principą skaitykite skyriuje „Veikimo principas“).

Išmoningosiose kortelėse pagrindinis failas (MF) sudarytas iš antraštės (angl. header) ir kūno (angl. body), kurį sudaro vaikinių (žemesniame hierarchijos lygyje esančių) elementariųjų ir dedikuotų failų antraštės.

Dedikuotas failas (DF) susideda iš funkciškai sugrupuotų jį sudarančių vaikinių pagal hierarchiją failų. Tuo tarpu elementarųjį failą sudaro tik jo paties antraštė ir kūne saugomi duomenys. Kaip kortelėje pasiekiami failai priklauso nuo kortelės operacinės sistemos. Kai kuriose duomenys atrenkami pagal atstumą nuo pradžios (angl. offset) ir ilgį, kitose pagal fiksuoto ar kintamo ilgio įrašus. Pastarasis būdas naudojamas mobiliojo GSM (angl. Global System for Mobile) ryšio sistemos kortelėse. Nesvarbu koks skaitymo būdas naudojamas, failas iš pradžių turi būti išrinktas. Kompiuteryje išrinkimą atitiktų failo atvėrimo operacija.

Išmoningoji kortelė šifruojama, o kai kuriose yra blokavimo funkcija, kuri neleidžia pakartotinai įeiti su neteisingu PIN kodu.

Visos minėtos saugos priemonės daro išmoningąją kortelę labai saugia atlaikyti galimas piktadarių atakas. Todėl jų taikinyje dažniausiai atsiduria ne pačios kortelės, o jų apdorojimo įrenginiai, pvz., bankomatai. Siekdami išgauti kortelės duomenis sukčiai įtvirtina papildomus nuskaitymo įrenginius, PIN kodo įvedimą fiksuoja itin mažų matmenų kamera ar bando brautis į duomenų perdavimo liniją. Šiaip ar taip, tai dar nereiškia, kad išmoningųjų kortelių naudojimas įvairiose sistemose nėra patikimas ir saugus. Dažniausiai įveikti modernią apsaugos sistemą reikia arba milžiniškų išlaidų, arba šimtmečių galingiausia kompiuterine technika dešifruoti transakcijos informaciją.

Nors įstatymų nepaisantys IT aistruoliai žengia koja kojon su sistemų gamintojais, aptikta spraga ar perrinkimo būdu nustatytas šifravimo raktas po kelių dienų ar valandų jau gali būti nereikšmingas. Apibendrinant galima teigti, kad išmoningoji kortelė yra saugus prietaisas svarbiai informacijai, tokiai kaip privatūs šifrai (dar vadinami raktais), sąskaitų numeriai, asmens biometriniai ar kiti duomenys, saugoti. Išmoningoje kortelėje taip pat tikslinga kaupti duomenis nesant tinklo ryšio (angl. off-line) arba jis nėra būtinas. Prie tokių uždavinių galima priskirti šifravimą viešuoju ar privačiu raktu, pvz., apsaugant kietojo disko duomenis.

Šiaip ar taip, sistemas, naudojančias išmoningąsias korteles, galima laikyti vienomis saugiausių. Matyt dėlto Lietuvoje viename banko skyriuje darbuotojai prie kompiuterių jungiasi ne įvesdami slaptažodį, o į specialų klaviatūros lizdą įstatydami kortelę su mikroprocesoriumi.

Išmoningųjų kortelių naudojimas praktikoje

Informacijos apie išmoningųjų kortelių naudojimą įvairiose srityse procentais Lietuvoje nepavyko rasti. Skyriaus gale pateiktame paveiksle (žr. Paveikslas 3. Išmoningųjų kortelių naudojimas Europoje) atvaizduotas išmoningųjų kortelių panaudojimas Europoje.

Verslas

Bankininkystė

Versle įprasta mikroprocesorines arba magnetines korteles naudoti darbuotojų identifikavimui bei klientų aptarnavimo sistemose. 2005 metais Europos centriniam bankui buvo pasiūlyta didesnės vertės eurų banknotuose „įsiūti” miniatiūrinius lustus, kuriuos maitins miniatiūrinė antena. Informacija būtų nuskaitoma ir banknotas identifikuojamas įrenginiu per atstumą. Ši priemonė smarkiaiapsunkintų pinigų padirbinėjimą, padėtų teisėsaugos institucijoms atskleisti didelių sumų migravimą žemyne, pagauti kyšininkus su įkalčiais ir pan.

Nuo 2006 metų Lietuvos bankams tenka atsakomybė, jeigu kuriame nors terminale klientas negali atlikti sandorių lustine „Visa” kortele ir dėl to turi nuostolių. Anksčiau lustines korteles Lietuvoje platino „Snoro” bankas, tačiau jos neatitiko to standarto, kurį naudojo „Eurocard”, „Mastercard” bei „Visa” asociacijos.

Kitos verslo sferos

Neįmanoma nepaminėti ypatingai plačiai naudojamų įvairių nuolaidų ir lojalumo programų kortelių, kurias nuskaičius gaunama informacija apie tai, kiek dažnai ir kaip daug perka klientas ir automatiškai jam galima pritaikyti atitinkamą nulaidą ir paskatinti daugiau pirkti ir gauti didesnį pelną.

Transportas

2005 metais buvo testuojama šiuolaikiška apmokėjimo už naudojimąsi miesto transporto sistema – e-bilietas. Bekontaktės elektroninės kortelės luste užkoduota informacija apie savininką, bilieto tipą. Mokėjimui užtenka kortelę pridėti prie skaitytuvo. Buvo planuojama, kad 2007 metais sistema pradės veikti Vilniuje, Kaune ir Klaipėdoje. Iš tikrųjų naudotis elektroniniu bilietu žymiai paprasčiau.

Kitos gyvenimo sferos

Vokietijoje yra per 80 mln. išmoningųjų kortelių, saugančių pacientų medicininius duomenis. Taip pat pastaruoju metu lustų naudojimas išsiplėtė. Gyvūnams (katėms, šunims) po oda implantuojamos mikroschemos su duomenimis apie šeimininką, persirgtas ligas, skiepijimą ir kita informacija. Radijo bangomis nuskaitoma informacija padeda nustatyti pasimetusio ar kitus užpuolusio gyvūno šeimininką.

Studentopažymėjimas su magnetine juosta studentą pasiekia be įrašytų duomenų, tačiau Vilniaus universiteto Kauno humanitariniame fakultete elektroninius pažymėjimo privalumus galima išnaudoti. Šioje mokymo įstaigoje į studento pažymėjimo magnetinę juostą įrašomi duomenys, leidžiantys studentui greitai identifikuotis moderniuose daugiafunkciniuose spausdintuvuose ir naudotis kopijavimo, skenavimo bei spausdinimo paslaugomis. Spausdinimo paslaugų sprendimas Kauno humanitariniame fakultete gerokai palengvina studentų kasdieninius darbus ir leidžia sutaupyti ne tik laiką, bet ir lėšas.

Ir dar yra begalė sričių, kuriose naudojamos arba laipsniškai diegiamas išmoningųjų kortelių pritaikymas (žr. Paveikslas 1. Labai netolimos ateities technologijų vizija – išmoningosios kortelės kontroliuojama spyna)

Paveikslas 3. Išmoningųjų kortelių naudojimas Europoje

Dalykinė rodyklė

blokavimas, 7, 8

Dedikuotas failas, 9

magnetinė laikmena, 4

mikroprocesorius, 4

MS-DOS, 8, 9

nestatiška operatyvioji atmintis, 5

piktadariai, 10

pradinis failas, 6

programuojama tik skaitymui skirta atmintis, 5

saugumas, 9

tik skaitoma atmintis, 5

Literatūra

Virvilaitė R.; Belousova R. 2005. Origin and Definition of Interactive Marketing. Engineering Economics. No 1 (41).

Repečka G. Kai piniginės nebeteks prasmės: išmoningosios kortelės. „Naujoji komunikacija”, 2008-09-12

Smart Card Technology and Security [online]. 1998. Viewed on 13 October 2008: Available from internet: <http://people.cs.uchicago.edu/~dinoj/smartcard/security.html>

Smartcard technology reaps security benefits [online]. 2008. Viewed on 13 October 2008. Available from internet: <http://www.computerweekly.com/Articles/2008/03/17/229882/smartcard-technology-reaps-security-benefits.htm>

Rogerson S. 1998. Smart Card Technology. IMIS Journal Volume 8 No 1.

What is a smart card? [online]. 1999. Viewed on 14 October 2008. Available from internet: <http://computer.howstuffworks.com/question332.htm>

Angl. smart card arba integrated circuit card – ICC. – Aut.past.

Angl. chip. – Aut.past.

PIN – (angl. personal identification number) privatus identifikavimo numeris – Aut.past.

PUK – (angl. Personal Unblocking Key) privatus blokavimo panaikinimo kodas – Aut.past.

VGTU kol kas neteko girdėti apie panašią sistemą, nors jos privalumai akivaizdūs – Aut.past.

1

Paveikslas 1.Labai netolimos ateities technologijų vizija – išmoningosios kortelės kontroliuojama spyna

Paveikslas 2. Plačiai įvairiose verslo srityse naudojamos išmoningosios kortelės