Бесконтактные смарт-карты: технологии, применение и развитие

Введение

Разрешение бесконтактных платежей в кредитных и дебетовых картах, а также смарт-карты, использующие радио для передачи данных.

Бесконтактная смарт-карта – это бесконтактный носитель идентификационной информации, имеющий размеры, соответствующие кредитной карте. Встроенные интегральные схемы могут хранить (и иногда обрабатывать) данные и взаимодействовать с терминалом посредством NFC. Широко используются в качестве проездных билетов, банковских карт и паспортов. Существует две основные категории бесконтактных смарт-карт. Карты памяти содержат энергонезависимые компоненты хранения данных и, возможно, некоторую специализированную логику безопасности. Бесконтактные смарт-карты содержат RFID-метку, предназначенную только для чтения, называемую CSN (серийный номер карты) или UID, и перезаписываемый микрочип смарт-карты, который может быть запрограммирован посредством радиоволн.

Преимущества

Бесконтактные смарт-карты могут использоваться для идентификации, аутентификации и хранения данных. Они также предоставляют возможность проведения деловых операций гибким, безопасным и стандартизированным способом с минимальным участием человека.

История

Бесконтактные смарт-карты впервые были использованы для электронной продажи билетов в 1995 году в Сеуле, Южная Корея. С тех пор смарт-карты с бесконтактными интерфейсами становятся все более популярными для платежей и систем оплаты проезда, в частности, в общественном транспорте. Во всем мире бесконтактный сбор платы за проезд внедряется для повышения эффективности общественного транспорта. Разрабатываемые стандарты носят локальный характер и несовместимы друг с другом, хотя карта MIFARE Classic от Philips занимает значительную долю рынка в Соединенных Штатах и Европе. В последнее время Visa и MasterCard согласовали стандарты для общих платежей "открытого цикла" в своих сетях, и миллионы карт уже введены в обращение в США, Европе и по всему миру. Смарт-карты внедряются в системы личной идентификации и подтверждения прав на региональном, национальном и международном уровнях. Карты граждан, водительские удостоверения и карты пациентов становятся все более распространенными. В Малайзии обязательная национальная система идентификации MyKad включает 8 различных приложений и охватывает 18 миллионов пользователей. Бесконтактные смарт-карты интегрируются в биометрические паспорта ИКАО для повышения безопасности международных поездок. С началом пандемии COVID-19 спрос на и использование бесконтактных кредитных и дебетовых карт возросло, хотя монеты и банкноты в целом безопасны, и эта технология, следовательно, не снизит распространение вируса.

Читатели

Бесконтактные считыватели смарт-карт используют радиоволны для связи со смарт-картой, а также для чтения и записи данных на неё. При использовании для электронных платежей они обычно располагаются рядом с ПИН-падами, кассовыми аппаратами и другими устройствами для оплаты. В системах общественного транспорта считыватели обычно устанавливаются на валидаторах, билетных автоматах, турникетах и платформах станций как самостоятельные устройства. Для систем безопасности считыватели обычно располагаются сбоку от входной двери.

Технология

Бесконтактная смарт-карта – это карта, в которой чип взаимодействует с картридером посредством индукционной технологии, аналогичной технологии RFID (со скоростью передачи данных от 106 до 848 кбит/с). Для завершения транзакции таким картам требуется лишь близкое расположение к антенне. Они часто используются там, где транзакции должны обрабатываться быстро или без непосредственного контакта, например, в системах общественного транспорта, где смарт-карту можно использовать, даже не извлекая ее из кошелька. Стандарт для бесконтактной связи смарт-карт – ISO/IEC 14443. Он определяет два типа бесконтактных карт ("A" и "B") и обеспечивает связь на расстоянии до нескольких сантиметров. Рассматривались предложения по типам ISO/IEC 14443 C, D, E, F и G, но они были отклонены Международной организацией по стандартизации. Альтернативным стандартом для бесконтактных смарт-карт является ISO/IEC 15693, который обеспечивает связь на расстоянии до нескольких метров. Примерами широко используемых бесконтактных смарт-карт являются Upass в Сеуле (1996), карта Touch 'n Go в Малайзии (1997), карта Octopus в Гонконге, карта общественного транспорта в Шанхае (1999), карта Navigo в Париже, карта Suica Japan Rail (2001), карта EZ Link в Сингапуре, EasyCard в Тайване, карта Clipper в районе залива Сан-Франциско (2002), карта Oyster в Лондоне, карта муниципального управления и транспорта в Пекине (2003), карта T money в Южной Корее, карта Presto в Южном Онтарио, карта More в Индии, карта Rav Kav в Израиле (2008), карта Myki в Мельбурне и карта Opal в Сиднее, которые были разработаны до стандарта ISO/IEC 14443. В следующих таблицах перечислены смарт-карты, используемые для общественного транспорта и других приложений электронных кошельков. Связанной бесконтактной технологией является RFID (радиочастотная идентификация). В некоторых случаях она может использоваться для приложений, аналогичных бесконтактным смарт-картам, например, для автоматизированного сбора платы за проезд. Устройства RFID обычно не содержат перезаписываемой памяти или возможностей обработки микроконтроллером, в отличие от бесконтактных смарт-карт. Существуют карты с двойным интерфейсом, которые реализуют как бесконтактный, так и контактный интерфейсы на одной карте, используя общую память и процессор. Примером является многофункциональная транспортная карта Porto под названием Andante, использующая чип в контактном и бесконтактном режимах (ISO/IEC 14443 типа B). Как и смарт-карты с контактами, бесконтактные карты не имеют батареи. Вместо этого они используют встроенный индуктор, основанный на принципе резонансной индуктивной связи, для захвата части падающего электромагнитного сигнала, его выпрямления и использования для питания электроники карты.

A contactless smart card is a card in which the chip communicates with the card reader through an induction technology similar to that of an RFID (at data rates of 106 to 848 kbit/s). These cards require only close proximity to an antenna to complete a transaction. They are often used when transactions must be processed quickly or hands free, such as on mass transit systems, where a smart card can be used without even removing it from a wallet. The standard for contactless smart card communications is ISO/IEC 14443. It defines two types of contactless cards ("A" and "B") and allows for communications at distances up to There had been proposals for ISO/IEC 14443 types C, D, E, F and G that have been rejected by the International Organization for Standardization. An alternative standard for contactless smart cards is ISO/IEC 15693, which allows communications at distances up to
Examples of widely used contactless smart cards are Seoul's Upass (1996), Malaysia Touch 'n Go card (1997), Hong Kong's Octopus card, Shanghai's Public Transportation Card (1999), Paris's Navigo card, Japan Rail's Suica Card (2001), Singapore's EZ Link, Taiwan's EasyCard, San Francisco Bay Area's Clipper Card (2002), London's Oyster card, Beijing's Municipal Administration and Communications Card (2003), South Korea's T money, Southern Ontario's Presto card, India's More Card, Israel's Rav Kav Card (2008), Melbourne's Myki card and Sydney's Opal card which predate the ISO/IEC 14443 standard. The following tables list smart cards used for public transportation and other electronic purse applications. A related contactless technology is RFID (radio frequency identification). In certain cases, it can be used for applications similar to those of contactless smart cards, such as for electronic toll collection. RFID devices usually do not include writeable memory or microcontroller processing capability as contactless smart cards often do. There are dual interface cards that implement contactless and contact interfaces on a single card with some shared storage and processing. An example is Porto's multi application transport card, called Andante, that uses a chip in contact and contactless (ISO/IEC 14443 type B) mode. Like smart cards with contacts, contactless cards do not have a battery. Instead, they use a built in inductor, using the principle of resonant inductive coupling, to capture some of the incident electromagnetic signal, rectify it, and use it to power the card's electronics.

Транспортировка

С момента запуска транспортной карты Сеула многие города перешли к внедрению бесконтактных смарт-карт в качестве носителя оплаты проезда в автоматизированной системе сбора платы. Во многих случаях эти карты также содержат электронный кошелек и могут использоваться для оплаты небольших сумм.

Идентификация

Одно из стремительно развивающихся направлений применения – цифровые удостоверения личности. В этом контексте карты используются для аутентификации личности. Наиболее распространенный пример – использование в сочетании с инфраструктурой открытых ключей (PKI). На смарт-карте хранится зашифрованный цифровой сертификат, выданный PKI, а также любая другая релевантная или необходимая информация о владельце карты. Примеры включают в себя Карту общего доступа Министерства обороны США (DoD CAC) и использование различных смарт-карт многими правительствами в качестве удостоверений личности для своих граждан. В сочетании с биометрией смарт-карты могут обеспечивать двух- или трехфакторную аутентификацию. Однако смарт-карты не всегда повышают уровень конфиденциальности, поскольку пользователь постоянно носит с собой информацию, которая потенциально может быть использована против него. Использование бесконтактных смарт-карт, которые можно считывать, не извлекая их из кошелька или даже из одежды, позволяет повысить ценность аутентификации для владельца карты.

Другое

Правительство Малайзии использует технологию смарт-карт в удостоверениях личности, которые носят все граждане Малайзии и иностранные резиденты. Личную информацию, хранящуюся в смарт-карте (которая называется MyKad), можно считать с помощью специальных команд APDU.

Безопасность

Умные карты рекламируются как подходящие для задач личной идентификации, поскольку они разработаны с защитой от несанкционированного доступа. Встроенный чип умной карты обычно реализует некоторый криптографический алгоритм. Однако существует несколько методов восстановления части внутреннего состояния этого алгоритма.

Физическая разборка

Умные карты могут быть физически разобраны с использованием кислоты, абразивных материалов или иных методов для получения прямого и неограниченного доступа к встроенному микропроцессору. Хотя подобные методы, очевидно, сопряжены с достаточно высоким риском необратимого повреждения чипа, они позволяют получить более детальную информацию (например, фотомикроскопические изображения аппаратного обеспечения шифрования).

Подслушивание связи NFC

Требуется небольшое расстояние (≈10 см или 4 дюйма) для подачи питания. Однако радиочастотный сигнал можно перехватить на расстоянии нескольких метров после включения.

Опасения

Уровень отказов Пластиковая карта, в которую встроен чип, достаточно гибкая, и чем больше размер чипа, тем выше вероятность его повреждения. Смарт-карты часто носят в кошельках или карманах – довольно жесткие условия для чипа. Однако для крупных банковских систем затраты на управление отказами могут быть более чем компенсированы снижением уровня мошенничества. Для предотвращения поломки смарт-карты можно использовать защитный корпус. Конфиденциальность Использование смарт-карты в общественном транспорте создает риск для конфиденциальности, поскольку такая система позволяет оператору транспорта, банкам и властям отслеживать перемещения людей. То же самое можно сказать и об отслеживании розничных платежей банками. Эта информация использовалась в расследовании взрыва в Майрманни. Кража и мошенничество Бесконтактная технология не обязательно исключает использование PIN-кода для аутентификации пользователя, но для операций небольшой стоимости (покупка банковской кредитной или дебетовой карты, оплата проезда в общественном транспорте) PIN-код обычно не требуется. Это может повысить риск кражи таких карт или их мошеннического использования нашедшим чужую потерянную карту. Использование за рубежом Внутренние сети данных быстро передают информацию между терминалами и центральными банковскими системами, что позволяет контролировать и управлять лимитами бесконтактных платежей. Это может быть невозможно при использовании карт за границей. Обнаружение нескольких карт Если в непосредственной близости находятся две или более бесконтактных карт, системе может быть сложно определить, какую карту следует использовать. Считыватель карт может списать средства с неправильной карты или отклонить обе. Обычно это проблема только в том случае, когда поставщик услуг использует платежную карту для обеспечения доступа, например, кошелек, содержащий карту доступа на парковку, входную карту в подъезд и различные бесконтактные платежные карты, как правило, можно использовать при въезде на парковку, поскольку система въезда на парковку может распознать свою карту в кошельке и открыть шлагбаум. Однако в магазине при оплате рекомендуется вынимать из кошелька отдельную бесконтактную карту. Это, по крайней мере, дает держателю карты возможность указать, какую карту он хочет использовать для оплаты. Суть в том, чтобы карта идентифицировала подписку или платеж по конкретной транзакции.

Failure rate The plastic card in which the chip is embedded is fairly flexible, and the larger the chip, the higher the probability of breaking. Smart cards are often carried in wallets or pockets — a fairly harsh environment for a chip. However, for large banking systems, the failure management cost can be more than offset by the fraud reduction. A card enclosure may be used as an alternative to help prevent the smart card from failing. Privacy Using a smart card for mass transit presents a risk for privacy, because such a system enables the mass transit operator, the banks, and the authorities, to track the movement of individuals. The same argument can be made for banks tracking retail payments. Such information was used in the investigation of the Myyrmanni bombing. Theft and fraud Contactless technology does not necessarily prevent use of a PIN for authentication of the user, but it is common for low value transactions (bank credit or debit card purchase, or public transport fare payment) not to require a PIN. This may make such cards more likely to be stolen, or used fraudulently by the finder of someone else's lost card. Use abroad Inland data networks quickly convey information between terminals and central banking systems, such that contactless payment limits may be monitored and managed. This may not be possible with use of such cards when abroad. Multiple cards detection When two or more contactless cards are in close proximity the system may have difficulty determining which card is intended to be used. The card reader may charge the incorrect card or reject both. This is generally only an issue where a service provider uses a payment card to facilitate access eg a wallet containing a parking lot access card, an apartment building entry card and various contactless payment cards can usually be used on entry to a car park or whatever the car park entry system can detect its own card in the wallet and open the barrier. In a retail shop, however, it is advisable to remove the individual contactless card from the wallet when making a payment. At the very least this gives the cardholder the opportunity to communicate which card they intend to be used to make payment. It is an issue of the card identifying a subscription v payment by transaction.