Смарт-карты и ключи

Смарт-карта — это новое понятие для современного человека, но те, кто уже хоть раз пользовался ее услугами, смогли по достоинству оценить её преимущества.

Они представляют собой пластиковые карты стандартного размера со встроенной электронной микросхемой, которая обычно состоит из микропроцессора, операционной системы, контролирующего устройства и кодированного доступ к данным его памяти.

Такие чиповые карты обладают высокой степенью защиты данных, надежностью и широкой сферой применения.

СРАВНИВАЕМ СМАРТ-КАРТЫ И МАГНИТНЫЕ ПЛАСТИКОВЫЕ КАРТЫ

Смарт-карты пришли на смену традиционным магнитным картам, но по сравнению с ними имеют ряд существенных преимуществ.

1. Производство карты осуществляется на профессиональном полиграфическом оборудовании с соблюдением всех мировых стандартов. Это достаточно сложный дорогой процесс и не под силу мелким компаниям.

2. Процесс защиты карты является многоступенчатым. Первая ступень – встроенный уникальный код, который индивидуален для каждой микросхемы. Даже если чиповые карты выпускались корпоративно большой партией, то личный код высылается отдельно каждому пользователю.

3. Вторая ступень защиты устанавливается при выдаче карточки пользователю. В базу данных заносится несколько секретных PIN-кодов, которые известны только владельцу. В случае утраты смарт-карты (потере, краже или порче), владелец должен сообщить об этом в банк, а банковская система заблокирует доступ к любым операциям по этой карте. Попытка применить заблокированную карту не принесет никакого результата.

Для работы со смарт картой не нужен постоянный доступ к центрам авторизации, ее можно осуществлять в режиме off-line. Отсюда значительная экономия средств и времени на доступе к связному оборудованию.

Главное и самое важное преимущество заключается в том, что сфера деятельности, в которой им можно найти применение, очень разнообразна: здравоохранение, транспорт, банковские операции, работа с населением и т. д.

Банковской системе работа на основе технологии смарт-карт гораздо выгоднее, чем потери от мошенничества и расходы на авторизацию связи. И хотя банку «Столичный» внедрение магнитных карт обошлось в 12 млн. долл., есть основания предполагать, что в России сфера использования технологии смарт-карт в банковском деле будет расширяться. В последнее время наметилась тенденция на снижение стоимости самой единицы продукции и себестоимости проектов по их внедрению, поэтому популярность смарт-технологий будет только расти.

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ СМАРТ-КАРТ

В зависимости от встроенной микросхемы все смарт-карты делятся на несколько основных типов, кардинально различающихся по выполняемым функциям: карты памяти, микропроцессорные карты, модели с криптографической логикой или комбинированные карты.

Какой тип карты более всего подходит в качестве платежной? Это зависит от установленного и отлаженного оборудования той банковской системы, с помощью которой вы собираетесь внести платеж. Но в любом случае, смарт-карта является идеальным средством платежа, поскольку она может непосредственно взаимодействовать с персональным «электронным кошельком».

Кошелек сообщает, кокой суммой может воспользоваться клиент для оплаты услуги или покупки, даже в системе off-line. Денежные активы могут легко контролироваться и пополняться как внесением наличных средств на счет, так и банковским кредитованием. Система защиты электронного кошелька также оснащена персональным PIN-кодом, который необходимо набирать для проведении любой операции по карте. Если клиент хранит свой код в безопасности, то использование личной смарт-карты без его разрешения не принесет никакого результата. Однако нужно оговориться, что не всякая смарт-карта может располагать “электронным кошельком”.

В качестве платежной можно использовать карту любого типа, но сфера ее использования может быть весьма ограниченной. А для того чтобы карта стала универсальной, она должна обладать невысокой стоимостью, возможностью осуществлять любые платежи, иметь соответствующий уровень защиты и технологию для обеспечения платежей в режиме off-line.

Таким образом, в зависимости от внутреннего устройства и выполняемых функций смарт-карты можно разделить на три типа:

1. Карты-счетчики

Этот вид смарт-карт применяется для такого типа расчетов, когда требуется вычитание фиксированной суммы за каждую платежную операцию. Подобные карточки еще называются карточками с предварительно оплаченной суммой. Такие карты-счетчики применяются при подписке на платное телевидение, при оплате за проезд, автостоянку и т. п.

Их также можно использовать для оплаты телефонных переговоров в телефонах-автоматах, где карта заменяет монетки или специальные жетоны для таксофонов. Обычно в телефонах-автоматах единица времени разговора имеет минимальную фиксированную цену. В карточке эта минимальная сумма платежа соответствует одному биту памяти карты. В процессе разговора с карточки за каждую единицу времени списывается необходимое количество бит.

Первоначально для этих целей использовались карты с однократно программируемой памятью, то есть одноразового использования. После полного использования отведенной суммы, их приходилось выбрасывать.

Современные чиповые карты такого типа позволяют пополнять или «восстанавливать» содержимое счетчика при помощи определенного кода, разрешающего это действие.

К тому же, современные карты содержат идентификационные данные, которые содержат информацию о владельце и могут изменяться или перезаписываться по желанию клиента. Это возможно за счет оснащения чиповой смарт-карты энергонезависимой перепрограммируемой памятью.

2. Карты с памятью

Так как все смарт-карты оснащены памятью, этот тип карт выделен весьма условно и является промежуточным между картой-счетчиком и микропроцессорными картами. Карты подобного типа, в основном, используются для хранения информации о пользователе.

Существуют два подтипа подобных карт: с незащищенной и с защищенной памятью. Они отличаются друг от друга степенью защищенности от несанкционированного доступа к данным карты. Второй тип в этом отношении обладает более высоким «интеллектом», но не сравнится с микропроцессорами.

Карты с незащищенной памятью называют еще картами с полнодоступной памятью, т. е. вы можете читать и изменять данные без введения специального кода доступа.

Память в таких картах можно программировать, копировать или обновлять при помощи определенных команд.

Карты с незащищенной памятью очень опасно использовать в качестве платежных. В России достаточно людей, способных на нелегальные операции с пластиковыми картами. И хотя такие махинации под силу лишь квалифицированному программисту, процесс повторного использования данных достаточно прост. Нужно приобрести легальную карту, скопировать ее память на диск, а дальше после каждой покупки восстанавливать ее память копированием с диска начальных данных о состоянии счета. Кодирование данных в памяти карты не дает необходимой защиты от мошенничества подобного рода. Иногда такие операции проводятся ради самого процесса, из чисто крэкерских побуждений (от англ. cracker — взломщик системы, компьютерный вандал).

В моделях с защищенной памятью предусмотрен специальный механизм для редактирования и удаления информации. Чтобы получить разрешение на чтение или стирание данных, нужно предъявить карте секретный код (их может быть и несколько) для установления связи с ключом защиты внутри карты (электронный ключ карта). Если код идентифицирован, сама чиповая карта «сообщит» об этом устройству чтения/записи, и вы получите разрешение на проведение платежей. Взлом ключей защиты и копирование данных памяти карты невозможен. Поэтому, карты с защищенной памятью идеально подходят для стандартного набора платежных операций, они обладают необходимой защитой, и при этом недороги. Например, цена карты GPM896 для тиража свыше 5 тыс. экземпляров составляет не более 4 $ за единицу.

Дополнительной защитой такого типа карт является также область (лучше, чтобы их было, по меньшей мере, две), в которую записываются идентификационные данные. Эти данные обычно прожигаются на внутренней стороне, не могут быть впоследствии изменены, что обеспечивает невозможность подлога карты.

Еще одной деталью, касающейся безопасности карты, является разграничение доступа к данным карты и к совершению платежей. В осуществлении безналичных расчетов обычно участвуют три юридически независимых лица: банк, клиент и магазин. Банк зачисляет деньги на карту (кредитует ее), магазин снимает деньги с карты (дебетует ее), и все эти операции должны совершаться в присутствии клиента, с его согласия. Поэтому память карты разбивается на две защищенные разными ключами области — дебетовую и кредитную. Каждый участник платежной операции имеет свой секретный:

PIN-код, который открывает доступ к чтению данных только в своей области.

Ключ к информации, расположенной в кредитной области карты имеется только у банка; ключ к информации в дебетной области — у магазина. Только при предъявлении сразу двух ключей (PIN-кода клиента и ключа банка при кредитовании, PIN-кода клиента и ключа магазина при дебетовании) можно провести необходимую финансовую операцию — внести деньги на счет или списать сумму покупки с карты. Такой вариант защиты предпочтительнее.

Если в платежной операции используется карта с одной защищенной областью памяти, то все участники операции будут работать с одной областью и иметь одинаковые ключи (одинаковый электронный ключ). Это обстоятельство нарушает один из основных принципов защиты информации (в частности, принципы разделения полномочий), потому что магазин имеет возможность кредитовать карту, зная ключ от защищенной зоны, даже если банк дебетовал карту (например, в банкоматах). Такое положение рано или поздно может привести к мошенничеству. Дополнительные криптографические способы защиты информации не спасают ситуацию.

Среди современных карт уже упоминавшаяся карта GPM896 обладает

обладает двумя защищенными областями памяти и удовлетворяет самым высоким стандартам по разграничению доступа к информации. И все это в дополнение к приемлемой цене.

3. Микропроцессорные карты

    Это наиболее современные разработки в области смарт-карт, и их область применения гораздо больше. Они используются для выполнения задач, требующих сложной обработки информации. Микропроцессорная карта содержит микроконтроллер, центральный процессор которого обладает рядом функциональных характеристик:
  • тактовой частотой до 5 МГц;
  • емкостью ОЗУ (операционное запоминающее устройство) до 256 байт;
  • емкостью ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) до 10 Кбайт;
  • емкостью перезаписываемой энергонезависимой памяти до 8 Кбайт.

Микропроцессорная смарт-карта оснащена встроенной операционной системой, выполняющей набор необходимых сервисных операций и оснащенной всеми средствами безопасности.

Вся информация представлена в виде многоуровневой структуры (каталог — группа файлов — файл), разделенной на блоки и разграничивающей доступ к информации.

    Для каждого уровня информации устанавливаются различные режимы доступа:
  • постоянный доступ для чтения/записи без введения специальных кодов;
  • доступ к чтению/ ограничение доступа для записи. Этот режим разрешает свободное чтение информации, но изменение записи допускается только после предъявления специального секретного кода.
  • ограничение полномочий для чтения/ записи. Доступ к редактированию разрешается только после введения секретного кода (или нескольких кодов).
  • чтение/запись недоступны. Этот режим запрещает доступ к информации, и устанавливается для записей, содержащих криптографические ключи.

В карты такого типа встраивается традиционный криптографический алгоритм

DES, обеспечивающий шифрование информации и запрос «цифровой» подписи.

Кроме того, карты могут выполнять различный спектр сервисных функций. Для проведения банковских операций, например, предусмотрены специальные средства ведения электронных платежей с возможностью блокировки работы с карточкой при возникновении угрозы защите информации. Различают два вида блокировки: при введении неверного транспортного кода и при несанкционированном доступе.

В первом случае блокировка необходима для защиты от нелегального использования карточек, которые были украдены во время транспортировки карточки от производителя к потребителю. Карта активизируется только при предъявлении верного «транспортного» кода.

При несанкционированном доступе карта вообще перестает быть работоспособной, если при попытке доступа к информации в течение несколько раз был предъявлен неверный код доступа. Впоследствии карта либо может быть вновь активирована при введении специального команд, либо становится непригодной для дальнейшего использования.

Чиповые смарт-карты прочно укрепили свое применение во всем мире. В каждой стране есть свои лидеры среди производителей пластиковых карт, наиболее известные из них: Data Card (США), во Франции Bull и Schiumberger, Toshiba в Японии. Общепризнанным лидером в области производства разработки и производства смарт-карт является французская фирма GemPlus. Она имеет филиалы во многих странах мира: США, Германии, Испании, Великобритании, Сингапуре, Японии, Италии и др. В России официальным дистрибьютором фирмы GemPlus Card International является АО «СканТек».

Компания GemPlus разработала несколько видов смарт-карт (как специализированных, так и универсальных), отличающихся объемом памяти и степенью защиты, предназначенных для ведения банковских операций, финансирования счетов в качестве пластиковых денег. Например, карта GPM896 предназначена для проведения платежей с небольшими суммами, а микропроцессорная карта PCOS обеспечивает высокую степень безопасности данных и подходит для ведения крупных счетов.