Smartcard

Smartcards, auch als Integrated Circuit Card (ICC) oder Mikroprozessorkarten bezeichnet, sind kontaktbehaftete Plastikkarten mit eigenem Prozessor und Magnetstreifen in der Größe von 85,6 x 53,58 x 0,76 mm, also in der standardisierten Größe von ID1-Karten.

Aufbau von Smartcards

Smartcards haben einen eigenen Prozessor mit Random Access Memory (RAM), Read Only Memory (ROM) und Electrically Erasable PROM (EEPROM), der von außen mit einem Taktsignal versorgt wird. Das ROM beherbergt das Chipkarten-Betriebssystem wie CardOS, TCOS, MultiFunctionCard (MFC) oder andere. Das EEPROM ist der löschbare Festspeicher, auf dem die Anwendungsdaten und die Verschlüsselungs-Algorithmen gespeichert werden. Die im Speicher der Smartcards gespeicherten Daten können über entsprechende Lesegeräte ausgelesen und an andere Kommunikationseinrichtungen übertragen werden. Die Smartcard-Kommunikation erfolgt dabei meistens über Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART), der aber durch die USB-Schnittstelle ersetzt wird. Als Übertragungsprotokoll dient das ATR-Protokoll (Answer to Reset).

Eine Smartcard stellt eigene Dienste zur Verfügung, von der Datenspeicherung bis zur Verschlüsselung. Die Spezifikation der Smartcard sind in dem Standard ISO 7816 festgeschrieben. Die Smartcard-Kommunikation mit dem Smartcard-Lesegerät erfolgt über goldbeschichtete Kontaktfelder. Für die Datenübertragung zwischen Chipkarte und Terminal gibt es entsprechende Übertragungsprotokolle, wie das byteorientierte Halbduplex-Protokoll T=0 und das blockorientierte T=1-Protokoll.

Die vergoldeten Kontaktfelder der Smartcard

Der Aufbau der Smartcard nach ISO 7816

Der Aufbau der Smartcard nach ISO 7816

Smartcards haben acht Kontaktfelder, die mit C1 bis C8 bezeichnet sind. Über diese Kontaktfelder werden die Versorgungsspannung, Masse, das Taktsignal und der Reset geführt. Des Weiteren gibt es ein Kontaktfeld für die Datenübertragung und die Programmierspannung. Dadurch können Angriffe verhindert werden, bei denen der Schreibvorgang durch eine Änderung der Programmierspannung manipuliert wird. Zwei Kontaktfelder sind für zukünftige Anwendungen frei.

Kontaktbelegung einer Smartcard

Kontaktbelegung einer Smartcard

Die Versorgungsspannung wird über das Kontaktfeld C1 (Vcc) zugeführt. Sie ist in Klassen eingeteilt. Früher lag die Versorgungsspannung bei 5 V, was der Class A entsprach; sie wurde bei Class B auf 3 V und bei Class C auf 1,8 V gesenkt. Eine weitere Senkung auf 1,2 V ist in Vorbereitung. Die maximale Stromstärke beträgt 10 mA. Über das Kontaktfeld C2 wird das Reset-Signal, mit dem der Mikroprozessor zurückgesetzt wird, zugeführt. Über das Kontaktfeld C3 erfolgt die Taktversorgung. Der Takt muss von außen zugeführt werden, da die Mikroprozessoren der Smartcards keinen eigenen Takt generieren. Die Taktfrequenzen liegen bei 3,57 MHz und 4,91 MHz. Smartcards mit eigener Takterzeugung arbeiten mit Taktfrequenzen von bis zu 15 MHz.

Die Kontaktfelder C4 und C8 sind für zukünftige Anwendungen vorgesehen, Reserved for Future Use (RFU). C5 ist der Massekontakt, der nach dem Standard ISO 7816-3 vor der Versorgungsspannung angeliegen muss. Die Programmierspannung wurde früher an die Kontaktfläche C6 zugeführt. Um Manipulationen zu verhindern wird die Programmierspannung durch Spannungsvervielfachung aus der Versorgungsspannung gewonnen. Der Kontakt wird also nicht mehr benutzt. Was die Datenübertragung betrifft, so erfolgt diese über das Kontaktfeld C7. Die Asynchron-Übertragung findet im Halbduplex mit einer Datenrate von 9.600 Baud oder mit einem festen Teilerverhältnis des Systemtaktes statt.

Einsatzgebiete von Smartcards

Standard-Smartcard

Standard-Smartcard

Smartcards werden vornehmlich in den Bereichen E-Business, E-Commerce und E-Pament eingesetzt. Darüber hinaus können sie Funktionen der Authentifizierung und der Autorisierung erfüllen und damit den Zugang zu Automaten, Rechnern und Kommunikationseinrichtungen schaffen, so beispielsweise als Identifizierungskarte im Internet. Sie können als RSA-Karte für die Erstellung digitaler Unterschriften oder als SIM-Karte für GSM-Handys eingesetzt werden.

Der Begriff Smartcard ist ein eingetragenes Warenzeichen der kanadischen Firma Groupmark.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Smartcard
Englisch: smartcard
Veröffentlicht: 31.05.2015
Wörter: 567
Tags: #Speicherkarten
Links: ATR (answer to reset), Authentifizierung, Autorisierung, Baud, C2
1