ปกติเราใช้ทุกวัน บัตรเครดิตหรือบัตรเดบิต รวมถึงซิมการ์ด สำหรับอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อ อย่างไรก็ตาม การ์ดแถบแม่เหล็กหรือชิปเหล่านี้ค่อนข้างจะไม่ทราบเกี่ยวกับวิธีการทำงาน เราจะแนะนำหัวข้อนี้เพื่อให้คุณได้เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการ์ดเหล่านี้
นอกจากนี้ คุณจะได้เรียนรู้ว่าคุณสามารถใช้การ์ดเหล่านี้สำหรับโปรเจ็กต์ของคุณได้ เช่น โปรเจ็กต์ IoT เครื่องอ่านการ์ดที่มี Arduino และอื่นๆ อีกมากมาย...
บัตรแถบแม่เหล็กทำงานอย่างไร (บัตรเครดิต/เดบิต และอื่นๆ)
ยังคงมีอยู่ บัตรแถบแม่เหล็กแต่กลับกลายเป็นซากของอดีตอย่างช้าๆ ไม่ว่าจะอย่างไร มันก็ไม่มีอะไรมากไปกว่าบัตรพลาสติกหรือกระดาษ ขนาดประมาณฝ่ามือของคุณ โดยมีแถบสีเข้มที่ด้านหลัง ส่วนที่มืดนั้นคือแถบแม่เหล็ก ซึ่งข้อมูลของคุณ เช่น ชื่อ หมายเลขบัญชี และวันหมดอายุ จะถูกเก็บไว้ โดยฝังอยู่ในอนุภาคเหล็กเล็กๆ ภายในแถบโดยใช้แม่เหล็ก นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมพวกมันถึงบอบบางมากและคุณไม่สามารถทิ้งพวกมันไว้ใกล้แหล่งกำเนิดแม่เหล็กไฟฟ้าแรงสูง หรือคุณไม่สามารถสร้างความเสียหายให้กับชิ้นส่วนนั้นด้วยรอยขีดข่วน การสึกหรอ ฯลฯ เนื่องจากข้อมูลจะสูญหายและพวกมันจะหยุดทำงาน...
เมื่อคุณรูดบัตรผ่านเครื่องอ่าน (เช่น ที่เครื่องบันทึกเงินสดของร้านค้า) เครื่องอ่านจะ "ถอดรหัส" ข้อมูลบนแถบดังกล่าว ทำให้คุณสามารถเข้าถึงหรือประมวลผลการชำระเงินของคุณได้ ที่ วงดนตรีมีสามแทร็ก (แทร็ก 1, แทร็ก 2 และแทร็ก 3) แต่ละอันมีข้อมูลที่แตกต่างกัน โดยแต่ละอันมีรูปแบบข้อมูลและความจุในการจัดเก็บข้อมูลของตัวเอง หัวอ่านตรวจพบการเปลี่ยนแปลงในสนามแม่เหล็กของแถบนี้และแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สามารถประมวลผลได้
ปัจจุบันมีหลายอย่าง ผู้ผลิตการ์ดประเภทนี้บริษัทที่จัดหาบริษัทต่างๆ เช่น American Express, VISA, MasterCard เป็นต้น เช่นบริษัท Zebra Technologies, Evolis, Matica Technologies, Nisca และ Datacard เป็นต้น
ประวัติศาสตร์
แนวคิดของการจัดเก็บข้อมูลแม่เหล็กโดยใช้แถบเคลือบนั้นให้เครดิตกับวิศวกรชาวเยอรมันในช่วงทศวรรษปี ค.ศ. 1920 อย่างไรก็ตาม การ์ดแถบแม่เหล็กเองก็มาถึงในช่วงทศวรรษปี 1960 ด้วย วิศวกรชาวอเมริกันที่ IBM เครดิตสำหรับการประดิษฐ์ของเขา นั่นคือ เขาได้รวมแนวคิดเยอรมันเข้ากับบัตรพลาสติก เล่าว่าปลายเหล็กของภรรยาแก้ปัญหาการติดแถบแม่เหล็กเข้ากับการ์ดได้ เชื่อกันว่า American Express จะเป็นเจ้าแรกที่แนะนำบัตรเครดิตแถบแม่เหล็กในปี 1970
แม้จะเผชิญกับความท้าทายในช่วงแรก แต่เขาก็สามารถพัฒนาวิธีการติดแถบแม่เหล็กเข้ากับการ์ดอย่างปลอดภัยโดยใช้ความร้อน ผลงานบุกเบิกของ IBM นี้วางรากฐานสำหรับการสร้างบัตรแถบแม่เหล็กที่เรารู้จักในปัจจุบัน เริ่มต้นในปี 1969 มีความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่สำคัญซึ่งทำให้เทคโนโลยีดังกล่าวได้รับมาตรฐานและนำไปใช้ในวงกว้าง
ไปยัง มั่นใจในการทำงานร่วมกันและความปลอดภัย ของบัตรแถบแม่เหล็กได้กำหนดมาตรฐานสากลต่างๆ มาตรฐานเหล่านี้ เช่น ISO/IEC 7810, 7811, 7812, 7813, 8583 และ 4909 กำหนดคุณลักษณะทางกายภาพของการ์ด รวมถึงขนาด ความยืดหยุ่น ตำแหน่งแถบแม่เหล็ก คุณลักษณะแม่เหล็ก และรูปแบบข้อมูล นอกจากนี้ มาตรฐานยังระบุคุณลักษณะของบัตรทางการเงิน เช่น การกำหนดช่วงหมายเลขบัตรให้กับสถาบันผู้ออกบัตรต่างๆ
ช่องโหว่
น่าเสียดายที่มีแถบแม่เหล็กอยู่ เสี่ยงต่อการฉ้อโกง- อุปกรณ์ที่เรียกว่า "สกิมเมอร์" สามารถวางไว้ที่ตู้เอทีเอ็มหรือปั๊มแก๊ส โดยอ่านข้อมูลบัตรของคุณอย่างเงียบๆ เพื่อให้อาชญากรสามารถสร้างบัตรปลอมได้ การหลอกลวงนี้ทำให้เกิดความสูญเสียทางการเงินอย่างมาก ดังที่คุณทราบจากกรณีของคุณเองหรือที่คุณได้เรียนรู้จากข่าว
แม้ว่าบัตรแถบแม่เหล็กจะมีอายุการใช้งานนานกว่าสองสามปี วันของคุณถูกนับไว้แล้ว- บริษัทบัตรเครดิตรายใหญ่กำลังเลิกใช้เทคโนโลยีชิปที่ปลอดภัยยิ่งขึ้น ตัวอย่างเช่น ภายในปี 2029 Mastercard จะหยุดการออกบัตรแถบแม่เหล็กใหม่ (ยกเว้นบัตรเติมเงินในบางภูมิภาค) และผู้ให้บริการรายอื่นก็ทำเช่นเดียวกัน
ชิปเหล่านี้มักเรียกว่า ชิปอีเอ็มวี (ตั้งชื่อตามบริษัทที่พัฒนาเทคโนโลยี) จัดเก็บข้อมูลแบบเดียวกับแถบแม่เหล็กแต่ให้ความปลอดภัยที่ดีกว่าอย่างเห็นได้ชัด คิดว่าเป็นการอัพเกรดจากระบบล็อคธรรมดาไปเป็นระบบรักษาความปลอดภัยที่ใช้เทคโนโลยีขั้นสูง โดยไม่เสี่ยงต่อสิ่งที่เรียกว่า skimming
แม้ว่าชิป EMV จะกลายเป็นมาตรฐานในหลายประเทศ แต่การเปลี่ยนแปลงก็ช้าลงในบางแห่ง โดยเฉพาะในสหรัฐอเมริกา สาเหตุหลักมาจากค่าใช้จ่ายในการอัปเกรดเครื่องอ่านการ์ด อย่างไรก็ตาม เมื่อประโยชน์ของ EMV มีความชัดเจนมากขึ้น การเปลี่ยนแปลงก็กำลังเร่งตัวเร็วขึ้น
วิธีการทำงานของบัตรแบบชิป (ซิมการ์ด บัตรเครดิต/เดบิต)
ในส่วนนี้ เราต้องแยกความแตกต่างระหว่างชิปของซิมการ์ดและของบัตรธนาคาร เนื่องจากมีความแตกต่างกันเล็กน้อย:
ชิปซิม
Una ซิมการ์ด ย่อมาจาก Subscriber Identity Module (Subscriber Identity Module) คือชิปขนาดเล็กที่ฝังอยู่ในบัตรพลาสติกขนาดเล็ก เป็นหัวใจสำคัญของเครือข่าย GSM (Global System for Mobile Communications) และทำหน้าที่เป็นผู้เล่นหลักในการเชื่อมต่อผู้ใช้กับเครือข่ายมือถือ
ขอบคุณการ์ดเหล่านี้ที่คุณสามารถทำได้ ระบุและตรวจสอบผู้ใช้ภายในเครือข่ายมือถือ ของผู้ให้บริการการสื่อสาร นอกเหนือจากการให้บริการการเชื่อมต่อ การจัดเก็บข้อมูล เช่น รายชื่อติดต่อ รวมถึงข้อมูลอื่นๆ และสำหรับฟังก์ชันอื่นๆ ด้วย ซิมการ์ดยังจัดเก็บข้อมูล เช่น หมายเลขประจำตัวสมาชิก (IMSI) และข้อมูลส่วนบุคคลอื่น ๆ ของผู้ใช้ เมื่อใส่ซิมการ์ดลงในอุปกรณ์เคลื่อนที่ จะส่ง IMSI ไปยังสถานีฐานเพื่อตรวจสอบ สถานีฐานใช้คีย์การรับรองความถูกต้องเพื่อตรวจสอบข้อมูลประจำตัวของผู้ใช้และสร้างการเชื่อมต่อที่ปลอดภัย
ดังที่คุณทราบแล้วว่าซิมการ์ดมีหลายประเภทหรือหลายรูปแบบขึ้นอยู่กับขนาด เช่น ซิมทั่วไปซึ่งมีขนาดใหญ่ที่สุด, MiniSIM, MicroSIM และ NanoSIM ซึ่งแต่ละอันจะเล็กกว่าซิมก่อนหน้าและปรากฏเป็นมือถือ อุปกรณ์กำลังก้าวหน้า นอกจากนี้การ์ดที่ฝังอยู่ในขณะนี้ก็ปรากฏขึ้นซึ่งบัดกรีเข้ากับอุปกรณ์นั้นเองหรือที่เรียกว่า eSIM หรือซิมแบบฝัง
ไม่ว่าจะเป็นประเภทไหนก็ทำงานเหมือนกันหมด เก็บข้อมูล สำคัญในชิปที่ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าเมื่อมองการ์ด แต่พบอยู่ใต้หน้าสัมผัสสีทองซึ่งสามารถมองเห็นได้จากภายนอก หน้าสัมผัสเหล่านี้เชื่อมโยงทางไฟฟ้ากับอินพุตและเอาท์พุตของชิปที่ฝังอยู่ เพื่อให้หน้าสัมผัสของเครื่องอ่านบัตรสามารถสัมผัสกับแทร็กสีทองเหล่านี้และเข้าถึงชิปได้
ชิปเหล่านี้ผลิตขึ้นครั้งแรกในทศวรรษ 60 โดยมีสมาร์ทการ์ดตัวแรกที่ใช้ชิป MOS ขนาดเล็กด้วย ความทรงจำเช่น EEPROM เพื่อเก็บข้อมูลบางอย่าง อย่างไรก็ตาม ซิมการ์ดอย่างที่เราทราบกันดีว่าเป็นข้อกำหนด ETSI ที่เรียกว่า TS 11.11 ซึ่งเปิดตัวในภายหลังและผลิตโดยโรงงานหลายแห่ง เช่น SecureID Limited, Japan Aviation Electronics Industry, Cardzgroup Limited, EDCH , Ingo Stores, Workz, MelitaIO ฯลฯ
ปัจจุบันมีชิปประเภทนี้นับพันล้านชิ้นที่หมุนเวียนอยู่ทั่วโลกในอุปกรณ์มือถือทุกประเภท และยังมีส่วนอื่นๆ ที่ต้องการการเชื่อมต่อข้อมูล เช่น IoT
หากเราลงรายละเอียดทางเทคนิคเพิ่มเติมเราจะพบว่าซิมการ์ดใช้ ชิปที่ทำงานที่ 5v, 3v และ 1.8v ในกรณีหลังนี้ขึ้นอยู่กับประเภทของบัตร ชิปมีขนาดเพียงไม่กี่มิลลิเมตร บนแท็บเล็ตซิลิคอนขนาดเล็ก 4x4 มม. และมีหน้าสัมผัสสีทอง
ในทางกลับกัน ความจุของการ์ดเหล่านี้มักจะไม่สูงเกินไป จาก 8 KB ของอันแรก ไปจนถึงบางอันปัจจุบันที่ 256 KBแต่ทั้งหมดสามารถจัดเก็บรายชื่อผู้ติดต่อจากสมุดโทรศัพท์ของเราได้สูงสุด 250 ราย และหน่วยความจำที่เหลือสงวนไว้สำหรับข้อมูลอื่นๆ: ICCID, IIN, MIM, ตรวจสอบหลัก (ใช้สำหรับอัลกอริธึม Luhn), Ki (หรือคีย์การรับรองความถูกต้อง) ของ 128 บิต ฯลฯ
ด้วยสิ่งนี้คุณสามารถทำได้ กระบวนการรับรองความถูกต้อง:
- เมื่อเปิดอุปกรณ์ที่ใส่ซิมการ์ด อุปกรณ์จะได้รับ IMSI และส่งไปยังผู้ให้บริการโทรศัพท์มือถือเพื่อขอการเข้าถึงและการตรวจสอบสิทธิ์ อุปกรณ์มือถืออาจต้องป้อน PIN ลงในซิมการ์ดก่อนที่จะเปิดเผยข้อมูลนี้
- เครือข่ายของผู้ให้บริการค้นหาฐานข้อมูลสำหรับ IMSI ขาเข้าและ Ki ที่เกี่ยวข้องเพื่อระบุว่าเป็นผู้ใช้ที่สมัครรับบริการเครือข่ายหรือไม่
- เซิร์ฟเวอร์ของผู้ให้บริการสร้างตัวเลขสุ่ม (RAND) และลงนามด้วย Ki ที่เกี่ยวข้องกับ IMSI โดยคำนวณตัวเลขอื่นที่แบ่งออกเป็น Signed Response 1 (SRES_1, 32 บิต) และคีย์การเข้ารหัส Kc (64 บิต) โดยใช้การเข้ารหัส อัลกอริทึม
- จากนั้นโอเปอเรเตอร์จะส่ง RAND ไปยังอุปกรณ์มือถือ จากนั้นมันจะถูกเขียนลงในซิม จากนั้นจะมีการลงนามด้วย Ki ของ SIM ซึ่งจะสร้าง Signed Response 2 (SRES_2) และ Kc ไปยังอุปกรณ์ที่ใส่ซิมการ์ด และอุปกรณ์จะส่ง SRES_2 ไปยังเครือข่ายของผู้ให้บริการตามลำดับ
- ขณะนี้ SRES_1 ที่คำนวณได้จะถูกเปรียบเทียบกับ SRES_2 ที่คำนวณได้ซึ่งอุปกรณ์เคลื่อนที่ส่งคืน หากตรงกัน จะได้รับสิทธิ์เข้าถึงบริการเครือข่าย ทั้งหมดนี้ทำได้ภายในไม่กี่วินาที...
ชิปอีเอ็มวี
EMV เป็นมาตรฐานทางเทคนิคสำหรับบัตรชำระเงินอัจฉริยะและเครื่องชำระเงิน และตู้เอทีเอ็มที่สามารถรับได้ EMV ย่อมาจาก “Europay, Mastercard และ Visa” ซึ่งเป็นบริษัททั้งสามที่สร้างมาตรฐานนี้ แม้ว่ามันอาจจะดูเป็นเทคโนโลยีที่แตกต่างจากชิปซิมการ์ดมาก แต่ความจริงก็คือมันค่อนข้างคล้ายกันเลยผมจึงจัดกลุ่มไว้ในส่วนเดียวกันนี้ ในความเป็นจริงแม้เพียงแวบแรกพวกเขาก็ดูคล้ายกันมาก
บัตร EMV เป็นบัตรสมาร์ทการ์ดที่ จัดเก็บข้อมูลบนชิปหน่วยความจำในตัวเช่นเดียวกับในกรณีของซิม อย่างไรก็ตาม เมื่อเปรียบเทียบกับบัตรแถบแม่เหล็กแล้ว การรักษาความปลอดภัยได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้น ด้วยอัลกอริธึมการเข้ารหัสขั้นสูงใหม่เพื่อปกป้องข้อมูลและป้องกันการโคลนนิ่ง ทำให้บัตรเหล่านี้คงกระพันต่อการสกิมมิงแบบคลาสสิก แม้ว่าบัตรเหล่านั้นจะไม่ปราศจากช่องโหว่ แต่อย่างน้อย การรับรองความถูกต้องแบบหลายปัจจัยก็ให้มากกว่า ความปลอดภัยในการทำธุรกรรม
PIN ที่เราทุกคนใช้กับการ์ดของเราจะถูกจัดเก็บไว้ในชิปภายใต้การเข้ารหัสโดยใช้อัลกอริธึมที่ปลอดภัย เช่น สาม DES, RSA และ SHA- นอกจากนี้ ผู้ให้บริการบัตรเครดิต/เดบิตบางรายยังจัดเตรียมโซลูชันการรักษาความปลอดภัยของตนเอง เช่น Verified by Visa, Mastercard SecureCode, Strong Customer Authentication เป็นต้น โดยอิงตามซอฟต์แวร์เมื่อผู้อ่านอ่านชิปเหล่านี้
ว่า กระบวนการ ในการ์ดประเภทนี้มีดังต่อไปนี้:
- การเลือกแอปพลิเคชัน
- เริ่มขั้นตอนการสมัคร
- การอ่านข้อมูลแอปพลิเคชัน
- ข้อจำกัดในการประมวลผล
- การตรวจสอบข้อมูลออฟไลน์
- ใบรับรอง.
- การตรวจสอบผู้ถือบัตรหรือเครื่องอ่านบัตร
- การจัดการความเสี่ยงเทอร์มินัลและดำเนินการหากจำเป็น
- การวิเคราะห์การกระทำของการ์ด
- การทำธุรกรรมที่ได้รับอนุญาตออนไลน์...
ชิป EMV ซึ่งมีเวอร์ชันแรกของมาตรฐานเผยแพร่ในปี 1995 มีการแก้ไขใหม่หลายครั้งโดยมีความเข้ากันได้สองระดับ: ระดับ 1 สำหรับความเข้ากันได้ของอินเทอร์เฟซทางกายภาพ ไฟฟ้า และการขนส่ง; ระดับ 2 สำหรับการสมัครประมวลผลการชำระเงินและธุรกรรมทางการเงิน
การ์ดไร้สัมผัส RFID ทำงานอย่างไร (MIFARE และ NFC,...)
ไพ่ MIFARE, NFC และ RFID เป็นเทคโนโลยีที่ช่วยให้สามารถระบุตัวตนและแลกเปลี่ยนข้อมูลแบบไร้สายในระยะทางสั้นๆ โดยไม่ต้องมีการติดต่อเหมือนในกรณีก่อนหน้านี้ แม้ว่าพวกมันมักจะใช้แทนกันได้ แต่แต่ละตัวก็มีลักษณะเฉพาะของตัวเอง
- RFID (การระบุความถี่วิทยุ): เป็นเทคโนโลยีที่ใช้คลื่นวิทยุเพื่อระบุวัตถุโดยเฉพาะ แท็ก RFID ประกอบด้วยชิปฝังตัวและเสาอากาศ เมื่อเครื่องอ่าน RFID ใกล้เข้ามา แท็กจะส่งตัวระบุเฉพาะไปยังเครื่องอ่าน ระบบนี้ใช้ในแอพพลิเคชั่นที่หลากหลาย ตั้งแต่การควบคุมการเข้าถึงไปจนถึงการจัดการสินค้าคงคลัง
- MIFARE: เป็นข้อกำหนด RFID ที่พัฒนาโดย NXP Semiconductors ใช้ความถี่ 13.56 MHz และมีระดับความปลอดภัยและความจุในการจัดเก็บข้อมูลที่แตกต่างกัน บัตร MIFARE มักใช้ในระบบควบคุมการเข้าออก การขนส่งสาธารณะ การชำระเงินแบบไร้สัมผัส และแอปพลิเคชันอื่นๆ ที่ต้องมีการระบุตัวตนที่ปลอดภัย
- NFC (การสื่อสารระยะใกล้): การสื่อสารระยะสั้นที่ช่วยให้สามารถเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้ NFC เป็นส่วนย่อยของ RFID ที่ทำงานที่ความถี่เดียวกัน (13.56 MHz) และใช้มาตรฐานเปิด สมาร์ทโฟน บัตรเครดิตแบบไร้สัมผัส และอุปกรณ์อื่นๆ สามารถใช้ NFC เพื่อชำระเงิน แบ่งปันข้อมูล และเชื่อมต่อกับอุปกรณ์อื่นๆ ได้
การ์ดเหล่านี้ทำงานผ่านก ชิปที่มีข้อมูลที่เก็บไว้ซึ่งเครื่องอ่านแบบไร้สัมผัสสามารถอ่านได้ในระยะห่างที่กำหนด โดยปกติคุณจะต้องส่งการ์ดที่อยู่ใกล้ๆ เท่านั้น และไม่ผ่านหรือเสียบเข้าไปในช่องเหมือนในกรณีของเทคโนโลยีก่อนหน้านี้
เพื่อให้ทำงานได้ พวกเขามีชิปขนาดเล็กที่ทำหน้าที่เป็นสมองและจัดเก็บข้อมูลที่คุณต้องการส่ง พวกเขาสามารถจัดเก็บข้อมูลได้ในปริมาณที่จำกัดมากเท่านั้น ในทางกลับกัน เสริมด้วยเสาอากาศ (ขดลวดนำไฟฟ้าชนิดหนึ่ง บางครั้งยืดหยุ่นได้) ซึ่งเป็นส่วนที่ช่วยให้สามารถสื่อสารระหว่างการ์ดและเครื่องอ่าน และใช้สำหรับคลื่นที่ปล่อยออกมาพร้อมกับข้อมูล ด้วยเหตุนี้เองที่พวกเขาจึงไม่ปลอดภัย เนื่องจากผู้อ่านที่อยู่ใกล้ๆ กล่าวว่าข้อมูลอาจถูกดักจับได้...
โมดูลบอร์ดสำหรับ Arduino
สุดท้ายนี้คุณควรรู้ว่า มีโมดูลสำหรับ Arduino ที่คุณสามารถใช้เพื่อเริ่มการทดลองกับการ์ดเหล่านี้ และเรียนรู้หรือใช้ประโยชน์จากวิธีการทำงานของการ์ดเหล่านี้สำหรับโปรเจ็กต์ของคุณ คุณสามารถสร้างตัวระบุสำหรับการเข้าถึงด้วยระบบล็อคอิเล็กทรอนิกส์ที่คุณสร้างขึ้น รวมถึงระบบการตรวจจับ การตรวจสอบย้อนกลับ การตอกบัตร ฯลฯ หากคุณสนใจคุณสามารถดูอุปกรณ์ที่เราแนะนำเหล่านี้ได้:
ฉันหวังว่าฉันช่วยคุณ!