چکیده:
با افزایش تقاضا برای استفاده از کارتهای اعتباری تحولات ساختاری بسیاری در سخت افزار ونرم افزار کارت ها پدید اورده است مبحث امنیت وسرعت انتقال داده و توان مصرفی وهزینه تمام شده هر تراشه به عنوان یکی از فاکتورهای مهم در توسعه استفاده از آن می
باشد. دراین پایان نامه در جهت طراحی وتحلیل هر یک از اجزاکارت موارد زیر بررسی شده است.
در فصل اول ساختار کلی کارت و استانداردها وپروتکل های ارتباطی مورد بررسی قرار گرفته وطی جداولی هریک ازمحصولات ارائه شده را مقایسه نموده ایم.
درفصل دوم ساختار فیزیکی و نحوه انتقال دیتا از تر مینال به کار ت بررسی شده است.
در فصل سوم انواع حافظه ها مطرح گردیده وبا توجه به اینکه حدود 40% از توان مصرفی مر بوط به حافظه ها می باشد راه های بهبود توان در سلول حافظه مورد بررسی قرار گرفته است.
در فصل چهارم یک پردازنده 16 بیتی با مجموعه دستور العملهای کاهش یافته طراحی شده و در جهت کاهش مصرف توان وافزایش سرعت از پردازنده ها ی خطوط لوله استفاده گردیده است.
از آنجایکه کارتهای اعتباری دارای 8 اتصال اسیب پذیربامحیط خارجی می باشند در فصل پنجم اتصال I/O مورد بررسی قرار گرفته است . و اثر ESD که خود به عنوان یک حمله فیزیکی مطرح می باشد شبیه سازی ومورد نقد قرار گرفته است همچنین نقش مدارات سوپر بافر در طراحی اتصال I/O بررسی شده است.
در فصل ششم اثر ESD مورد شبیه سازی قرا رگرفته و وجود مدارا ت محافظ متفاوت بوسیله نرم افزار H-Spice شبیه سازی وبعد مقایسه شده اند.
در مرحله دوم مثال ارائه شده از فصل پنجم در زمینه افزایش قدرت درایو اتصال I/O و بالارفتن سرعت انتقال دیتا وکاهش تاخیر شبیه سازی صورت گرفته و در انتها layout اتصال I/O وسوپربافربوسیله نرم افزار L-Edit طراحی شده است.
در فصل هفتم کارتهای غیر تماسی و قسمت مدار RF آنها بررسی شده اند در این بخش مدولاسیون و اثر نویز سفید و نویز فاز بر روی این کارتها مورد نقد و بررسی قرار گرفته اند و یک شبیه سازی بوسیله نرم افزار MATLAB بر روی انواع مدولاسیونها صورت گرفته و نتایج خطای انجام گرفته در انتقال دیتا (BER) در هر نوع از مدولاسیون های دیجیتال با هم مقایسه شده اند.
مقدمه
تاریخچه استفاده از کارت های پلاستیکی برای شناسایی افراد به حدود سال 1950 بر می گردد. کلوپ اشرافی داینرز در آمریکا یکی از اولین جاهایی بود که این کارت ها را به اعضایش ارائه نمود در آن زمان از بدنه پلاستیکی کارت بسادگی برای نوشتن نام و مشخصات دارنده کارت بصورت حروف برجسته استفاده می شد و کارت نقشی شبیه به کارت های اعتباری امروزی ایفا می نمود.
پیشرفت در زمینه استفاده از کارت ه ا, با ایجاد نوار مغناطیسی بر روی کارت که توسط ماشین مخصوص قابل خواندن و نوشتن بود , سرعت گرفت و وارد مرحله جدیدی شد که دراین کارت های مغناطیسی علاوه بر روشهای برجسته کاری حروف بر روی بدنه پلاستیکی کارت , اطلاعات اضافی تا حدود 1000 بیت بر روی نوار مغناطیسی قابل ذخیره سازی می باشد. به علت خودکار شدن نسبی فرآیند بررسی اعتبار کارت توسط ماشین و به دلیل امکان ارتباط لحظه ای با سیستم مرکزی, امنیت این نوع کارت ها نسبت به کارت های حروف برجسته بیشتر اس ت . کارت های مغناطیسی بخصوص در صنعت بانکداری و امور مالی – اعتباری بیشترین محبوبیت را کسب نمودند . با وجود این محبوبیت , سطح امنیتی ارائه شده توسط کارتهای مغناطیسی پائین بوده و تقلب در این سیستم ها ضررهای
زیادی را متوجه سازمان های ار ائه دهندة کارت ها نموده است . این امر بخاطر آنست که با داشتن یک ماشین استاندارد خواندن و نوشتن نوار مغناطیسی , محتوای اطلاعات ثبت شده در این نوع کارت ها ب ه راحتی قابل دستکاری و جعل می باش ند. تلاش هایی برای امن کردن کارت های مغناطیسی از طرف سازندگان صورت گرفته است.
بعنوان مثال در چک کارت های آلمانی یک ک د نامرئی و غیرقابل تغییر در بخشی از بدنة کارت قرار داده می شود که این کد توسط ترمینال خوانده شده و با اطلاعات نوار مغناطیسی مقایسه می شود بدین ترتیب تغییر ات محتوی نوار مغناطیسی قابل کشف می
شود. با وجود این اولا هزینه دستگاه های مخصوص بکار رفته در ترمینال در این نوع سیستم بالا است, ثانیاً امنیت حاصله از این روش چندان محبوبیت پیدا نکرده است.
وجود مشکلات کارت های مغناطیسی از یک طرف و پیشرفت تکنولوژی نیمه هادی ها از دیگر سو موجب گردید تا تحقیقات بر روی امکان استفاده از تراشه های نیمه هادی در کارت ها شروع گردد.
در سال 1968 , دو محقق آلمانی ایده کارت دارای مدار مجتمع را معرفی نمودند . در سال 1974 یک محقق فرانسوی با معرفی ایده کاربرد ریزپردازنده در تراشه کارت عنوان کارت هوشمند را معرفی نمود . بدین ترتیب و با پیشرفت سریع تولید تراشه های نیمه هادی با ابعاد ریز , امکان ایجاد کارت های به معنی واقعی هوشمند که ب ه منزلة یک رایانة کوچک قابل حمل بودند ,فراهم گردید. کارت های هوشمند هم از لحاظ میزان حافظه موجود برای ذخیره سازی اطلاعات و هم به لحاظ امنیت فیزیکی و منطقی از کارت های مغناطیسی قدیمی برترند.
تعداد صفحه : 212
فهرست مطالب:
عنوان --------------------------------------------------------------صفحه
چکیده................................................................................................................................................................................................. 1
مقدمه.................................................................................................................................................................................................. 3
فصل اول:استاندارها و پروتکل ها و سیستم عامل ها
1-1 انواع کارت............................................................................................................................................................................... 6
2-1 تقسیم بندی کارت ها برحسب نوع تراشه........................................................................................................................ 6
1-3-1 تقسیم بندی کارتها برحسب روش ارتباط کارت و ترمینال................................................................................ 10
4-1 استانداردها........................................................................................................................................................................... 12
12 .................................................................................................................................................... ISO/IEC 1-4-1 استاندارد
14 ....................................................................................................................................................CEN 2-4-1 استانداردهای
14 .........................................................................................................................................................EMV 3-4-1 استانداردها
15 .............................................................................................................................................................ETSI 1-4-1 استاندارد
-5-1 پروتکل های ارتباطی........................................................................................................................................................ 16
-6-1 سیستم عامل کارت هوشمند......................................................................................................................................... 19
-7-1 سیستم عامل کارت با کاربرد خاص............................................................................................................................... 22
-8-1 سیستم عامت کارت چند کاربردی............................................................................................................................... 23
-9-1 گواهی های امنیتی.......................................................................................................................................................... 28
-10-1 ترمینالهای کارت هوشمند ............................................................................................................................................ 29
smart card فصل دوم: ساختمان داده در
-1-2 خلاصه فصل...................................................................................................................................................................... 33
-2-2 شکل وترتیب پایه ها در کارت هوشمند.................................................................................................................. 33
-3-2 ساختمان داخلی کارت هوشمند............................................................................................................................... 35
36........................................................................................................................................................................... CPU-1-3-2
36.........................................................................................................................................................................RAM-2-3-2
36................................................................................................................................................................... EPRAM-3-3-2
36.................................................................................................................................................................... EEPRAM-4-3-2
-5-3-2 کمک پردازنده.......................................................................................................................................................... 37
-4-2 انتقال اطلاعات با کارت وکارت خوان....................................................................................................................... 37
-5-2 ساختار قاب.................................................................................................................................................................... 39
-6-2 تشخیص خطا وتکرار قاب........................................................................................................................................... 40
-7-2 فرمان ............................................................................................................................................................................. 41
-1-7-2 ساختمان فرمان................................................................................................................................................... 41
-8-2 پاسخ............................................................................................................................................................................ 44
-9-2 ساختار فایل و داده................................................................................................................................................... 44
٤
-1-9-2 ساختار فایل های اولیه.............................................................................................................................................. 45
-10-2 انواع اجازه دستیابی به فایل ...................................................................................................................................... 47
-11-2 دوره عمر کارت.............................................................................................................................................................. 47
-1-11-2 ساخت فیزیکی کارت.............................................................................................................................................. 48
-2-11-2 راه اندازی اولیه......................................................................................................................................................... 48
-3-11-2 خصوصی سازی......................................................................................................................................................... 48
-4-11-2 مرحله استفاده توسط مصرف کننده................................................................................................................. 49
-12-2 مقدمه ای بر رمز نگاری کارت هوشمند................................................................................................................ 49
فصل سوم: حافظه ها
1-1-3 مقدمه فصل...................................................................................................................................................................... 53
63..............................................................................................................SRAM -2-3 منابع مصرف توان در حافظه های
-1-2-3 منابع مصرف توان..................................................................................................................................................... 63
-2-2-3 تکنیک کاهش توان ................................................................................................................................................. 65
-3-2-3 کاهش خازنی............................................................................................................................................................ 66
-4-2-3 تکنیک عملیات پالس.............................................................................................................................................. 68
70 ....................................................................................................................................................AC -5-2-3 کاهش جریان
-6-2-3 کاهش جریان نشتی................................................................................................................................................ 72
73 ...................................................................................................................................................MTCMOS -7-2-3 روش
فصل چهارم:طراحی پردازنده 16 بیتی
-1-4 مقدمه فصل....................................................................................................................................................................... 77
-2-4 پردازنده با مجموعه دستورالعملهای پیچیده........................................................................................................... 77
-3-4 پردازنده با مجموعه دستور العملهای کاهش یافته ................................................................................................ 78
-4-4 اختلاف در معماری پردازنده ها ............................................................................................................................... 79
-5-4 پردازنده با خطوط لوله .................................................................................................................................................. 80
-1-5-4 مدل اسنکرون.............................................................................................................................................................. 80
-2-5-4 مدل سنکرون............................................................................................................................................................... 81
-6-4 پردازنده با خطوط لوله.................................................................................................................................................... 82
-7-4 انالیز تاخیر......................................................................................................................................................................... 84
-8-4 راندمان پردازنده................................................................................................................................................................ 86
-1-8-4 وابستگی داده ها.......................................................................................................................................................... 87
-2-8-4 تاثیر دستورات پرشی................................................................................................................................................. 90
-1-2-8-4 پیشگوئی پرش....................................................................................................................................................... 91
-2-2-8-4 خط لوله دوگانه...................................................................................................................................................... 92
-2-8-4 پرش تاخیر یافته........................................................................................................................................................... 92
-9-4 طراحی پردازنده ها.......................................................................................................................................................... 93
-10-4 دستور العملها................................................................................................................................................................... 93
-11-4 معماری پردازنده طراحی شده...................................................................................................................................... 95
٥
-12-4 خط لوله در پردازنده طراحی شده............................................................................................................................. 97
95 ....................................................................................................................................ADD,SUB,AND -1-13-4 دستورات
100.........................................................................................................................................................ADDI,SUBI-2-13-4
101.............................................................................................................................................LDIL,LDIH -3-13-4 دستورات
102.................................................................................................................................................................LDW -14-4 دستور
103...........................................................................................................................................................STW -1-14-4 دستورات
104....................................................................................................................................................CPLB -2-14-4 دستورات
105..........................................................................................................................................MOVCFROM -3-14-4 دستور
106 ................................................................................................................................................MOVCTO -4-14-4 دستورات
107.....................................................................................................................................DEC -15-4 انجام عمل همزدن در
-16-4 ساختن فازها.................................................................................................................................................................... 109
111...................................................................................................................................................................ROM -17-4 درگاه
115..................................................................................................................................................................RAM -18-4 درگاه
-19-4 واحد دیکدر.................................................................................................................................................................. 118
119............................................................................................................................................................... DECREG1-1-19-4
121..............................................................................................................................................................DECREG2-2-19-4
-20-4 بانک رجیستر............................................................................................................................................................... 122
-21-4 اشاره گر پشته................................................................................................................................................................. 124
124.......................................................................................................................................................................ALU -22-4 واحد
-23-4 سیتم وقفه.................................................................................................................................................................... 127
-24-4 کاهش مصرف در پر دازنده....................................................................................................................................... 130
-25-4 سریال................................................................................................................................................................................ 131
-26-4 تایمر................................................................................................................................................................................. 131
-27-4 مراحل طراحی سیستمهای دیجیتال...................................................................................................................... 132
I/O فصل پنجم: اتصال
مقدمه فصل......................................................................................................................................................................... 136
-1-5 اتصال ورودی............................................................................................................................................................... 138
خروجی............................................................................................................................................................... 143 PAD-2-5
153................................................................................................................................................................ ESD -3-5 تست
فصل ششم : شبیه سازی
-1-6 شبیه سازی ..................................................................................................................................................................... 158
خروجی........................................................................................................................................ 162 PAD -2-6 شبیه سازی
٦
فصل هفتم : کارت غیر تماسی
-1-7 توان مصرفی.................................................................................................................................................................... 169
-2-7 باطری............................................................................................................................................................................... 170
-3-7 فر کانس رادیوئی............................................................................................................................................................ 171
-4-7 مدولاسیون...................................................................................................................................................................... 174
-5-7 کارتهای غیر تماسی................................................................................................................................................... 175
-6-7 کانال با نویز تجمعی سفید ....................................................................................................................................... 179
-7-7 نویز فاز.......................................................................................................................................................................... 185
نتیجه گیری........................................................................................................................................................................... 189
خذ Ĥ منابع و م
فهرست منابع فارسی............................................................................................................................................................... 193
فهرست منابع لاتین................................................................................................................................................................. 194
چکیده انگلیسی........................................................................................................................................................................ 195
پایان نامه ارشد برق بررسی و طراحی کارت اعتباری هوشمند تماسی و غیر تماسی
