Als die ersten Chipkarten für den öffentlichen Nahverkehr vor 20 Jahren, im Jahr 2001, auf den Markt kamen, waren viele Menschen begeistert, wie bequem es war, Fahrkartenschranken mit nur einem Fingertipp zu passieren. Heute sind Chipkarten weit verbreitet – für Fahrkarten, Geldkarten, Kreditkarten, Smartphone-SIM-Karten und behördliche Ausweise wie Führerscheine und Personalausweise – und aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. In diesem Artikel erklären wir den Aufbau und die Funktionsweise von Chipkarten sowie ihre neuesten Funktionen.
Charaktere
Der lebende Großvater... der Schreibmaschinen-Opa. Seine Karriere als Schreibmaschine erstreckt sich über 144 Jahre. Er ist wie ein wandelndes Lexikon und lehrt uns mit seinem immensen Wissen über die DNP-Gruppe, das er sich über viele Jahre angeeignet hat, die unterschiedlichsten Dinge.
Tombo-chan...Registrierung von Drucksachen * Eine Figur, die aus einer Libelle geboren wurde. Sie hat eine präzise Persönlichkeit und hasst Krummheit. Sie unterstützt Katsuji mit ihrer sorgfältigen Detailgenauigkeit.
- [Druckfachbegriff: Passergenauigkeit] Die Passergenauigkeit bezeichnet die Positionsgenauigkeit beim Übereinanderlegen der einzelnen Farbplatten im Mehrfarbendruck. Passermarken, sogenannte Tombo, werden auf der Plattenoberfläche angebracht, um die Passergenauigkeit zu gewährleisten.
Die Chipkarte ist ein winziges Gehirn! – Ein intelligenter „Ultramini-Computer“, der sich mit dem Kartenleser authentifiziert, um Betrug zu verhindern.
Wie der Name schon sagt, ist eine IC-Karte eine Karte mit einem integrierten Chip (IC-Chip). Dieser Chip besteht aus einer CPU (Central Processing Unit), dem Herzstück des Computers, und einem Speicher. Sein grundlegender Aufbau ist nahezu identisch mit dem eines PCs. Da IC-Karten jedoch keine eigene Stromversorgung besitzen, benötigen sie zum Betrieb eine externe Stromquelle, beispielsweise einen Kartenleser.
Die vor den IC-Karten verbreiteten Magnetkarten mit schwarzen Streifen lasen lediglich die auf dem Magnetstreifen gespeicherten Informationen mit einem Kartenlesegerät aus. IC-Karten hingegen empfangen Anfragen vom Kartenlesegerät, und der IC-Chip selbst verarbeitet diese. Genauer gesagt kommunizieren IC-Karten mit dem Kartenlesegerät, und die Programme im IC-Chip können Informationen austauschen, beispielsweise zur Authentifizierung, um zu prüfen, ob das Kartenlesegerät gefälscht ist, und zur Funktionssperrung.
Manchmal heißt es, die Verwendung von zwei oder mehr übereinander gestapelten Karten sei nicht erlaubt. Der Grund dafür liegt in der Kommunikationsmethode kontaktloser Chipkarten, die wir später noch genauer betrachten werden. Zum einen weiß das Lesegerät bei der Kommunikation zwischen Chipkarte und Karte nicht, mit welcher Karte es Informationen austauschen soll. Zum anderen werden Chipkarten, wie bereits erwähnt, vom Lesegerät mit Strom versorgt. Versucht man also, gleichzeitig mit mehreren Karten zu kommunizieren, reicht die Stromversorgung nicht aus. Einige Fahrkarten sind jedoch so konzipiert, dass mehrere Chipkarten übereinander gestapelt verwendet werden können.
Wählen Sie die Kommunikationsmethode je nach Anwendung. Es gibt drei Haupttypen: Kontaktkommunikation, kontaktlose Kommunikation und Dual-Interface-Kommunikation.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, IC-Karten zu klassifizieren, aber hier werden wir sie nach Kommunikationsmethode klassifizieren und uns die drei gebräuchlichsten Arten von IC-Karten ansehen: Kontakt-, kontaktlose und Dual-Interface-Karten.
Kontakt-IC-Karte
Der Kartenleser kommt in direkten Kontakt mit dem Goldteil, das den IC-Chip enthält und sich häufig auf der Kartenoberfläche befindet. Dies ermöglicht eine stabilere Kommunikation. Diese Technologie wird für Geldkarten und Kreditkarten verwendet, die eine zuverlässige Kommunikation erfordern, beispielsweise für Geldtransaktionen.
Kontaktlose IC-Karte
Chipkarten bestehen im Wesentlichen aus mehreren miteinander verbundenen Schichten. Eine in der Karte integrierte Antenne sendet und empfängt zusammen mit einem Chip Funkwellen und ermöglicht so die Kommunikation ohne direkten Kontakt zum Kartenlesegerät. Sie werden unter anderem in Fahrkarten, Ausweisen für Erwachsene und Führerscheinen verwendet. Angesichts des jüngsten Anstiegs von Kartenzahlungen mit kleinen Beträgen finden sie auch in Kreditkarten und Prepaid-Karten Anwendung.
Dual-Interface-IC-Karte
Ausgestattet mit einem Kontaktterminal und einer kontaktlosen Antenne, vereint es die Vorteile beider Kommunikationsmethoden und ermöglicht so das Hinzufügen von Kartenfunktionen, beispielsweise die Integration einer kontaktlosen Kreditkartenfunktionalität in eine kontaktbehaftete Kreditkarte.
Was genau passiert zwischen einer kontaktlosen Chipkarte und einem Kartenlesegerät?
Werfen wir einen Blick auf den Kommunikationsfluss zwischen einer Transport-IC-Karte, einer typischen kontaktlosen IC-Karte und einem Kartenlesegerät.
<Kommunikation zwischen den IC-Karten der Fahrkartenautomaten beim Betreten des Fahrzeugs>
- Das Fahrkartenautomat sendet permanent Radiowellen in einem halbkugelförmigen Bereich mit einem Radius von etwa 10 cm um das IC-Karten-Touchpanel aus und fragt: „Haben Sie eine IC-Karte für den öffentlichen Nahverkehr?“
- Sobald eine Transport-IC-Karte in Reichweite dieser Funkwelle gelangt, wird sie mit Strom versorgt und aktiviert.
- Die IC-Karte für den öffentlichen Nahverkehr und das Fahrkartenautomaten senden jeweils Informationen, die ihre Echtheit beweisen, und bestätigen gegenseitig ihre Echtheit.
- Das Fahrkartenschaltersystem schreibt Informationen wie „Zustieg ab Bahnhof XX“ auf die IC-Karte und gewährt den Zutritt.
Kontaktlose Chipkarten im öffentlichen Nahverkehr erfordern normalerweise keine Berührung; die Kommunikation erfolgt durch einfaches Überhalten der Karte an das Lesegerät. Durch die gezielte Förderung der Berührung entsteht jedoch ein kurzer Zeitraum zwischen dem Empfang der Funkwellen durch das Automatensystem und dem Moment der Kartenberührung. In diesem kurzen Zeitraum kann die oben erwähnte Kommunikation stattfinden.
Fingerabdruckauthentifizierung und sogar Virenschutzfunktionen! – Die Stärken von DNP treiben die Entwicklung zukünftiger Chipkarten voran.
Es gibt viele verschiedene Arten von IC-Karten, und mittlerweile sind auch fortschrittlichere Karten erhältlich, wie zum Beispiel „IC-Karten mit Fingerabdruckauthentifizierung“ und „IC-Karten mit Antivirenfunktion“.
Die 2021 von DNP entwickelte „IC-Karte mit Fingerabdruck-Authentifizierungsfunktion“ ist eine weit verbreitete kontaktlose „FeliCa“-IC-Karte mit integriertem Fingerabdrucksensor. Die vorab registrierten Fingerabdruckdaten des Karteninhabers werden intern gespeichert. Bei der Verwendung wird der vom Sensor erfasste Fingerabdruck mit den gespeicherten Daten verglichen. Nur bei Übereinstimmung ist eine Kommunikation mit dem Kartenlesegerät möglich.
Bislang wurden Chipkarten, ähnlich wie Schlüsselkarten, für Sicherheitszwecke eingesetzt. Sie konnten jedoch den Karteninhaber nicht identifizieren und waren somit missbrauchbar. Eine Chipkarte mit Fingerabdruckauthentifizierung hingegen ist ausschließlich auf den jeweiligen Nutzer beschränkt und bietet dadurch ein extrem hohes Maß an Sicherheit. Es wird erwartet, dass diese Technologie für Chipkarten mit hohem elektronischem Guthaben und Mitarbeiterausweise verwendet wird, mit denen sich die Zutrittsbereiche innerhalb des Unternehmens für jeden Mitarbeiter einschränken lassen.
Eine „antivirale IC-Karte“ ist eine IC-Karte aus einem Material, das die Anhaftung von Viren reduziert. DNP hat bereits IC-Karten mit antibakteriellen Eigenschaften hergestellt und im Rahmen seiner Maßnahmen zur Prävention von Virusinfektionen nun eine IC-Karte entwickelt, die auch Viren abwehren kann, die kleiner als Bakterien sind.
Selbst wenn sich ein Virus im Kartenlesegerät befindet und bei der Verwendung auf eine Chipkarte übertragen wird, nimmt die Viruslast mit der Zeit auf natürliche Weise ab. Beispielsweise kann eine ausgeliehene Chipkarte auch dann verwendet werden, wenn mehrere Personen sie berühren, ohne dass die antiviralen Eigenschaften der Karte verloren gehen.
Selbst mit zusätzlichen Funktionen wie Fingerabdruckauthentifizierung und Virenschutz muss die Kartendicke innerhalb der international festgelegten Grenze von ca. 0,8 mm bleiben. Kontaktlose Chipkarten bestehen aus mehreren Schichten, darunter der Chip und die Antenne. DNP, Marktführer im chinesischen Chipkartenmarkt, konnte jedoch dank seiner langjährigen Erfahrung die Fingerabdruckauthentifizierung erfolgreich integrieren, ohne die Kartendicke zu verändern.
Die einzigartigen Stärken von DNP, wie etwa die „technologischen Entwicklungskapazitäten“, die es dem Unternehmen ermöglichen, die für IC-Chips benötigte Software von Grund auf neu zu entwickeln, und das „Fertigungs-Know-how“, das es dem Unternehmen ermöglicht, die Anforderungen an Form und Haltbarkeit von IC-Karten unter Verwendung beliebiger Materialien zu erfüllen, erlauben es ihm, eine breite Palette von IC-Karten herzustellen.
Da die Regierung bargeldloses Bezahlen fördert, nehmen Zahlungen mit Smartphones zwar zu, doch Chipkarten, die sich durch einfache Handgriffe wie Einstecken oder Berühren eines Kartenlesegeräts bedienen lassen und hohe Sicherheitsstandards bieten, sind wohl das vertrauteste Zahlungsmittel in unserem Alltag. Sie sind zu einem alltäglichen Gebrauchsgegenstand geworden, da sie für viele Menschen, darunter auch ältere Menschen und Minderjährige, einfach zu handhaben sind. Mit der zunehmenden Verbreitung von Chipkarten, beispielsweise für Zahlungen, Identitätsprüfung und Mitgliedskarten, wird DNP deren Funktionen weiterentwickeln und zukünftige Standards“ gestalten.
Heutzutage kann man mit einer Chipkarte alles erledigen, vom Einkaufen bis hin zu Behördengängen. Es ist so praktisch…
Ja, man könnte sagen, dass Chipkarten die stillen Helden unseres Alltags sind. Sie sehen zwar aus wie einfache Karten, aber in ihrem Inneren steckt modernste Technologie.
- Bitte beachten Sie, dass die bereitgestellten Informationen zum Zeitpunkt der Veröffentlichung aktuell sind.
27. Mai 2021, Redaktion Discover DNP