CC BY
35
УДК 681.326
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ КАРТ В ИНФОРМАЦИОННОМ ПРОСТРАНСТВЕ СОВРЕМЕННОГО ОБЩЕСТВА
КОРДОНЬЕ ВНЕМЧЕНКО В.П.,
КРИВУЛЯГ.Ф., НЕМЧЕНКО С.В.
Сделан обзор и классификация существующих типов карт, показано место карт в информационных системах, приведена структура микропроцессорной карты типа переносное досье. Показана необходимость совершенствования применяемой элементной базы — микропроцессоров и других электронных устройств, оптимизации их структуры и создания специального программного обеспечения на базе языка Java.
Несколько слов о терминологии. В настоящее время в отечественной, так же как и в русской научной литературе, понятие Smart Card (в переводе с английского — “умная, интеллектуальная карта”) четко не определено и не имеет русского или украинского аналога. Термин “Кредитная карточка” в связи с его узостью не может претендовать на эту роль. Наиболее близким к английскому оригиналу, с нашей точки зрения, можно считать термин “Интеллектуальная карта” (ИК), который мы и будем здесь использовать наряду с английским термином Smart Card.
1. Классификация ИК по типу использования
Если взглянуть на историю создания и развития ИК, можно увидеть, что первоначально речь шла лишь о создании карточки для безналичных расчетов. И только в последнее время интеллектуальные карты освоили целый ряд новых для себя “профессий”. Дадим краткую характеристику интеллектуальным картам с точки зрения области их применения [1].
ИК для кредитно-финансовых операций. При помощи этих карт осуществляется оплата в том или ином виде. Различают два класса карт:
1. Карты предоплаты, на которых находятся условные единицы, соответствующие некоторой реальной величине в зависимости от функции карты. Информация на карте может обновляться.
2. Карты оплаты на сегодняшний день представляют собой преимущественно карты с микропроцессором (банковские карты). В этом классе есть два типа — кредитные и дебитные карты. Кредитные карты позволяют осуществить покупку, которая является дебетом на счете, соответствующем карте с процентом, зафиксированным в кредитующей организации . Дебитная карта также осуществляет покупку, но изменение будет записано в дебет счета карты только через несколько дней, без дополнительных процентов.
ИК доступа. Такого класса карты имеют три категории доступа:
1. Идентификация. Карты используются для идентификации человека на предприятии (информация
отдела кадров предприятия), в телефонной сети (позволяют производить переадресацию оплаты за телефонные услуги) или в обществе (удостоверение личности). Этот тип карт часто комбинируется с другими типами.
2. Информационная безопасность. Карта используется для получения доступа к серверу, базе данных в сети.
3. Физическая безопасность. Карта используется в качестве пропуска на предприятиях.
Переносные досье. Карта содержит совокупность определенной информации о физическом состоянии и возможностях субъекта. Например, медицинская, студенческая, транспортная карты.
Остановимся подробнее на ИК, относящихся к типу переносного досье, которые в последнее время находят все более широкое применение. Карты такого типа называют еще микропроцессорными, поскольку основным логическим блоком в них является микропроцессор.
1. Студенческая карта. Рассмотрим конкретный пример — лицей Charle de Gaulle de Muret во Франции. Он открылся в 1989г., в его стенах учится 900 учеников. Это первый лицей Франции, который начал использовать многосервисные электронные карты. Эта карта поддерживает такие функции как предоставление специальных скидок в студенческих столовых, в кафетерии; предоставление услуг в спортивных залах и т.п. Кроме того, она позволяет вести централизованный учет оценок и посещения занятий, оказание услуг ксерокопирования, является читательским билетом в библиотеках и пропуском в общежитие, позволяет учащимся иметь доступ ко всем информационным ресурсам лицея.
2. Медицинская карта. Одним из ее видов является страховая карта. Она заменяет формуляры, уменьшая тем самым возможность возникновения ошибок при заполнении, а также позволяет значительно ускорить оплату страховки и возмещение ущерба. Другим видом медицинской карты является переносное досье. Оно содержит медицинское досье пациента, рецепты для аптек, результаты последней консультации у врача, особенности пациента (противопоказания, аллергии и т.п.) и результаты обследований.
Еще одним видом такой карты является амбулаторная карта. Она хранит предписания врача на проведение амбулаторного лечения, помогает переносить информацию между отдельными электронными медицинскими установками дома у пациента, в его поликлинике, а также между отдельными поликлиниками и другими медицинскими центрами. Использование таких карточек вызывает необходимость унификации различного медицинского электронного оборудования.
2. Информационные системы на основе Smart Cards
В настоящее время наиболее глобальной и известной является медицинская информационная система Франции, работающая на основе smart cards. В этой системе врач (или другое заинтересованное лицо) имеет свою карту, которая ему позволяет считывать данные, находящиеся на карте пациента, и записывать туда новую автоматически “подписанную” информацию [2].
Чтобы прочитать (записать) информацию с карты пациента, врач вставляет свою карту в считыватель
РИ, 1998, № 2
125
и вводит свои личный пароль, при этом карта пациента также должна находиться в считывателе. Считыватели должны быть подключены к информационной сети MINITEL (французская национальная информационная сеть—упрощенный аналог Internet), Internet или к компьютеру. После этого врач имеет доступ к данным, соответствующим его уровню доступа. Схематично функционирование такой системы представлено на рис. 1.
О Карта
| > О □ О О
Считыватель
Сеть социального страхования
Доктор
Рецепт
шш
с
Аптека
\7
<^
Оплата
О Карта
пациента
Возмещение
Рис. 1. Принцип функционирования медицинской информационной системы
Используемая в рассматриваемой системе микропроцессорная карта представляет собой пластиковый прямоугольник размера кредитной карточки (стандарт ISO 7816/1: 86х54х0,8 мм), в которую встроен микропроцессор, прикрытый металлическими контактами (стандарт ISO 7816/2), используемыми для ввода / вывода информации и электрического питания карты, а также ряд вспомогательных блоков и устройств, использование которых значительно повышает надежность и функциональную гибкость карты.
На рис. 2 показана структура высоконадежной микропроцессорной карты типа “переносное досье”, реализованной на базе микропроцессора ST6XYZ фирмы SGS-Thomson Microelectronics [ 3 ].
Рис. 2. Структура микропроцессорной карты
126
Кроме 8-разрядного микропроцессора, в карте используются следующие устройства:
— оперативная память RAM, которая служит рабочей памятью для процессора;
— постоянная память, состоящая из ROM или PROM, которая позволяет хранить операционную систему карты и постоянную информацию идентификации и безопасности;
— постоянная память типа EEPROM, которая позволяет одноразово записывать данные;
— блок обеспечения безопасности, который обеспечивает конфиденциальность информации логическими методами;
— последовательный порт ввода / вывода, обеспечивающий обмен информацией с внешней средой;
— матрица управления доступом к памяти различного типа;
— шина, посредством которой происходит обмен информацией между всеми блоками карты.
При необходимости в карту встраивается математический сопроцессор, значительно повышающий быстродействие и гибкость системы.
3. Функциональная структура ИК и считывателя информации
Рассмотрим функциональную модель подсистемы “ ИК — считыватель — пользователь”, которая входит в медицинскую информационную систему.
С точки зрения выполняемых функций в основе карты лежат собственно данные (например, в банковской карте — количество денег на счету).
Непосредственный доступ к этой информации имеют только функции работы с данными, которые физически также находятся на карте.
Они в свою очередь состоят из функций доступа к данным (считать, записать) и функций обработки данных. На “выходе” из карты находится ее интерфейс — именно с этим набором команд и имеет дело считыватель.
Обмен информацией между считывателем и картой осуществляется при помощи пользовательского интерфейса считывателя и интерфейса карты (стандарт ISO 7816/3).
Далее информация обрабатывается с помощью функции обработки информации считывателя и затем уже в окончательно преобразованном виде попадает в интерфейс пользователя (например, терминал специализированной машины).
Информация от пользователя на карту попадает, пройдя путь, аналогичный рассмотренному, но в обратном порядке.
На рис. 3 приведена показывающая взаимодействие структура ИК со считывателем информации. Такая структура характерна лишь для обычных ИК.
Для многофункциональных же карт между функциями доступа к данным и функциями обработки необходимо добавить распределитель потоков данных, своего рода интеллектуальный коммутатор.
В завершение приведем мнение авторов статьи [4] по вопросу перспектив развития и внедрения ИК в жизнь современного общества.
Представьте себе картину, пишут они, что вы в супермаркете расплачиваетесь за покупки деньгами, которые хранятся у вас на маленькой электронной карте. Чтобы пополнить запас денег, вы вставляете
РИ, 1998, № 2
Карта
Данные
11
Функции работы с данными
2
Интерфейс карты
Рис. 3. Функциональная структура ИК и считывателя информации
вашу карту в Глобальную систему для мобильной связи (GSM), звоните и набираете номер вашего банковского счета. Затем в метро вы используете ту же карту, чтобы добраться домой, поскольку в ней содержится приобретенный вами месячный проездной билет.
Прибыв домой, вы включаете телевизор и ваша карта позволяет идентифицировать вас как подписчика на ваш любимый канал, когда вы вставляете ее в специальный считыватель.
Как видим, в ближайшей перспективе планируется создание универсальной многофункциональной интеллектуальной карты.
Литература: 1. Cordonnier V. The Future of Smart Cards Technology and Applications. IFIP 96 World conference On mobile communication. Canberra. September 1996. 21 p.
2. Marie-Theruse Chapa lain. La carte а me moire sante. Gestions Hospitalieres, № 258, septembre, 1986, p. 478-480.
3. Robyn A. Lindley. Smart Card Innovation. Saim Pty Ltd, Australia, 1997. 4. Peter Hofland, Lana Janowski. Smarter Smartcards. BYTE. February, 1998, p. 7-10.
Поступила в редколлегию 28.04.98 Рецензент: д-р техн. наук, проф. Загарий Г.И.
Венсан Кордонье (Vincent Cordonnier), д-р наук, профессор, руководитель исследовательской группы Лилльского университета наук и технологий, Франция. Научные интересы: интеллектуальные карты (Smart Cards). Увлечение: путешествия. Адрес: 59655, Villeneuve d’Ascq Cedex. Тел. +33 3.20446046.
Немченко Владимир Петрович, канд. техн. наук, профессор, начальник отдела международного сотрудничества ХТУРЭ. Научные интересы: проектирование специализированных цифровых устройств, техническая диагностика. Увлечения и хобби: автомобилизм, рыбная ловля, иностранные языки. Адрес: 310726, Украина, Харьков, пр. Ленина, 14, тел. (0572) 40-91-07.
Кривуля Геннадий Федорович, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой АПВТ ХТУРЭ. Научные интересы: техническая диагностика, системы автоматизированного проектирования цифровых устройств. Увлечения и хобби: автомобилизм, туризм, рыбная ловля. Адрес: 310726, Украина, Харьков, пр. Ленина, 14, тел. (0572) 40-93-26.
Немченко Сергей Владимирович, магистр технических наук, инженер-исследователь кафедры АПВТ ХТУРЭ. Научные интересы: интеллектуальные карты (Smart Cards), техническая диагностика. Увлечения и хобби: автомобилизм, спорт, музыка, путешествия. Адрес: 310726, Украина, Харьков, пр. Ленина, 14, тел. (0572) 40-99-11.
УДК 681.325
АЛГОРИТМ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ТЕСТОПРИГОДНЫХ ЦИФРОВЫХ СТРУКТУР
ХАХАНОВ В.И., СКВОРЦОВА О.Б, МОНЖАРЕНКО И.В._______________________
Предложен безусловный алгоритм диагностирования цифровых устройств, использующий заложенную на стадии проектирования тестопригодность, заключающуюся во внесении избыточности, которая позволяет сканировать существенные линии, служащие в качестве точек контроля.
Согласно [1] тестопригодность достигается путем применения методов проектирования цифровых объектов, которые позволяют уменьшить временные и материальные затраты на организацию и
проведение диагностического эксперимента. Цифровой объект является тестопригодным, если процедуры генерации тестов, оценки их качества и реализации тестового диагностирования могут быть выполнены при условии соблюдения в установленных пределах финансовых и временных затрат, а также значений показателей, характеризующих приспособленность схемы к контролю и поиску дефектов, реализации тестового диагностирования.
Методы проектирования тестопригодных схем можно дифференциорвать на:
1) анализ структурно-функционального исполнения объекта, численная оценка управляемости и наблюдаемости как меры тестопригодности схемы, которая может использоваться на этапе проектирования;
2) способы структурного проектирования тестопригодных схем, в пределе самотестируемых, основанных на использовании свойств сканируемого пути, обеспечивающего доступ к внутренним точкам схемы, а также эффективные методы генерации тестов;
РИ, 1998, № 2
127
