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Como funcionam os Smart Cards (ART545)

Cartões "espertos" que podem substituir dinheiro, conter informações importantes para o comércio ou mesmo para outras atividades profissionais, já estão presentes no nosso dia a dia. Com chips embutidos, estes cartões reúnem as características de documento portátil com a dos computadores. Veja neste artigo o que são os Smart Cards e o que eles já oferecem e prometem para o futuro, além de algumas dificuldades que ainda devem ser superadas.

Todos os dias recebemos notícias sobre as novas aplicações para os Smart Cards. A versatilidade desta forma de inovação tecnológica, que reúne num pequeno cartão todos os recursos eletrônicos de um computador, não tem limites.

A tendência é que os Smart Cards, assim como os cartões de banco, os computadores e outros dispositivos de novas tecnologias passem a fazer parte de nosso dia a dia nos ajudando a viver melhor e eliminando certos tipos de trabalhos desnecessários.

Enfim, prevê-se o dia em que o Smart Card deverá ser em breve algo obrigatório para todas as pessoas, auxiliando desde as atividades do dia a dia, até servindo para que você prove que é quem diz ser.

 

A DIFERENÇA

Existe uma grande diferença entre os Smart Cards e os cartões magnéticos ou os cartões ópticos que já são bastante comuns há um bom tempo.

Nos cartões magnéticos as informações são gravadas numa banda magnética que tem uma capacidade limitada e não pode tomar qualquer tipo de decisão.

Esta banda além de tudo é sensível, já que pode ser danificada tanto fisicamente, como pelo contacto com campos magnéticos fortes.

Já no Smart Card, existe um chip embutido cujas informações gravadas podem ser alteradas, e mais ainda, pode ser dotado de um programa que tome decisões em função das informações que entram ou que saem. Tudo depende do grau de complexidade do chip que está embutido. A figura 1 mostra a estrutura típica de um Smart Card.

 

O Smart Card contém um chip embutido
O Smart Card contém um chip embutido

 

Como o nome sugere, diferentemente dos cartões magnéticos, os Smart Cards são inteligentes ou espertos (smart = esperto), e podem fazer muito mais.

Uma outra tecnologia que já está se tornando obsoleta é a do cartão holográfico, ou de leitura óptica.

Nele as informações que devem ser armazenadas como, por exemplo, o número de chamadas que ele pode fazer; se for um cartão telefônico, são colocadas na forma de barras de leitura óptica.

Cada vez que o cartão é usado, as barras que correspondem a uma unidade ou uma chamada são "queimadas" por um sistema de aquecimento.

Desta forma, a cada vez que o cartão é usado, o número armazenado decresce de um certo número de unidades (conforme o tempo ou distância) até que, quando ele for zerado, não poderá mais ser utilizado.

A idéia do uso do Smart Card não é muito nova. Começou realmente a se difundir nos anos 80 quando a France Telecom adotou estes cartões para acessar seu sistema de comunicações como cartão telefônico.

Nos Smart Cards dessa época havia fusíveis internos no pequeno chip, que representavam a quantidade de chamadas que poderiam ser realizadas, ou seja, o número "carregado".

Cada vez que o Smart Card fosse usado, um certo número de fusíveis seria queimado até que, quando todos estivessem queimados (cartão zerado), ele perderia sua validade.

Este tipo de cartão não poderia ser recarregado, já que uma vez queimado o fusível, não poderia mais ser refeito. Tratava-se de um cartão descartável.

Atualmente, temos tecnologias diferentes realizando as mesmas funções e, nestes casos, as vantagens do Smart Card são evidentes.

Os inúmeros benefícios que a possibilidade de se embutir um chip num cartão fazem desta nova tecnologia a mais promissora dos próximos anos.

Os chips embutidos nos cartões possuem muito mais recursos que tarjas magnéticas ou barras ópticas, e isso leva à possibilidade de muito mais usos para o Smart Card. Muito mais do que servir de cartão telefônico, o Smart Card pode ser usado para uma infinidade de aplicações onde valores e informações entrem em jogo.

Cartões de bancos, cartões de acesso a áreas restritas, cartões de controle de entrada e saída de funcionários de uma empresa, cartões de controle de estoque, cartões de passagens de metrô e de ônibus, cartões de identificação e controle de frequência em escolas são alguns dos exemplos de aplicações em que os Smart Cards devem ser empregados nos próximos anos, e com frequência cada vez maior.

Na figura 2 exemplos de chips para smart cards da Samsung.

 

Chip embutido nos smart cards
Chip embutido nos smart cards

 

 

AS TECNOLOGIAS

A idéia básica do Smart Card é embutir um chip "inteligente" num cartão, o qual pode ser acessado por mecanismo de leitura e gravação. Na prática, existem três tecnologias que são mais usadas para se fazer isso com recursos diferentes.

A mais simples é a do cartão descartável que contém informações pré-gravadas no processo de fabricação e, quando elas forem deletadas, o cartão perderá sua utilidade e deve ser descartado.

É o caso dos cartões telefônicos, que saem "carregados" com um certo número de chamadas e, quando elas se esgotam, devem ser descartados.

O segundo tipo, um pouco mais complexo, é o que pode ser "recarregado" durante o processo de uso. É o caso de cartões que poderiam ser usados também em sistemas de telecomunicações, transporte e banco. A qualquer momento o cartão deste tipo pode ser "ligado" a uma máquina apropriada e ter seus valores ou informações recarregados ou modificados.

No caso de um cartão de banco, por exemplo, ele conteria o valor do saldo da conta corrente e, a cada vez que fosse usado, não só poderia o valor da compra ser debitado, como também quando colocado novamente num "caixa automático" ser recarregado com um certo valor limite.

No caso de cartões de chamadas telefônicas ou transporte, a qualquer momento o usuário poderia comprar uma nova carga cujo tamanho ele poderia determinar.

Finalmente, temos o nível mais elevado em que o circuito embutido no cartão seria muito mais do que uma simples memória, e sim um verdadeiro microprocessador com programas gravados capazes de aumentar a segurança das transações, ou mesmo tomar decisões diante o uso.

 

CONSTRUÇÃO

O Smart Card nada mais é do que um cartão plástico com as mesmas dimensões de um cartão de crédito comum, mas que, internamente, possui um micro-chip que pode conter as informações gravadas numa das três técnicas que descrevemos anteriormente.

As dimensões são padronizadas de modo que os sistemas de leitura e gravação podem, com o tempo, se tornar universais.

Numa das faces do cartão podem existir contactos folheados de ouro para conexão do cartão com as máquinas de leitura. O ouro, por não se oxidar com facilidade, e ainda proporcionar excelente contacto elétrico, é importante para garantir o funcionamento do sistema de interface do cartão com a máquina.

Nos tipos mais simples, o que temos é uma PROM ou Programmable Read Only Memory ou memória programável somente de leitura, ou ainda uma EEPROM (memória de leitura programável eletricamente).

Existe também a previsão de que nos cartões que usam memórias não voláteis possam ser encontradas baterias embutidas (de longa duração) capazes de manter a informação por longos intervalos de tempo.

Estas memórias podem ser programadas através de máquinas especiais, após o que, valor programado pode ser decrementado cada vez que ele é usado, ou de um valor que depende da sua finalidade.

Os cartões que precisam ser recarregados não podem fazer uso da tecnologia do fusível, já que eles não podem ser restaurados num processo de recarga.

Para os cartões mais avançados, que justificam o enorme interesse por esta tecnologia, o que temos é a utilização de um microprocessador de grande capacidade com memórias capazes de armazenar informações que podem chegar a mais de 1 Mbyte.

Estes microprocessadores podem incluir programas criptográficos capazes de garantir que o acesso às informações só ocorra através de pessoas autorizadas, tornando assim seu uso o mais seguro possível.

Na verdade, quando se pensa no uso destes cartões em qualquer tipo de transação que envolva valores, o grande problema a ser enfrentado é a possibilidade de fraudes.

Uma outra tecnologia importante, que está sendo utilizada em alguns cartões, é a que faz uso da transmissão de dados sem contato.

Estes cartões possuem um sistema de acoplamento magnético operando numa velocidade de 25,6 kbps, e que funciona a uma distância de até 80 cm, conforme mostra a figura 3.

 

A leitura do chip pelo campo magnético.
A leitura do chip pelo campo magnético.

 

Isso significa a possibilidade de você passar por uma entrada de um sistema de transporte qualquer (metrô ou ônibus) sem a necessidade de tirar o cartão do bolso!

O cartão se comunicará com o sistema de controle, o qual liberará o acesso (abrindo a porta, por exemplo), e ao mesmo tempo será dada baixa de uma unidade no número de passagens carregadas neste cartão.

Você poderá entrar em determinadas áreas restritas e assim, sem precisar retirar o cartão do bolso, ou ainda, se ele for o próprio crachá, haverá sua identificação instantânea, com o registro da hora de sua passagem pelo local.

 

OUTRAS APLICAÇÕES

O ponto de partida foi o uso do Smart Card como cartão telefônico, mas, pelo que o leitor pode perceber, existem milhares de outras aplicações possíveis.

Como a idéia básica é facilitar as coisas para todos (quem não gostaria de poder entrar com pacotes no metrô sem a necessidade de tirar do bolso cartões ou dinheiro para liberar uma roleta, ou pagar uma conta sem sequer precisar tirar o cartão do bolso!), os Smart Cards já passam a ser vistos pelo público geral como algo que vem para ajudar.

Nos dias de hoje, entretanto, três aplicações básicas para os Smart Card estão tomando maior vulto e devem ser as que vão abrir caminho para as demais, tornando o usuário cada vez mais íntimo desta tecnologia.

A primeira aplicação é o uso do Smart Card para controle de acesso em áreas restritas.

Esta aplicação, que pode ser importante em repartições públicas, indústrias e outros locais em que o acesso de pessoas não autorizadas em certos setores pode significar problemas, torna-se muito simples com o uso do Smart Card.

Para os tipos de contato direto, basta passar o cartão nos locais de controle, que então registrará não só a entrada do funcionário no local, como também o horário e talvez até o motivo!

Para os tipos sem contato a coisa é muito mais simples: a porta do local ou uma roleta será liberada pela simples aproximação do funcionário autorizado, mas não abrirá para quem não tiver o cartão.

Mais do que isso, o cartão será o próprio crachá que o funcionário deve usar e que permite sua identificação em qualquer ponto da empresa em que isso seja necessário, por meio de recursos eletrônicos.

O segundo tipo de aplicação, que também deve ter seu uso extremamente difundido nos próximos anos, é como bilhete para sistemas de transportes e comunicações.

A grande vantagem do uso de cartões inteligentes neste sistema é que pode-se não apenas registrar a simples passagem de alguém por uma roleta de estação, ou entrada de um ônibus, mas também ter-se um controle exato de quem é esse passageiro.

Pode-se então registrar dados importantes como a origem desse passageiro, o seu destino, a última vez que utilizou o cartão, enfim, dados que podem ser úteis para se planejar com precisão a melhor maneira de funcionamento do sistema de transporte que ele usa.

Finalmente, temos a aplicação financeira para o controle de contas bancárias, negócios e compras.

O Smart Card pode substituir o dinheiro com vantagem, pois, além do usuário estar perfeitamente seguro que o valor armazenado ou que ele pode liberar, não será usado por terceiros em caso de roubo ou perda, ele não precisa transportar valores que podem ser muito mais facilmente roubados ou perdidos.

 

O DINHEIRO ELETRÔNICO

É justamente a possibilidade do Smart Card substituir o dinheiro em muitas aplicações que faz desta tecnologia algo revolucionário.

O Smart Card pode funcionar como uma extensão de sua conta corrente no banco, ou ainda como um reservatório de dinheiro que você pode usar aos poucos à medida que necessitar.

Um recurso adicional que está sendo incluído nestes cartões que devem substituir o dinheiro, é um conector especial que permite que o usuário acesse informações que ele necessita usando para isso um código especial que só ele conhece.

O cartão poderá então ser plugado a uma calculadora ou a um computador, e trocar dados importantes com seu proprietário como, por exemplo, fazer o levantamento das despesas num certo período, verificar o saldo, identificar o destino de certo pagamento etc.

Um dos sistemas usados para esta finalidade na Europa é o Mondex, que pertence a um consórcio entre o National Westminster Bank, o Midland Bank, a British Telecom e mais 17 outros bancos, e que também tem 51% de suas ações controladas pelo Mastercard.

Na figura 4 um exemplo desse cartão.

 

O dinheiro eletrônico.
O dinheiro eletrônico.

 

Com o cartão do sistema Mondex, que já funciona na Inglaterra desde 1995, é possível comprar quase tudo, desde usar os telefones que contenham recursos para leitura do sistema, artigos em lojas e até pagar contas em bares e restaurantes.

 

O GRANDE IRMÃO

A idéia de que possamos vir a ter nossas vidas controladas pela necessidade de usar um cartão que nos identifica e que diz tudo o que fazemos, faz muitos pensarem no Grande Irmão (Big Brother), da obra de Orwel.

Uma sociedade em que nossa privacidade seja invadida não só pelos governos, mas também por empresas que poderão levantar curvas de nossos hábitos através de nossas compras e nos "empurrarem" o que bem desejarem, saberem exatamente por onde andamos e para onde vamos pelo uso dos cartões de transporte e também saberem exatamente com quem falamos pelos cartões telefônicos, é algo que precisa ser analisado.

Se hoje os Smart Cards podem ser "rastreados" em distâncias de até 80 cm, o que não esperar para o futuro, se pudermos ser encontrados pelo nosso cartão em qualquer ponto da Terra que nos encontremos!

O que não dizer da possibilidade de se "implantar" diretamente estes chips nas pessoas, de modo que a nossa identificação e a nossa localização, enfim, nossa conta bancária passe a fazer parte do nosso próprio corpo!

No momento, as preocupações maiores são com a segurança nas transações e com as tecnologias que devem ser adotadas por todos os países.

No dia em que os Smart Cards forem usados por todos, contiverem chips de grande sofisticação e servirem para tudo, pode ser necessário a criação de algum mecanismo para garantir que o mais importante de tudo isso, que é o nosso direito de manter nossa privacidade, seja preservado.

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