Thông thƣờng nó là một microcontroller 8-bit nhƣng để tăng cƣờng sức mạnh hơn nữa thì các chip 16 và 32-bit cũng đang đƣợc sử dụng. Nhƣng không một chip nào có khả năng đa luồng (multi-threading) và các tính năng mạnh mẽ khác đang rất phổ biến trong các máy tính chuẩn. Smart Card CPUs thi hành các chỉ thị máy với tốc độ xấp xỉ 1 MIPS. Một bộ đồng xử lý (coprocessor) cũng thƣờng đƣợc thêm vào để cải thiện tốc độ của các tính toán mã hóa.
1.4.4.3. Hệ thống bộ nhớ
Có ba loại bộ nhớ chính trên thẻ:
- RAM. 1K. Nó cần thiết cho việc tính toán và phản hồi nhanh chóng. Chỉ có sẵn dung lƣợng rất nhỏ.
- EEPROM (Electrically Erasable PROM). Khoảng từ 1 đến 24K. Không giống nhƣ RAM, nội dung của nó không bị mất khi rút nguồn điện. Các ứng dụng có thể chạy lại và ghi vào nó, nhƣng nó rất chậm và ngƣời ta chỉ có thể đọc/ghi vào nó khoảng 100 000 lần.
- ROM. Khoảng từ 8 đến 24K.
Smart Card Word
size ROM EEPROM RAM Voltage Clock Write/erase cycles Transmission rate Infineon SLE 44C10S 8-bit 9K 1K 256b 2.7 - 5.5V 5 MHz 500 000 9600 baud Orga ICC4 8-bit 6K 3K 128b 4.7 - 5.3V 10 000
GemCombi 8-bit 5K 4.5 - 5.5V 13.6 MHz 100 000 106 kbaud DNP Risona 8-bit 1K 5V 3.5 MHz 9600 baud AmaTech Contactless 8-bit 1K 5V 13.6 MHz 100 000 cycles Schlumberger Cyberflex 8/16- bit 8K 16K 256b 5V 1-5 MHz 100 000 cycles 9600 baud Bảng 2.6 Một số loại thẻ chip
1.4.4.4. Các thiết bị giao tiếp ( Interface devices)
Thẻ thông minh cần năng lƣợng và một tín hiệu đồng hồ để chạy các chƣơng trình, nhƣng chúng không thể tự trang bị đƣợc. Thay vào đó, chúng đƣợc cung cấp bởi Interface Device – thiết bị giao tiếp (thông thƣờng là một thiết bị đọc thẻ thông minh) khi giao tiếp với thẻ.
Bên cạnh đó, thiết bị đọc thẻ cũng phải chịu trách nhiệm cho việc mở một kênh liên lạc giữa phần mềm ứng dụng trên máy tính và hệ điều hành trên thẻ. Giờ đây, tất cả các thiết bị đọc thẻ thông minh đều thật sự là thiết bị đọc/ghi, vì thế, chúng cho phép một ứng dụng ghi vào thẻ cũng nhƣ đọc dữ liệu từ thẻ.
Dữ liệu chỉ có thể truyền theo một chiều từ thiết bị đến thẻ hoặc từ thẻ đến thiết bị. Dữ liệu đƣợc lƣu trên vùng đệm trong RAM của thẻ. Bởi vì không có nhiều RAM nên các gói dữ liệu tƣơng đối nhỏ (10-100 bytes) đƣợc chuyển trong mỗi thông điệp.
1.4.4.5. Hệ điều hành
Hệ điều hành thông dụng trên phần lớn các thẻ thông minh cài đặt một tập hợp các câu lệnh chuẩn (thƣờng là từ 20-30 câu lệnh). Các chuẩn thẻ thông minh nhƣ ISO 7816 và CEN 726 mô tả một dải lệnh mà thẻ thông minh có thể cài đặt.
Mối quan hệ giữa thiết bị đọc thẻ và thẻ là một mối quan hệ chủ/tớ. Thiết bị đọc thẻ gửi một lệnh đến thẻ, thẻ chạy lệnh và trả về kết quả (nếu có) cho thiết bị đọc thẻ và chờ cho câu lệnh khác.
Microsoft phát hành một phiên bản Windows mini cho thẻ thông minh vào năm 1998 và các phiên bản trƣớc của Gnu O/S đã đƣợc phát hành.
1.4.4.6. Input / Output
Thông qua một cổng I/O đƣợc điều khiển bởi bộ xử lý để đảm bảo các truyền thông đƣợc chuẩn hóa theo khuôn mẫu của APDUs (Application Protocol Data Unit).
1.4.4.7. Hệ thống File
Hầu hết các hệ điều hành hỗ trợ một hệ file đơn giản (simple file system) dựa trên chuẩn ISO 7816. Một file thẻ thông minh thật sự là các khối liên tiếp nhau.
Các file đƣợc tổ chức trong một cấu trúc cây phân cấp. Một khi file đƣợc cấp phát, nó không thể đƣợc mở rộng và vì thế các file phải đƣợc tạo ra với kích thƣớc lớn nhất đƣợc mong đợi.
Mỗi file có một danh sách của các bên đƣợc cấp quyền thực hiện các thao tác trên nó. Có nhiều loại file khác nhau: linear, cyclic, transparent, SIM, v.v. Các thao tác thông thƣờng nhƣ tạo, xóa, đọc, ghi và cập nhật có thể đƣợc thực hiện trên tất cả các loại file trên. Một số thao tác khác chỉ đƣợc hỗ trợ trên các loại file cụ thể.
Type Special Operations Example
Linear Seek Credit card account table
Cyclic Read next, read previous Transaction log Transparent Read and write binary Picture
SIM file Encrypt, decrypt cellular telephone Bảng 2.7 Các hệ thống file.
Có hai kiểu phân loại file: - Dedicated file (DF)
- Elementary file (EF)
Thẻ thông minh hỗ trợ một hệ thống lƣu trữ phân cấp nhƣ đƣợc mô tả trong hình dƣới đây. Thẻ không áp đặt các hạn chế về chiều rộng hay chiều sâu của cây phân cấp lƣu trữ trong giới hạn của bộ nhớ có sẵn, ngoại trừ trƣờng hợp đƣợc chỉ ra cụ thể.
(Master File(MF) là một dedicated file, đó là root của cấu trúc file)