Toàn bộ thủ tục cho việc truyền dữ liệu đến và đi từ thẻ thông minh có thể đƣợc biểu diễn sử dụng mô hình OSI. Thẻ thông minh thực tế không hỗ trợ tất cả các lựa chọn cho các giao thức truyền thông vì giới hạn về bộ nhớ. Do đó mô hình OSI cho thẻ thông minh chỉ gồm 3 tầng: tầng vật lý, tầng liên kết dữ liệu, và tầng ứng dụng.
1.2.2.1. Giao thức tầng vật lý
ISO/IEC 7816-2 mô tả một thẻ mạch tích hợp với tám tiếp xúc (contact) trên bề mặt trƣớc của thẻ. Các tiếp xúc đƣợc quy ƣớc ký hiệu là từ C1 đến C8. Một số tiếp xúc đƣợc nối với chip xử lý trong thẻ, một số thì không (đƣợc định nghĩa cho sự cải tiến sau này nhƣng hiện tại không đƣợc sử dụng).
Tiếp xúc Tên Sử dụng
C1 VCC Đƣờng kết nối nguồn qua đó nguồn đƣợc cung cấp cho chip C2 RST Đƣờng thiết lập lại (reset line) qua đó thiết bị đầu cuối có thể
báo cho chip để khởi tạo lại chuỗi lệnh.
C3 CLK Đƣờng tín hiệu đồng hồ qua đó tín hiệu đồng hồ sẽ đƣợc cung cấp cho chip để điều khiển tốc độ hoạt động và tạo ra một khung làm việc chung giữa thẻ và thiết bị đầu cuối. C4 RFU Chƣa sử dụng
C5 GND Đƣờng tiếp đất
C6 Vpp Đƣờng kết nối nguồn lập trình (programming power connection) dùng để lập trình bộ nhớ không thay đổi trong chip
C7 I/O Đƣờng Input/Output cung cấp kênh bán công giữa thiết bị đầu cuối và thẻ
C8 RFU Chƣa sử dụng
Bảng 2. Định nghĩa các tiếp xúc của thẻ thông minh
Các tham số cho việc truyền thông ở tầng vật lý đƣợc miêu tả chi tiết trong chuẩn ISO/IEC 7816-3. Chuẩn này miêu tả mối quan hệ giữa thẻ thông minh và thiết bị đầu cuối - mối quan hệ “chủ” (thiết bị đầu cuối) và “tớ” (thẻ thông minh). Truyền thông đƣợc thiết lập khi thiết bị đầu cuối gửi tín hiệu cho thẻ thông minh qua các tiếp xúc.