بطاقة رقمية

يمكن أن يشير مصطلح البطاقة الرقمية ^[1] إلى عنصر مادي، مثل بطاقة الذاكرة الموجودة على الكاميرا، ^{[2] [3]} أو، بشكل متزايد منذ عام 2017، إلى المحتوى الرقمي المستضاف كبطاقة افتراضية أو بطاقة سحابية ، كتمثيل افتراضي رقمي لبطاقة مادية. يشتركان في غرض مشترك: إدارة الهوية ، أو بطاقة الائتمان ، أو بطاقة الخصم ، أو رخصة القيادة . يمكن للبطاقة الرقمية غير المادية، على عكس بطاقة الشريط المغناطيسي، محاكاة (تقليد) أي نوع من البطاقات. ^{[4] [1]}

يمكن للهاتف الذكي أو الساعة الذكية تخزين المحتوى من جهة إصدار البطاقة؛ ويمكن نقل عروض الخصم وتحديثات الأخبار لاسلكيًا عبر الإنترنت . تُستخدم هذه البطاقات الافتراضية بكميات كبيرة جدًا من قبل قطاع النقل الجماعي، لتحل محل التذاكر الورقية وبطاقات الشريط المغناطيسي السابقة. ^[5]

اخترع فالديمار بولسن التسجيل المغناطيسي على شريط فولاذي وسلك في الدنمارك حوالي عام 1900 لتسجيل الصوت. ^[6] في الخمسينيات من القرن الماضي، تم اختراع التسجيل المغناطيسي لبيانات الكمبيوتر الرقمية على شريط بلاستيكي مطلي بأكسيد الحديد. في عام 1960، استندت شركة آي بي إم إلى فكرة الشريط المغناطيسي وطورت طريقة موثوقة لتأمين الشرائط المغناطيسية على البطاقات البلاستيكية ، ^[7] كجزء من عقد مع حكومة الولايات المتحدة لنظام أمان. يحدد عدد من معايير المنظمة الدولية للمعايير ، ISO/IEC 7810 و ISO/IEC 7811 و ISO/IEC 7812 و ISO/IEC 7813 و ISO 8583 و ISO/IEC 4909 ، الخصائص الفيزيائية لهذه البطاقات، بما في ذلك الحجم والمرونة وموقع الشريط المغناطيسي والخصائص المغناطيسية وتنسيقات البيانات. تحدد هذه المعايير أيضًا خصائص البطاقات المالية، بما في ذلك تخصيص نطاقات أرقام البطاقات للمؤسسات المختلفة المصدرة للبطاقات.

مع ظهور التقدم التكنولوجي في شكل هواتف ذكية عالية الكفاءة وسهلة الحمل دائمًا وأجهزة محمولة وساعات ذكية ، تم تقديم مصطلح "البطاقة الرقمية". ^[1]

في 26 مايو 2011، أصدرت جوجل نسختها الخاصة من محفظة جوجل المستضافة على السحابة والتي تحتوي على بطاقات رقمية - بطاقات يمكن إنشاؤها عبر الإنترنت دون الحاجة إلى الحصول على بطاقة بلاستيكية في المقام الأول، على الرغم من أن جميع تجارها يصدرون حاليًا بطاقات بلاستيكية ورقمية. ^[8] هناك العديد من شركات إصدار البطاقات الافتراضية الموجودة في مناطق جغرافية مختلفة، مثل Weel في أستراليا وPrivacy في الولايات المتحدة.

بطاقة الشريط المغناطيسي هي نوع من البطاقات القادرة على تخزين البيانات عن طريق تخزينها على مادة مغناطيسية متصلة ببطاقة بلاستيكية. يمكن لجهاز الكمبيوتر تحديث محتوى البطاقة. تتم قراءة الشريط المغناطيسي عن طريق تمريره عبر رأس القراءة المغناطيسي . تُستخدم بطاقات الشريط المغناطيسي عادةً في بطاقات الائتمان وبطاقات الهوية وتذاكر النقل. قد تحتوي أيضًا على علامة تعريف بتردد الراديو (RFID) وجهاز إرسال واستقبال و/أو شريحة دقيقة تستخدم في الغالب للتحكم في الوصول أو الدفع الإلكتروني.

كان التخزين المغناطيسي معروفًا منذ الحرب العالمية الثانية وتخزين البيانات الحاسوبية في الخمسينيات من القرن العشرين. ^[7]

في عام 1969، خطرت فكرة لمهندس من شركة آي بي إم، وهي ربط قطعة من الشريط المغناطيسي، وهو وسيط التخزين السائد في ذلك الوقت، بقاعدة بطاقة بلاستيكية. وقد جربها، لكن النتيجة كانت غير مرضية. فقد كانت شرائط الشريط تنحني بسهولة، وتأثرت وظيفة الشريط سلبًا بالمواد اللاصقة التي استخدمها لربطه بالبطاقة. وبعد يوم محبط في المختبر محاولًا العثور على مادة لاصقة من شأنها أن تثبت الشريط بشكل آمن دون التأثير على وظيفته، عاد إلى المنزل ومعه عدة قطع من الشريط المغناطيسي وعدة بطاقات بلاستيكية. وعندما دخل منزله، كانت زوجته تكوي الملابس. وعندما أوضح له مصدر إحباطه ــ عدم قدرته على "إلصاق" الشريط بالبلاستيك حتى لا ينفصل، ولكن دون المساس بوظيفته ــ اقترحت عليه استخدام المكواة لإذابة الشريط. وقد جربها ونجحت. ^{[9] [10]} كانت حرارة المكواة عالية بما يكفي لربط الشريط بالبطاقة.

أدت التحسينات التدريجية من عام 1969 إلى عام 1973 إلى تطوير وبيع تطبيقات لما أصبح يُعرف باسم رمز المنتج العالمي (UPC). ^{[11] [12] [13]} أدى هذا الجهد الهندسي إلى إنتاج شركة IBM لأول بطاقات ائتمان وهوية بلاستيكية ذات خطوط مغناطيسية تستخدمها البنوك وشركات التأمين والمستشفيات والعديد من الشركات الأخرى. ^{[11] [14]}

كان من بين العملاء الأوائل البنوك وشركات التأمين والمستشفيات، التي زودت شركة IBM ببطاقات بلاستيكية خام مطبوعة مسبقًا بشعاراتها، إلى جانب قائمة بمعلومات الاتصال والبيانات التي كان من المقرر تشفيرها ونقشها على البطاقات. ^[14] تضمنت عملية التصنيع ربط الشريط المغناطيسي بالبطاقات البلاستيكية المطبوعة مسبقًا باستخدام عملية الختم الساخن التي طورتها شركة IBM. ^{[15] [16]}

بدأت شركة IBM أعمال التطوير في عام 1969، ولكنها كانت لا تزال بحاجة إلى المزيد من العمل. وكانت الخطوات المطلوبة لتحويل الوسائط ذات الخطوط المغناطيسية إلى جهاز مقبول في الصناعة تشمل:

1. إنشاء المعايير الدولية لمحتوى سجل الشريط، بما في ذلك المعلومات، وبأي تنسيق، واستخدام رموز التعريف.
2. اختبار الجهاز المقترح ميدانيا ومعايير قبوله في السوق.
3. تطوير خطوات التصنيع اللازمة لإنتاج كميات كبيرة من البطاقات المطلوبة.
4. تعديل المعدات المتوفرة لتمكينها من إصدار وقبول الشرائط والبيانات المرتبطة بها.

تم إدارة هذه الخطوات في البداية بواسطة جيروم سفيجالز من قسم الأنظمة المتقدمة في شركة IBM، لوس جاتوس، كاليفورنيا ، من عام 1966 إلى عام 1975.

في أغلب بطاقات الشريط المغناطيسي، يكون الشريط المغناطيسي محصورًا في فيلم يشبه البلاستيك. يقع الشريط المغناطيسي على مسافة 0.223 بوصة (5.7 مم) من حافة البطاقة، ويبلغ عرضه 0.375 بوصة (9.5 مم). يحتوي الشريط المغناطيسي على ثلاثة مسارات، يبلغ عرض كل منها 0.110 بوصة (2.8 مم). يتم تسجيل المسارين الأول والثالث عادةً بمعدل 210 بت لكل بوصة (8.27 بت لكل مم)، بينما يكون للمسار الثاني عادةً كثافة تسجيل تبلغ 75 بت لكل بوصة (2.95 بت لكل مم). يمكن أن يحتوي كل مسار إما على أحرف أبجدية رقمية مكونة من 7 بتات، أو أحرف رقمية مكونة من 5 بتات. تم إنشاء معايير المسار 1 بواسطة صناعة الطيران (IATA) . تم إنشاء معايير المسار 2 بواسطة صناعة الخدمات المصرفية (ABA) . تم إنشاء معايير المسار 3 بواسطة صناعة الادخار.

يمكن قراءة الشرائط المغناطيسية التي تتبع هذه المواصفات عادةً بواسطة معظم أجهزة نقاط البيع ، والتي هي ببساطة أجهزة كمبيوتر عامة الغرض تم برمجتها لأداء المهام المطلوبة. تشمل أمثلة البطاقات التي تلتزم بهذه المعايير بطاقات الصراف الآلي ، والبطاقات المصرفية (بطاقات الائتمان والخصم بما في ذلك Visa و MasterCard )، وبطاقات الهدايا ، وبطاقات الولاء ، ورخص القيادة ، وبطاقات الهاتف ، وبطاقات العضوية ، وبطاقات نقل المزايا الإلكترونية (مثل طوابع الطعام )، وأي تطبيق تقريبًا لا يتم فيه تخزين القيمة النقدية أو المعلومات الآمنة على البطاقة نفسها. تستخدم العديد من مراكز ألعاب الفيديو والترفيه الآن أنظمة بطاقات الخصم القائمة على بطاقات الشريط المغناطيسي.

يمكن اكتشاف استنساخ الشريط المغناطيسي من خلال تنفيذ رؤوس قارئ البطاقات المغناطيسية والبرامج الثابتة التي يمكنها قراءة توقيع الضوضاء المغناطيسية المضمنة بشكل دائم في جميع الشرائط المغناطيسية أثناء عملية إنتاج البطاقة. يمكن استخدام هذا التوقيع جنبًا إلى جنب مع مخططات المصادقة الثنائية الشائعة المستخدمة في أجهزة الصراف الآلي ونقاط البيع بالتجزئة وتطبيقات البطاقات المدفوعة مسبقًا. ^[17]

تتجاهل بعض أنواع البطاقات عمدًا معايير ISO فيما يتعلق بنوع البيانات المسجلة في كل مسار، وتستخدم تسلسلات البيانات الخاصة بها بدلاً من ذلك؛ وتشمل هذه بطاقات مفاتيح الفنادق، ومعظم بطاقات المترو والحافلات، وبعض بطاقات الاتصال المدفوعة مسبقًا الوطنية (مثل دولة قبرص ) حيث يتم تخزين الرصيد وصيانته مباشرة على الشريط وليس استرجاعه من قاعدة بيانات بعيدة.

يوجد ما يصل إلى ثلاثة مسارات على البطاقات المغناطيسية تُعرف بالمسارات 1 و2 و3. المسار 3 غير مستخدم تقريبًا من قبل الشبكات العالمية الكبرى ^{[ بحاجة لمصدر ]} ، وغالبًا ما لا يكون موجودًا فعليًا على البطاقة بحكم الشريط المغناطيسي الضيق. تقرأ أجهزة قراءة بطاقات نقاط البيع دائمًا المسار 1 أو المسار 2 وأحيانًا كليهما، في حالة عدم إمكانية قراءة أحد المسارين. توجد معلومات حساب حامل البطاقة الدنيا اللازمة لإتمام المعاملة على كلا المسارين. يتمتع المسار 1 بكثافة بت أعلى (210 بت لكل بوصة مقابل 75)، وهو المسار الوحيد الذي قد يحتوي على نص أبجدي، وبالتالي فهو المسار الوحيد الذي يحتوي على اسم حامل البطاقة.

المسار 1 مكتوب باستخدام الكود المعروف باسم DEC SIXBIT بالإضافة إلى التكافؤ الفردي . المعلومات الموجودة في المسار 1 على البطاقات المالية موجودة في عدة تنسيقات: A ، وهو مخصص للاستخدام الخاص لجهة إصدار البطاقة، B ، وهو موصوف أدناه، CM ، وهو مخصص للاستخدام من قبل اللجنة الفرعية X3B10 التابعة لـ ANSI و NZ ، وهو متاح للاستخدام من قبل جهات إصدار البطاقات الفردية:

الشكل ب:

• حارس البداية  — حرف واحد (عادةً '%')
• تنسيق الكود = "B"  — حرف واحد (أبجدي فقط)
• رقم الحساب الأساسي (PAN) — ما يصل إلى 19 حرفًا. عادةً، ولكن ليس دائمًا، يتطابق مع رقم بطاقة الائتمان المطبوع على الجهة الأمامية للبطاقة.
• فاصل الحقل  — حرف واحد (عادةً '^')
• الاسم  — من 2 إلى 26 حرفًا، مع فصل الألقاب بمسافة إذا لزم الأمر، فاصل اللقب: /
• فاصل الحقل  — حرف واحد (عادةً '^')
• تاريخ انتهاء الصلاحية  — أربعة أحرف بصيغة YYMM.
• رمز الخدمة  - ثلاثة أحرف
• البيانات التقديرية  — قد تتضمن مؤشر مفتاح التحقق من رقم التعريف الشخصي (PVKI، حرف واحد)، وقيمة التحقق من رقم التعريف الشخصي (PVV، 4 أحرف)، وقيمة التحقق من البطاقة أو رمز التحقق من البطاقة (CVV أو CVC، 3 أحرف)
• حارس النهاية  — حرف واحد (عادةً '؟')
• فحص التكرار الطولي ( LRC ) — هو عبارة عن حرف واحد وحرف صلاحية يتم حسابهما من بيانات أخرى على المسار.

تم تطوير هذا التنسيق بواسطة الصناعة المصرفية (ABA). تمت كتابة هذا المسار باستخدام مخطط مكون من 5 بتات (4 بتات بيانات + 1 تكافؤ)، مما يسمح بستة عشر حرفًا محتملًا، وهي الأرقام من 0 إلى 9، بالإضافة إلى الأحرف الستة  : ; < = > ? . (قد يبدو من الغريب أن يتم اختيار رموز الترقيم هذه، ولكن باستخدامها، تتطابق مجموعة الأحرف الستة عشر مع نطاق ASCII من 0x30 إلى 0x3f.) تنسيق البيانات هو كما يلي:

• حارس البداية  — حرف واحد (عادةً ';')
• رقم الحساب الأساسي (PAN) — ما يصل إلى 19 حرفًا. عادةً، ولكن ليس دائمًا، يتطابق مع رقم بطاقة الائتمان المطبوع على الجهة الأمامية للبطاقة.
• الفاصل  — حرف واحد (عادةً '=')
• تاريخ انتهاء الصلاحية  — أربعة أحرف بصيغة YYMM.
• رمز الخدمة  — ثلاثة أرقام. يحدد الرقم الأول قواعد التبادل، ويحدد الرقم الثاني معالجة التفويض، ويحدد الرقم الثالث نطاق الخدمات
• البيانات التقديرية  - كما في المسار الأول
• حارس النهاية  — حرف واحد (عادةً '؟')
• فحص التكرار الطولي ( LRC ) — هو عبارة عن حرف واحد وحرف صلاحية يتم حسابهما من بيانات أخرى على المسار. لا تجعل معظم أجهزة القراءة فحص التكرار الطولي متاحًا للعرض، ولكنها تستخدمه للتحقق من المدخلات داخليًا للجهاز.

قيم رموز الخدمة الشائعة في البطاقات المالية:

الرقم الأول

1: التبادل الدولي موافق

2: التبادل الدولي، استخدم IC (الشريحة) حيثما كان ذلك ممكنًا

5: التبادل الوطني فقط إلا في ظل اتفاق ثنائي

6: التبادل الوطني فقط باستثناء الاتفاق الثنائي، استخدم IC (الشريحة) حيثما كان ذلك ممكنًا

7: لا يتم التبادل إلا بموجب اتفاق ثنائي (حلقة مغلقة)

9: اختبار

الرقم الثاني

0: عادي

2: الاتصال بالجهة المصدرة عبر الوسائل الإلكترونية

4: الاتصال بالجهة المصدرة عبر الوسائل الإلكترونية باستثناء الاتفاق الثنائي

الرقم الثالث

0: لا توجد قيود، مطلوب رقم التعريف الشخصي (PIN)

1: لا توجد قيود

2: السلع والخدمات فقط (لا يوجد نقد)

3: أجهزة الصراف الآلي فقط، مطلوب رقم التعريف الشخصي (PIN)

4: نقدا فقط

5: السلع والخدمات فقط (لا يوجد نقد)، مطلوب رقم التعريف الشخصي (PIN)

6: لا توجد قيود، استخدم رقم التعريف الشخصي (PIN) عندما يكون ذلك ممكنًا

7: السلع والخدمات فقط (لا نقدًا)، استخدم رقم التعريف الشخصي (PIN) حيثما أمكن

تحدد الجمعية الأمريكية لمسؤولي المركبات الآلية البيانات المخزنة على الشرائط المغناطيسية على رخص القيادة الأمريكية والكندية . لا تستخدم جميع الولايات والمقاطعات شريطًا مغناطيسيًا على رخص القيادة الخاصة بها. للحصول على قائمة بتلك التي تستخدمها، راجع قائمة AAMVA. ^{[18] [19]}

يتم تخزين البيانات التالية على المسار 1: ^[20]

يتم تخزين البيانات التالية على المسار 2:

• رقم معرف الجهة المصدرة ISO (IIN) - 6 أرقام ^[21]
• رخصة القيادة / رقم الهوية - 13 رقمًا
• فاصل الحقل  - بشكل عام '='
• تاريخ انتهاء الصلاحية (YYMM) - 4 أرقام
• تاريخ الميلاد (YYYYMMDD) - 8 أرقام
• تجاوز DL/ID# - 5 أرقام (إذا لم تكن هناك معلومات لإدخالها في هذا الحقل، فسيتم استخدام فاصل الحقل بدلاً من ذلك.)
• حارس النهاية - حرف واحد ('?')

يتم تخزين البيانات التالية على المسار 3:

ملاحظة: لكل ولاية مجموعة مختلفة من المعلومات التي تقوم بترميزها، وليست كل الولايات متشابهة. ملاحظة: بعض الولايات، مثل تكساس، ^[22] لديها قوانين تقيد الوصول إلى المعلومات القابلة للقراءة إلكترونيًا والمشفرة على رخص القيادة أو بطاقات الهوية واستخدامها في ظل ظروف معينة.

البطاقات الذكية هي جيل جديد من البطاقات التي تحتوي على دائرة متكاملة . تحتوي بعض البطاقات الذكية على جهات اتصال معدنية لتوصيل البطاقة كهربائيًا بالقارئ ؛ وهناك أيضًا بطاقات بدون تلامس تستخدم مجالًا مغناطيسيًا أو ترددًا لاسلكيًا ( RFID ) للقراءة عن قرب.

تتضمن البطاقات الذكية الهجينة شريطًا مغناطيسيًا بالإضافة إلى الشريحة - يتم العثور على هذه التركيبة عادةً في بطاقات الدفع ، لجعلها قابلة للاستخدام في محطات الدفع التي لا تتضمن قارئ بطاقات ذكية.

أصبحت البطاقات التي تحتوي على الميزات الثلاث (الشريط المغناطيسي، وشريحة البطاقة الذكية، وشريحة RFID) شائعة أيضًا حيث تتطلب المزيد من الأنشطة استخدام مثل هذه البطاقات. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

خلال مؤتمر DEF CON 24، قدم ويستون هيكر عرضًا عن اختراق مفاتيح الفنادق وأنظمة نقاط البيع. في المحاضرة، وصف هيكر الطريقة التي تعمل بها بطاقات الشريط المغناطيسي واستخدم برنامج التزييف، ^[23] ولوحة Arduino للحصول على وصول إداري من مفاتيح الفندق، عبر موظفي الخدمة الذين يمرون بجانبه. يزعم هيكر أنه استخدم مفاتيح إدارية من أنظمة نقاط البيع على أنظمة أخرى، مما يوفر فعليًا الوصول إلى أي نظام مزود بقارئ شريط مغناطيسي، مما يوفر الوصول لتشغيل الأوامر المميزة. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

يتم عادةً التعرف على الهوية باستخدام البطاقة الرقمية بعدة طرق:

1. عرض رمز الاستجابة السريعة على الهاتف الذكي للعميل للمضيف المحدد ( أي أمين الصندوق ). يضمن رمز الاستجابة السريعة الفريد الخصوصية لكل عميل.
2. تفعيل اتصال بروتوكول NFC عن طريق وضع الهاتف الذكي بالقرب من قارئ NFC (باستخدام طريقة محاكاة بطاقة المضيف ).
3. استخدام IoB (التعريف عبر البلوتوث، وهي طريقة قديمة ونادراً ما يتم استخدامها) أو PoB (الدفع عبر البلوتوث).

• تنسيقات الشريط المغناطيسي أرشيف 28 سبتمبر 2014، على موقع Wayback Machine
• مقارنة موجزة بين تقنية الشريط المغناطيسي وتقنية تحديد الترددات الراديوية (2012)
• نبذة مختصرة عن تقنية البطاقات القابلة لإعادة البرمجة (2012)
• معايير التطوير المغناطيسي والترميز المغناطيسي