Устройство банковских карт

Введение

Система безналичного расчёта создана в США во времена «торгового бума» (1940—50-е годы). В большинстве своём она заменила чековые книжки. В процессе своего развития происходила техническая модернизация карт. Сначала это был просто кусочек картона, затем он стал работать по принципу перфокарты, в начале 1970-х была разработана магнитная полоса, а в конце 1990-х в кредитные карты стали интегрироваться чипы.

Большинство платёжных карт имеют определённый стандартом ISO 7810 и используют в качестве носителя данных магнитную полосу, однако постепенно начинают применяться и чиповые карты. На лицевой стороне карты может быть любое изображение (граффити, картина, фотография) или просто фон. Кроме того, присутствует логотип платёжной системы, номер карты, имя владельца и срок действия карты.

На обратной стороне карты находится магнитная полоса, бумажная полоса с подписью владельца, а на некоторых — CVV2-код или его аналог.

Благодаря интенсивному развитию микроэлектроники в начале 70-х годов прошлого века, когда специалисты научились создавать микросхемы, обладающие функциями хранения информации с возможностью выполнения арифметических операций, которые занимали площадь всего несколько квадратных миллиметров на одном чипе, стало возможным появление технологии микропроцессорных или смарт-карт.

Существуют также и оптические карты. Они имеют большую емкость, чем карты памяти, но данные на них могут быть записаны только один раз. В таких картах используется WORM-технология (write once read many, то есть однократная запись — многократное чтение). Запись и считывание информации с такой карты производится специальной аппаратурой с использованием лазера (откуда другое название — лазерная карта). Технология, применяемая в картах, подобна той, которая используется в лазерных дисках. Основное преимущество таких карточек — возможность хранения больших объёмов информации свыше 4 мегабайт. Носителем информации на них является оптическая лента. На одной такой карточке можно разместить до 2000 страниц текста. Помимо текстовой информации на оптической карте можно хранить графические, звуковые, программные файлы и т. п.

Запись/считывание информации производится на основе оптической технологии. Обеспечивается возможность многоуровневой защиты информации.

Банковская карта может выпускаться банком как локальная (принадлежащая локальной платежной системе, как правило, в пределах одного государства) и международная (в рамках платежной системы, объединяющей множество банков-участников по всему миру); расчётная (дебетовая), кредитная и предоплаченная. Выпускаются также виртуальные карты. [1]

Устройство банковских карт

Пластиковая карточка представляет собой пластину стандартных размеров (85.6 мм 53.9 мм 0.76 мм), изготовленную из специальной, устойчивой к механическим и термическим воздействиям, пластмассы. Из проведенного в предыдущих разделах рассмотрения следует, что одна из основных функций пластиковой карточки - обеспечение идентификации использующего ее лица как субъекта платежной системы. Для этого на пластиковую карточку наносятся логотипы банка-эмитента и платежной системы, обслуживающей карточку, имя держателя карточки, номер его счета, срок действия карточки и пр.

В смарт-картах носителем информации является уже микросхема. У простейших из существующих смарт-карт - карт памяти - объем памяти может иметь величину от 32 байт до 16 килобайт. Карты памяти подразделяются на два типа: с незащищенной (полнодоступной) и защищенной памятью. В картах первого типа нет никаких ограничений на чтение и запись данных. Доступность всей памяти делает их удобными для моделирования произвольных структур данных, что представляется важным в некоторых приложениях. Карты с защищенной памятью имеют область идентификационных данных и одну или несколько прикладных областей. Идентификационная область карт допускает лишь однократную запись при персонализации, и в дальнейшем доступна только на считывание. Доступ к прикладным областям регламентируется и осуществляется по предъявлению соответствующего ключа. Уровень защиты карт памяти выше, чем у магнитных карт, и они могут быть использованы в прикладных системах, в которых финансовые риски, связанные с мошенничеством, относительно невелики. Что же касается стоимости карт памяти, то они дороже, чем магнитные карты. Однако в последнее время цены на них значительно снизились в связи с усовершенствованием технологии и ростом объемов производства. Стоимость карты памяти непосредственно зависит от стоимости микросхемы, определяемой, в свою очередь, емкостью памяти.

Карты с микропроцессором представляют собой, по сути микрокомпьютеры. Параметры наиболее мощных современных микропроцессорных карт сопоставимы с характеристиками персональных компьютеров начала восьмидесятых. Операционная система, хранящаяся в ПЗУ микропроцессорной карты, принципиально ничем не отличается от операционной системы ПК и предоставляет большой набор сервисных операций и средств безопасности. Именно поэтому микропроцессорные карты (и смарт-карты вообще) рассматриваются в настоящее время как наиболее перспективный вид пластиковых карт. Кроме того, смарт-карты являются наиболее перспективным типом пластиковых карт также и с точки зрения функциональных возможностей. Вычислительные возможности смарт-карт позволяют использовать, например, одну и ту же карту и в операциях с on-line авторизацией и как многовалютный электронный кошелек. Их широкое использование в системах VISA и Europay/MasterCard начнется уже в ближайшие год-два, а в течение десятилетия смарт-карты должны полностью вытеснить карты с магнитной полосой. [2]

1. Магнитная полоса (может отсутствовать).

На магнитной полосе находятся 1, 2 или 3 дорожки с данными.  
На первой полосе (специалисты называют её «track 1») записан PAN карты и имя её держателя (если карта именная). Вместо имени держателя может быть название организации для корпоративных карт. PAN (Primary Account Number) – номер карты. «Стандартная» его длина – 16 цифр. Но в реальности он может быть от 7 до 19 цифр. Последняя цифра в номере карты – проверочная.

На второй полосе карты находится главная информация («track 2»). Она состоит из PAN (номера карты), Expiration Date (дата, по которую включительно карта действительна), Service Code (сервисный код для работы программы терминала или банкомата с картой), Pin Verification Key Indicator, PVV (Pin Verification Value) и CVV1/CVC1.

Expiration Date – срок действия карты. Он также написан на её лицевой части после слов «VALID THRU» или «GOOD THRU». Состоит из двух частей: месяца и года. Обратите внимание, что срок дан «включительно». То есть, написан последний месяц, когда карта должна будет работать. Кроме того, она может иногда и кое-где работать и после его окончания. Бывают бессрочные карты (с «неограниченным» сроком действия).

Service Code (сервисный код) – это 3 (для Visa и MasterCard) или 4 (для AmEx) цифры, которые задают специальные параметры. Например, если в первой цифре сервис кода (для Visa или MasterCard) стоит «4» или «6», то это означает, что у этой карты есть чип. Увидев это, программа терминала может попросить кассира вставить карту в считыватель для чипа, чтобы использовать его для проведения транзакции. Кроме того, этот код может определять, что данная карта – только для покупок товаров (или услуг) или, наоборот, - только для снятия денег в банкомате.

PVV и Pin Verification Key Indicator – специфичные параметры, используемые для проверки вашего pin-кода. Всё, что написано после PVV на track 2, называют CVV1 (Card Verification Value) (Visa) или CVC1 (Card Verification Code) (MasterCard). Для обслуживания карты в POS-терминале или банкомате обязательно нужен track 2. Данные track 1 часто являются не обязательными.

Содержание лицевой стороны

На лицевой стороне карты обязательно должен быть написан номер.

Первые 4-ре цифры – это BIN (Bank Identification Number) банка. BIN выдаётся банку платёжной системой и является уникальным для данного банка.

Последние 4-ре цифры иногда используются для подтверждения подлинности магнитной полосы: кассир их вводит в терминал и таким образом терминал проводит проверку, что PAN на track 2 карты не был переписан.

Кроме номера, на лицевой стороне карты должна присутствовать Expiration Date (срок действия карты). Кроме того, там должен находиться логотип платёжной системы. Дальше всё зависит от типа карты. Для Visa Classic, например, обязательно должна быть голограмма с голубем. Этого же голубя можно увидеть, посмотрев на лицевую сторону карты в ультрафиолете. Всё остальное, что есть на карте – по желанию банка.

Цифры и буквы на лицевой стороне карты могут быть «выдавлены». Или – эмбоссированы. Машина, которая это делает, так и называется «эмбоссер». С помощью таких машин в банках и персонализируют («выпускают») карты из заготовок. Если карта эмбоссирована, её могут принять к оплате в магазине не только с помощью pos-терминала, но и с помощью импринтера. После «прокатки» карты в импринтере данные с её лицевой стороны копируются на специальный чек. Один чек отдаётся вам, второй – продавцу, третий посылается в банк обычной почтой или другим образом. [3]1

Изготовление пластиковых карт

Технология производства карт с магнитной полосой

Производство банковских карт — сложный технологический процесс, требующий наличия специального оборудования и материалов. Помимо этого, заготовки карт, содержащие признаки платежности и элементы защиты платежных систем могут выпускаться исключительно на предприятиях, прошедших сертификацию как по менеджменту качества, так и по физической и логической защищенности производства согласно стандартам платежных систем.

Процесс производства карт с магнитной полосой можно разделить на несколько этапов:

• Печать заготовок лицевой и оборотной стороны карт.
• Компоновка многослойной основы карт, её объединение в общий пакет и припрессовка магнитных полос (эти операции производятся на отдельном рабочем месте).
• Процесс спекания многослойной основы с элементами полиграфического оформления, ламинатом и магнитной полосой производится на специальном многоэтажном прессе при поддержании заданной температуры и давления, контролируемых микропроцессорной системой с последующим охлаждением пакета. В то время как одна партия листов проходит горячую обработку, другая охлаждается. Такая организация технологического процесса обеспечивает непрерывность производства.
• Подача готовых листов с магнитными полосами на резательную машину. После предварительной разрезки листов на полосы (при технологической необходимости), происходит окончательная вырубка заготовок с магнитной полосой.

Затем заготовка с магнитной полосой в зависимости от задачи, попадает на другие этапы производства — персонализацию и считывание информации, контроль качества записи.

Однако технология магнитных карт имеет существенные недостатки, к которым относится возможность считывания, уничтожения и перезаписи информации практически любым пользователем, имеющим доступ к соответствующему устройству записи и считывания. По этой причине карты с магнитной полосой не в полной мере подходят для хранения конфиденциальной информации.

Благодаря интенсивному развитию микроэлектроники в начале 70-х годов прошлого века, когда специалисты научились создавать микросхемы, обладающие функциями хранения информации с возможностью выполнения арифметических операций, которые занимали площадь всего несколько квадратных миллиметров на одном чипе, стало возможным появление технологии микропроцессорных или смарт-карт. [1]

Технология производства микропроцессорных карт (смарт-карт)

Главным компонентом микропроцессорной карты является модуль — функционально законченное изделие, позволяющее поместить микросхему в пластиковую карту и в дальнейшем взаимодействующее с терминалом. Модуль защищает микрокристалл от нежелательных внешних воздействий, в частности, от попадания на него влаги, из-за чего он может прекратить функционирование. Для контактной смарт-карты на модуле должны существовать контакты, взаимодействующие с терминальным устройством. В корпусе бесконтактной смарт-карты прокладывается шина, соединяющая модуль с входами интерфейсной микросхемы, которая встраивается в пластиковую карту вместе с другими её элементами.

При производстве дуальных карт (способных обмениваться информацией как посредством контактных площадок, так и по радиоинтерфейсу) инлет содержит только антенну и контактные площадки, находящиеся в зоне фрезерования. Вскрытые фрезой контакты присоединяются посредством токопроводящего клея к ответным контактным площадкам, расположенным на внутренней стороне модуля. Карты, имеющие не связанные друг с другом приложения на контактном чипе (например, банковское) и на бесконтактном (допустим, транспортное) проходят оба технологических процесса — как контактная, и как бесконтактная смарт-карта.

Основа для монтажа микрокристалла

При создании модуля микрокристалл присоединяется к основе, представляющей собой разновидность печатной платы, которая определяет топологию модуля, в том числе способ монтажа микрокристалла и места присоединения его выводов. На готовой смарт-карте видимая металлизированная поверхность контактных площадок является одной из сторон основы. Топологии, применяемые конкретными производителями модулей, и топологии различных микросхем смарт-карт могут отличаться.

На первоначальном этапе развития технологии смарт-карт выводные рамки производились только в виде пластин или полос, из которых отдельные рамки могли быть вычленены по отдельности. В настоящее время широко используется метод производства, в котором рамки расположены на свернутой в рулоне ленте. Перфорированную ленту можно использовать в оборудовании, необходимом для автоматизированного производства модулей. Рулоны с выводными рамками изготавливаются из гибкого фольгированного полиэфирного стеклопластика. Толщина слоя медной фольги составляет около 30 мкм. На ленте методом травления формируется контур, соответствующий топологии контактных площадок модуля. Затем поверхность контактов подвергается золочению с толщиной слоя 35 мкм, выполненному по подслою никеля, наносимого на медную поверхность выводной рамки. В ряде случаев контактные площадки металлизируются никелем с толщиной слоя 6 мкм.

Присоединение микрокристалла

На следующем этапе происходит прикрепление микрокристалла к выводной рамке. Этот процесс называется присоединением кристалла. Он заключается в приклеивании кристаллов на место, обозначенное на выводной рамке. Клей выдавливается шприцем на поверхность выводной рамки, микросхема помещается сверху и прижимается. Микросхема, выводная рамка и клей подвергаются термофиксации.

Монтаж микрокристалла

После того, как микросхема приклеена, её нужно присоединить к контактным площадкам выводной рамки. В настоящее время широко используются два различных метода монтажа микрокристалла. При первом методе выводные рамки прикрепляются пайкой к кристаллу, на контакты которого специальным образом наносится припой. Для этой цели на контакты кристалла могут накладываться медные шарики, которые затем обволакиваются припоем.

Второй процесс называется проволочным монтажом. Фрагмент проволоки толщиной 27 мкм прокладывается от микросхемы к каждой из контактных площадок. В настоящее время в качестве материала для изготовления проволоки в основном используется золото. Однако некоторые компании продолжают использовать алюминий или серебро. Несмотря на более высокую стоимость, использование золота имеет ряд преимуществ. Золотая проволока является наиболее подходящим материалом при высоком темпе работы сборочного оборудования, так как она обладает высокой пластичностью и не рвется при подаче с бобин. Самым существенным из них является то, что золото не подвержено коррозии, имеющей место при использовании алюминиевой проволоки в комплексе с золотой выводной рамкой, а также то обстоятельство, что алюминиевый монтаж всего за два-три месяца может стать хрупким, что неприемлемо для смарт-карты, срок службы которых составляет не менее семи лет по стандартам ISO.

Герметизация

После того, как монтаж проволоки завершен, производится герметизация модуля путём покрытия его обратной стороны полимером для защиты от воздействия внешней среды.

Формирование углубления в карте

На следующем технологическом этапе происходит соединение модуля с пластиковой картой. Для того, чтобы в пластиковой карте разместить модуль, в её поверхности должно быть сделано углубление (кавитет) по размеру без нарушения требований стандартов ISO по толщине карты (она должна составлять 0,76 мм).

Формирование углубления в карте может быть выполнено несколькими способами:

• склеиванием трех-четырёх слоев листового пластмассового материала, обычно поливинилхлорида. Затем фрезерование отверстия по посадочному размеру модуля;
• изготовлением карт с помощью метода литья под давлением, создающих углубления по заданным параметрам. В этом случае карточка изготавливается из АБС пластика или поликарбоната

Имплантация модуля

После того, как в пластиковой основе сделано углубление, модуль может монтироваться в карту на клеевую пленку с последующей термофиксацией под давлением. Процесс приклеивания активизируется нагреванием и давлением. Готовую карту можно тестировать, программировать и проверять, а затем использовать для конкретных приложений. Другой вариант имплантации модуля — использование жидкого клея на основе цианакрилата. При использовании этого метода модуль вдавливается в углубление, что обеспечивает растекание клеевой массы, дозировано нанесенной точечным способом, толщиной примерно 20 мкм. После этого происходит полимеризация клея.

Технология производства бесконтактных микропроцессорных карт

При формировании многослойной основы с элементами полиграфического оформления в пакете присутствуют инлетты (микросхемы со смонтированным в виде нескольких петель проводником, выполняющим роль антенны), как правило размещенные в середине слоя. Расположение микросхем в заготовке совпадает с размещением карт на листе и оптимизировано для всех технологических этапов — печати, спекания, вырубки. После процесса спекания в ламинаторах, листы подаются в вырубные пресса, где и происходит вырубка заготовок, уже содержащих в толще материала бесконтактные микросхемы. Далее происходит процесс персонализации.

Карты оптической памяти (лазерные карты)

Карты оптической памяти имеют большую емкость, чем карты памяти, но данные на них могут быть записаны только один раз. В таких картах используется WORM-технология (write once read many, то есть однократная запись — многократное чтение). Запись и считывание информации с такой карты производится специальной аппаратурой с использованием лазера (откуда другое название — лазерная карта). Технология, применяемая в картах, подобна той, которая используется в лазерных дисках. Основное преимущество таких карточек — возможность хранения больших объёмов информации свыше 4 мегабайт. Носителем информации на них является оптическая лента. На одной такой карточке можно разместить до 2000 страниц текста. Помимо текстовой информации на оптической карте можно хранить графические, звуковые, программные файлы и т. п.

Запись/считывание информации производится на основе оптической технологии. Обеспечивается возможность многоуровневой защиты информации.

Устройство ввода/ вывода данных на лазерную карту легко подключается к обычному персональному компьютеру и позволяет работать в режиме WORM . Записанную на карте информацию нельзя стереть, но существует возможность многократного ввода данных на носитель в пределах имеющегося объёма памяти.

При этом WORM обеспечивает постоянное хранение истории записи информации на карту и попыток доступа к данным.

Лазерные карты предназначены для хранения информации и создания банков данных в медицинских учреждениях, архивах и библиотеках.

Области применения лазерных оптических карт:

• службы безопасности — хранение данных для биометрической идентификации (образцы подписи, отпечатки пальцев, отпечатки ладоней). Лазерные карты могут использовать многоуровневую защиту в виде магнитных кодов, штрих-кодов, цветной термопечати и т. д.;
• медицина — хранение историй болезни пациентов, рентгенограмм, результатов анализов, ЭКГ, УЗИ, предписание врачей и т. д.;
• страхование — хранение атрибутов страхового полиса, паспортных данных владельца, полной информации об объектах страхования (имущество, недвижимость, автомобиль, здоровье и пр.);
• архивы и библиотеки — хранение текстов и рисунков и т. д.;
• хранение данных по автотранспортным средствам;
• водительское удостоверение;
• удостоверение личности;
• банковские карты.

В банковских технологиях оптические карточки распространения пока не получили вследствие высокой стоимости как самих карточек, так и считывающего оборудования.

Технология производства заготовок карт

Метод ламинирования

Метод ламинирования применяется сейчас для большей части изготавливаемых пластиковых карт, к которым предъявляются повышенные требования. При ламинировании отдельные слои листового материала формируются в цельный остов карты под воздействием высоких температур и давления. Попутно можно заметить, что отчасти использование многослойных материалов связано с технологическими ограничениями или технологическими особенностями. В частности, типичная толщина заготовки карты порядка 0,7—0,8 мм, в то время как большинство современных печатных машин предназначены для печати на материалах не толще 0,3—0,35 мм. Кроме того, у некоторых видов пластика пригодной для печати является только одна сторона: для печати карт с изображением на лице и на обороте приходится использовать две заготовки. Размещение в теле карты бесконтактного модуля также подразумевает необходимость использования многослойной основы карты.

Для формирования многослойных листов основы карт в технологической цепи их производства используются мощные гидравлические прессы с подогревом и охлаждением. Пресс контролирует встроенная микропроцессорная система, задающая циклы формирования каждого вида изделия. Конструкция современных прессов предусматривает обогрев одной стопы и охлаждение другой. В формовочных плитах прессов имеются каналы для ускоренного водяного охлаждения после завершения нагрева. Такая мера также обеспечивает непрерывный технологический процесс.

В процессе производства листы, загруженные в специальные ячейки, подаются со столов с роликами в загрузочные секции пресса, которые поочередно подводятся подъемным механизмом под уровень сборочного стола. Загруженные секции пресса механически помещаются в нагревательно-прессовальный узел.

При завершении цикла нагрева процесс повторяется: охлажденные ячейки со спрессованными листами поочередно выдвигаются из пресса на сборочные столы. Здесь снимаются верхние полированные металлические пластины, обеспечивающие требуемую гладкость поверхности, а готовые листы многослойного пластика подаются на конвейер для дальнейшей обработки или складируются.

Автоматизированные резательные и вырубные машины

Резательная машина и вырубной пресс-перфоратор снабжены оптической системой позиционирования листа, обеспечивающей индивидуальную сверку расположения полиграфического оформления с эталоном для каждой карточки на этих этапах процесса. Это позволяет выдерживать точность изготовления до + 0,01 мм на всех этапах создания изделия независимо от усадки материалов в процессе послойного формирования многослойного листа.

Оператор укладывает полиграфически оформленные, подвергнутые горячему формированию и проверке на качество, листы пластика на стапельную доску, после чего разрезает их до требуемого размера. При этом маркируются некондиционные карты. Разрезанные листы подхватываются с рабочего стола вакуумным подъемным устройством и устанавливаются на фотоэлементы резательной машины. Захваты позиционируют лист с помощью шаговых двигателей, управляемых датчиками системы позиционирования печати. После позиционирования лист зажимается и вырубается на отдельные карты, которые автоматически по конвейеру подаются в приемные устройства.

Отделочный вырубной пресс с автоматическим позиционированием печати рассчитан на автоматический прием от резательной машины полос с картами из ПВХ, АБС или других материалов, толщиной от 0,4 до 0,8 мм.

Чистовой вырубной пресс выполняет окончательную вырубку карт в соответствии со стандартными размерами по ISO и позволяет изготовить миллионы карт в течение гарантированного срока его службы. Он обеспечивает обрезку карт с получением высококачественной хорошо выраженной кромки. Перфораторы могут быть рассчитаны на работу с любыми форматами листов при производительности 30 000 карт в час и более.

Вырубленные карты автоматически доставляются конвейером к другим отделочным участкам в темпе, соответствующим заданной производительности линии.

Аппараты для нанесения голограмм позволяют уменьшать отходы дорогостоящего сырья и брак фольги. Типичный современный аппарат включает сдвоенный канал для одновременного тиснения голограмм на двух карточках при производительности до 7500 карт в час.

Карты подаются из сдвоенного магазина в два канала, каждый из которых имеет индивидуальный датчик оптического обнаружения изображения и геометрической привязки каждой накладываемой голограммы.

В аппаратах предусматривается возможность независимого возвратно-поступательного перемещения оптических датчиков по каждому каналу аппарата, что обеспечивает необходимую позиционную точность.

После операции тиснения, ножи отделяют лишнюю фольгу от поверхности карточки, создавая ровную кромку. Готовые карточки автоматически направляются на специальный переворачивающий карты конвейер, подающий их к устройству тиснения панелей для подписи.

Устройство тиснения панелей для подписи аналогично голограммному аппарату и включает сдвоенные каналы для их одновременного наложения на две карты, прошедшие процесс вырезки на отделочном штампе. Его производительность составляет до 8000 карточек в час.

В устройстве тиснения подписных панелей, как и в голограммном аппарате, имеются самовыравнивающиеся головки, которые управляются независимо и обеспечивают выдержку заданной температуре, необходимой для припрессовки подписных панелей к поверхности карты на заданном месте. Независимые регуляторы температуры с цифровым отсчётом в каналах этих устройств обеспечивают прецизионное регулирование подогрева головок.

Готовые карточки направляются в сдвоенный магазин для автоматической подачи их на инспекционный участок конвейера.

Контроль и упаковка заготовок

Карты, поданные конвейером в инспекционный коллектор, направляются под контролирующую головку, где одновременно полностью проверяются обе их стороны. При этом контролируются следующие параметры:

• верность позиционирования печатного изображения относительно края карты;
• цветовые характеристики, оттенки;
• верность позиционирования магнитной полосы;
• верность позиционирования голограммы;
• верность позиционирования панели для подписи;
• микротрещины, царапины;

Прошедшие электронную инспекцию карточки сбрасываются на конвейер для визуального осмотра на предмет обнаружения дефектов послойного формования или присутствия пыли, а также дефектов, которые не могут быть обнаружены данным электронным контролирующим устройством. В конце линии установлено автоматическое упаковочное устройство, на которое поступают карты, прошедшие инспекционный участок конвейера. Устройство отсчитывает требуемое число карточек для укладки в коробки, которые после закрытия обертываются термоусадочной пленкой.