Carte à puce

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La carte à puce est une carte plastifiée aux dimensions de 85,6 × 54 millimètres avec une épaisseur de l'ordre de 70 à 90 centièmes de millimètres. Elle comporte au moins un circuit intégré (la puce).

Sommaire 1 Histoire de la carte à puce 2 Composition 3 Taxonomie 4 Standards 5 Fonctionnement 6 Quelques utilisations 7 Entreprises dans le domaine de la carte à puce 8 Livres 9 Références 10 Voir aussi

[modifier] Histoire de la carte à puce

Contrairement à la pensée générale, les cartes à puce ne sont pas une invention française de Roland Moreno. C'est en 1967 qu'elles ont vu le jour grâce à deux allemands : Jürgen Dethloff et Helmut Gröttrup. Ils déposèrent un brevet en 1969. Presque simultanément, un japonais, Kunitaka Arimura, puis un américain de chez IBM, Paul Castrucci déposèrent chacun un brevet relatif à la carte à puce respectivement en 1970 et 1971.

Ce n'est qu'à partir de 1974 que Roland Moreno, suite à ses propres recherches et prototypes, dépose 47 brevets dans 11 pays sur les cartes à mémoire. Donc à défaut de l'inventer, le français l'a breveté et s'est assuré les retombées financières des cartes à puces. Il est aujourd'hui considéré comme l'inventeur officiel de la carte à puce. L'"intelligence" était alors entièrement contenue dans l'électronique du dispositif de lecture/écriture. La disponibilité des microprocesseurs et des "brûleurs de PROM" rendait la sécurité de ce type de cartes aussi problématique que celle des cartes à bande magnétique.

Les premières cartes à puce étaient passives : l'équivalent d'un ensemble de fusibles (cartes téléphoniques, cartes de stationnement) formant la mémoire de travail, sous la protection d'une circuiterie logique interdisant l'écriture frauduleuse.

En 1977, un ingénieur de CII-Honeywell-Bull, Michel Ugon, dépose les premiers brevets de la carte à microprocesseur (ou microcalculateur). Les recherches entreprises par Michel Ugon débouchent le 21 mars 1979, après une étroite collaboration avec Motorola. Cette carte a deux puces, appelée CP8, fut essentielle pour prouver la faisabilité des concepts.

En 1981, le GIE (Groupement d'intérêt économique) "Carte à Mémoire" lance trois expérimentations de la carte à puce, respectivement à Blois avec Bull, Caen avec Philips, et Lyon avec Schlumberger. L'expérimentation de Caen se terminera en juin 1984, ... à l'occasion des commémorations du 40ème anniversaire du débarquement allié en Normandie, les anciens combattants n'ayant pas encore ce type de moyen de paiement.

En 1985, le GIE Carte Bancaire, qui a succédé au GIE "Carte à Mémoire" commande 16 millions de cartes a microcalculateur de type CP8, qui conduiront à la généralisation de la carte à puces en France dès 1992.

[modifier] Composition

La puce d'une carte typique (la carte bancaire B0') est constituée d'un microprocesseur 8 bits tournant à une vitesse de 4 MHz, elle dispose de 6 à 32 Ko de ROM, de 256 à 2048 octets de RAM et de 1 à 32 Ko d'EEPROM. La puce dispose en outre d'une seule ligne d'entrée-sortie.

Les cartes à puce de haut de gamme récentes (2005) contiennent des microprocesseurs plus puissants (32 bits à plus de 10 MHz) et des quantités de mémoire plus importantes (dépassant les 256 Ko d'EEPROM, 512 Ko de ROM). Les types de mémoire rencontrées dans les cartes à puce se diversifient également, notamment avec l'introduction de Mémoire Flash de plusieurs Mo à partir de 2005.

La puce composant peut être accessible

• électriquement par des contacts de cuivre
• de façon électromagnétique, à courte ou moyenne portée, via une antenne interne dont les spires sont moulées dans l'épaisseur de la carte pour les cartes sans contact.
• par une combinaison des deux précédentes : on parle alors de cartes Avec et Sans Contact (ou ASC) ou de carte "mixte".

[modifier] Taxonomie

La carte à puce succède :

• aux cartes en carton embossées
• aux cartes à codes barres
• aux cartes plastiques à pistes magnétiques.

Il existe trois catégories de cartes à puces :

• Les cartes à mémoire (comme les télécartes de France Télécom)
• Les cartes à logique cablée, qui sont par exemple utilisées dans certains décodeurs de chaîne payante.
• Les cartes à microprocesseurs proprement dites, qui peuvent être :
  • mono-applicatives, comme par exemple les cartes bancaires B0' ou les cartes Cryptographique pour la sécurité informatique avec l'utilisation de la technologie PKI..
  • multi-applicatives, comme les cartes bancaires EMV, ou les cartes SIM des téléphones mobiles.

[modifier] Standards

Les principaux standards en matière de carte à puce sont le fruit des travaux de l'ISO. La norme internationale ISO-7816 est découpée en 15 parties dont :

• ISO-7816-1 : caractéristiques physiques de la carte
• ISO-7816-2 : emplacement des contacts électriques
• ISO-7816-3 : nature des signaux électriques et protocole de transmission entre le terminal et la carte.
• ISO-7816-4 : organisation des données et sécurisation
• ISO-7816-5 : procédure d'inscription des applications
• ISO-7816-6 : données communes et règles de codage.

et d'autres... dont :

• ISO-7816-12 : principe de fonctionnement d'une carte à puce USB

• ISO 14443 définit le fonctionnement des cartes à puce sans contact (équivalent des ISO 7816-1/2/3 en contact)

D'autres technologies apparaissent rapidement, et d'autres organismes de normalisation interviennent. Citons :

• ETSI : pour les téléphones mobiles
• EMVCo : consortium bancaire regroupant Visa, Mastercard et JCB
• ECMA : pour la communication NFC (Near Fiel Communication)

La capacité des cartes à puce évoluant (1 Giga octet), des protocoles de communication rapides apparaissent : USB (dont USB-Inter chip) et MMC/SD. Les besoins de communication sans contact ont pour leur part donné naissance aux protocoles SWP (Single Wire Protocol) et NFC-Wi.

[modifier] Fonctionnement

Actuellement, elles comportent souvent un microcontrôleur les rendant actives et permettant des fonctions plus élaborées, en particulier des reconnaissances de clé. Elles comportent principalement une zone mémoire, ainsi que plusieurs dispositifs de calcul destinés (entre autres) à la cryptographie. Ainsi, une fois insérées dans un lecteur, elles se comportent en fait comme un micro-ordinateur capable d'effectuer des traitements d'information.

Un programme de codage (décodage) et/ou un code (mot de passe) dans la puce, inaccessibles de l'extérieur, sont garants d'une bonne sécurité (au sens bancaire).

Elles sont aujourd'hui particulièrement répandues dans des applications comme les cartes bancaires françaises, les cartes Vitale, mais aussi les cartes SIM utilisées dans les téléphones portables pour l'identification du propriétaire et la sauvegarde d'informations diverses (numéros de téléphone et autres).

Avant d'être remise à la personne qui l'utilisera, une carte à puce est normalement 'personnalisée' électriquement (par l'organisme émetteur) via un encodeur de cartes et un programme informatique (outil de personnalisation), afin d'inscrire dans la puce les informations nécessaires à son utilisation. Par exemple, on inscrira dans une carte bancaire les références bancaires de l'utilisateur, ou dans la carte d'un contrôle d'accès, les autorisations accordées au porteur de la carte. La personnalisation consiste également à imprimer des donnés supplémentaires (nom de la personne, photo, etc) sur la carte, par exemple à l'aide d'une imprimante à sublimation, au dessus d'une pre-impression offset.

On peut considérer jusqu'à un certain point que les clefs USB, récemment apparues, font partie de la famille des « cartes à mémoire », mais il faut noter que leur mémoire n'intègre aucune protection limitant son accès, contrairement aux cartes à puce proprement dites, dont l'une des caractéristiques majeures est de protéger les données qu'elles contiennent de toute intrusion.

Il existe en outre des cartes à puce fonctionnant à distance, par ondes radio. Certaines de ces cartes fonctionnent aussi comme des cartes "classiques" - c'est-à-dire qu'on peut accéder aux données contenues dans la puce à partir d'un lecteur à contacts. Dans ce cas ces cartes sont dites mixtes.

Les cartes à distance possèdent une antenne et un convertisseur de signal associés à la puce. L'antenne perçoit le signal (alternatif) émis à distance par le terminal, et le convertisseur transforme ce signal d'une part en un courant continu qui alimente la puce, d'autre part en un courant alternatif appelé horloge qui sert à synchroniser les échanges de la puce et du terminal dans le temps.

Les cartes de transport Navigo sont un exemple de cartes mixtes.

[modifier] Quelques utilisations

• Monétique :
  • carte bancaire : Groupement Cartes Bancaires, nouvelles cartes EMV, etc.
  • porte-monnaie : Octopus, Moneo en France, Proton en Belgique, Geldkarte en Allemagne, dont la particularité est de servir à la certification de l'âge des clients des distributeurs automatiques de cigarettes.
• Identification :
  • Cartes d'identité nationales (eID en Belgique). (Carte d'identité électronique belge offerte à Bill Gates lors de sa venue en Belgique en 2005)
  • E-passeports (Août 2006 en France)
• Enseignement (comme carte d'étudiant^[1] et/ou de restauration, comme carte de lycéen)
• téléphonie mobile (carte SIM),
• prépaiement de télécommunications,
• secteur médical (par exemple carte Vitale en France, carte SIS en Belgique).
• Titre de transport
  • Passe Navigo à Paris, Oyster à Londres,
  • Korrigo
• Sécurité informatique (authentification forte et signature électronique). Dans ce cas la carte contient un cryptoprocesseur pour la génération des clés et le stockage de la clé privée.
  • Dans ce cas la technologie PKI Infrastructure à clés publiques est utilisée.
    • Utilisation de la carte à puce pour l'authentification forte au domain Microsoft (Kerberos PKINIT - Smart Card Logon), applications Web (SSL), VPN
    • Signature de documents, de message électronique, d'un workflow, etc.

[modifier] Entreprises dans le domaine de la carte à puce

L'industrie de la carte à puce implique différents acteurs : les fondeurs fabriquent le hardware (les puces de silicium), les encarteurs fabriquent la carte proprement dite en intégrant la puce de silicium dans une carte plastique, les développeurs de système d'exploitation ou d'applets conçoivent les logiciels qui s'exécutent dans la carte à puce elle même. Enfin, les fabricants de lecteurs fournissent aux intégrateurs et développeurs d'applications le matériel nécessaire pour s'interfacer avec la carte à puce.

• Alios Smart Cards on Demand
• Distributeur de solution basées sur des cartes à puces
• Americam, Montréal
• Ask
• Ascom
• BG Ingenierie
• Gemalto
• GFI Solutions
• Giesecke & Devrient
• HPS
• IBM [1]
• I'M Technologies
• nCryptone
• InSeal Contactless
• INSIDE Contactless
• MaskTech
• Micropross
• [2]
• Oberthur Card Systems
• Pro-Active
• Sagem Orga [3]
• Setec
• Siemens [4]
• Smart Card Integrators
• Telesec
• Atmel [5]
• Infineon [6]
• NXP http://www.nxp.com/ (anciennement Philips Semiconductors)]
• Renesas http://www.renesas.com]
• STMicroelectronics [7]

[modifier] Livres

La Carte à Puce, Collection Que Sais Je ?, n°3492, Editeur PUF, 1999

Plus loin avec les cartes à puce, Patrick Gueule, collection ETSF, ISBN : 2100072358, 2004

Cartes à puce, Patrick Gueule, collection ETSF,ISBN : 2100057367, 1998

[modifier] Références

• Une référence incontournable du traitement de l'information des cartes à puce
• La référence de la fabrication innovante de carte à puce

[modifier] Voir aussi

• un acteur du traitement des informations de la carte à puce
• Le site français de référence de la carte à puce
• Nombreuses images de cartes à puce : fidelité, santé,....
• Explications & Lecture d'une carte à puce à l'aide d'un PC - Beroux.com
• Jurgen Dethloff, Helmut Grotrupp
• Kunitaka Arimura
• Moyen de paiement
• Télécarte
• Spécifications Pc/Sc
• Authentification forte
• Mifare