Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
La carte à puces désigne les supports de sécurité contenant un circuit électronique intégré capable de mémoriser ou de traiter les informations. La carte à puces est à la base de la sécurité des systèmes informatiques. Elle a fait ses preuves dans de nombreux secteurs en tant que moyen de paiement, d’identification ou d’authentification. Aujourd’hui, à la vue des progrès des semi-conducteurs et de l’évolution des techniques de programmation, on prévoit des développements considérables de la carte à puces, qui constitue, pour beaucoup d’applications, une solution particulièrement bien adaptée aux enjeux socio-économiques de notre société.
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Jean-Pierre TUAL : Directeur des Relations Industrielles - Direction Technologie et Innovation, Gemalto
INTRODUCTION
Le nom de carte à puces est couramment utilisé pour désigner des supports de sécurité qui ont les mêmes dimensions qu’une carte de crédit en matière plastique et qui contiennent un circuit électronique intégré capable de mémoriser ou de traiter les informations. L’ AFNOR (Association Française de Normalisation) a retenu le terme de cartes à microcircuits à contacts, car l’interface électrique de ces cartes est assurée par des liaisons galvaniques. De nouvelles cartes à interface sans contact, basée sur liaison radiofréquence sont cependant de plus en plus répandues.
La carte à puces, dont la gestation a pu sembler très longue, est à la base de la sécurité des systèmes informatiques. Elle a désormais fait ses preuves dans de nombreux secteurs de l’activité humaine en tant que moyen de paiement, d’identification sur les réseaux fixes (de type Internet), mobiles (GSM ou UMTS) ou multimédia (télévision à péage), d’authentification pour les services gouvernementaux (cartes d’identité, passeports électroniques). Aujourd’hui, la carte SIM, ou USIM, clé d’accès aux réseaux de téléphonie mobile, constitue probablement le composant électronique intelligent le plus utilisé dans le monde (plus d’un milliard d’unités vendues en 2005 !). De même, la carte bancaire à microcalculateur, dont l’utilisation s’est généralisée en France depuis 1992, est en train de connaître une croissance quasi exponentielle avec une généralisation de son utilisation en Europe et des perspectives de déploiement très fortes au Japon, en Chine ainsi qu’aux États-Unis en version « sans contact ».
À la vue des progrès continuels des semi-conducteurs et de l’évolution des techniques de programmation utilisables, on prévoit à moyen et long terme des développements considérables de la carte à puces, qui constitue, pour beaucoup d’applications, une solution particulièrement bien adaptée aux enjeux socio-économiques de notre société.
En électronique et en informatique, il existe un grand nombre de termes ou d’abréviations anglais non traduisibles. Ces termes sont donc repris en tant que tels dans cet article.
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VERSIONS
- Version courante de déc. 2019 par Jean-Pierre TUAL, Stéphane GRELLIER, Joseph LEIBENGUTH, Philippe PROUST
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Cryptologie et sécurité2. Semi-conducteurs pour cartes à puces
Le cœur d’une carte à puces est constitué d’un composant électronique monolithique en silicium introduit dans l’épaisseur d’une carte en plastique. Avant d’aborder les deux grandes familles de composants utilisés pour les cartes à logique câblée et celles à microprocesseur, donnons un aperçu des technologies qui permettent de réaliser ces puces.
2.1 Technologies
À la genèse des cartes à puces, deux filières technologiques étaient en présence selon le type de transistor utilisé pour réaliser les circuits logiques. D’un côté, la technologie dite bipolaire réalisant un effet d’amplification de courant par la diffusion de porteurs majoritaires à travers les jonctions adjacentes de trois semi-conducteurs dopés. De l’autre, la technologie MOS (Metal Oxide Semiconductor ) fondée sur des transistors unipolaires utilisant la conduction d’un seul type de porteurs dans un mince canal contrôlé par une électrode isolée. Suivant en cela la logique économique reprise par l’ensemble de l’industrie électronique, l’industrie de la carte à puces s’est ralliée massivement, dès l’origine, à la filière MOS. Les raisons principales sont, d’une part, des puissances consommées beaucoup plus faibles qu’en bipolaire, et d’autre part de très grandes capacités d’intégration. Au cours des deux dernières décennies, un autre avantage déterminant est l’évolution de la technologie CMOS (Complementary MOS ), qui se traduit par une très faible consommation et une bonne immunité au bruit. La figure 1 montre le schéma de principe d’un transistor CMOS.
Dans les cartes à puces, il faut pouvoir mémoriser des informations confidentielles, y compris en l’absence d’alimentation des circuits. Cette caractéristique constitue l’un des éléments fondamentaux des composants pour cartes à puces : en plus d’un microprocesseur spécialisé, les cartes doivent embarquer différents types de mémoires spécialisées. Celles‐ci sont utilisées selon la nature de la mémorisation considérée, la vitesse de fonctionnement et la volatilité des informations stockées.
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Les mémoires à accès aléatoire, appelées RAM (Random Access Memory ), sont utilisées en tant...
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Semi-conducteurs pour cartes à puces
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - RIVEST (R.L.), SHAMIR (A.), ADLEMAN-COMMUN (L.) - A method for obtaining digital signatures and public-key crypto systems. - ACM, vol. 21, no 2, p. 120-126, fév. 1978.
-
(2) - UGON (M.), GUILLOU (L.C.) - Les cartes à puces. - La Recherche no 176, avr. 1986.
-
(3) - RANKL (W.), EFFING (W.) - * - Smart card Handbook John Wiley & Sons (2002).
-
(4) - GUILLOU (L.C.), QUISQUATER (J.J.) - A practical Zero Knowledge protocol fitted to security microprocessor minimising both transmission and memory. - Proc. Eurocrypt. Springer Verlag (1988).
-
(5) - GUEZ (F.), ROBERT (C.), LAURET (A.) - Les cartes à microcircuit. - Masson (1988).
-
(6) - Smart Card 2000. - Édité par D. Chaum-North Holland (1989) et (1991).
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
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1 Données économiques
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2 Normalisation
- 2.1 Généralités et situation
- 2.2 Caractéristiques physiques des cartes et position des contacts électriques
- 2.3 Interface électrique des cartes
- 2.4 Protocoles d’échanges 2.4.1 Protocole d’échanges par caractères (T = 0)
- 2.5 Jeu de commandes inter-industries
2.4.2 Protocole d’échanges par blocs (T = 1)
HAUT DE PAGE
Le but de la normalisation est que pour une application donnée toute carte fonctionne de manière identique sur tout terminal qui lui est associé. Les normes spécifient donc l’interface entre le microcircuit et le monde extérieur : caractéristiques électriques, remise à zéro des circuits, protocoles d’échanges, définition et codage des commandes, déroulement d’une transaction ou d’une session. Les normes de base sont dites inter-industrielles, car elles sont générales et indépendantes des applications.
L’enjeu économique de la normalisation est considérable, aussi certaines motivations sans justification technique ont eu des effets perturbateurs dans l’avancement de la norme en fonction...
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