Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
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 de nombreux systèmes informatiques. Elle a fait ses preuves dans plusieurs secteurs en tant que moyen de paiement, d’identification ou d’authentification sûre pour les utilisateurs. Cet article traite des technologies semi-conducteur pour les cartes à puces, de l’importance de la cryptologie et de la sécurité physique et logique. Il décrit aussi les différents types de cartes à puces, leur architecture, leur construction et fabrication, et s’intéresse aux systèmes d’exploitation avant de présenter les perspectives d’avenir.
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The expression smart cards refers to security supports containing an electronic circuit capable of memorizing or processing information. The smart card is at the basis of the security of several IT systems. It has proved its worth in many sectors as a secure mean of payment, identification or authentication for end-users. This article discusses semiconductor technologies for smart cards, the importance of cryptology, and physical and logical security. It also describes the different types of smart cards, their architecture, construction and manufacturing, and looks at operating systems before presenting the future.
Auteur(s)
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Jean-Pierre TUAL : Ancien directeur des relations industrielles, - Direction technologie et innovation, Gemalto - Auteur de la version originale de l’article 2007
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Stéphane GRELLIER : Mobile software security & services manager , - Gemalto, Meudon, France - Auteur de la version actualisée de 2019
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Joseph LEIBENGUTH : Physical document security R&D product director – Technical advisor, - Gemalto, Saint-Cloud, France - Auteur de la version actualisée de 2019
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Philippe PROUST : Embedded & core security director, - Gemalto, Géménos, France - Auteur de la version actualisée de 2019
INTRODUCTION
Le nom de carte à puces est couramment utilisé pour désigner des supports de sécurité en matière plastique aux mêmes dimensions qu’une carte de crédit 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. Des cartes à interface sans contact, basée sur la liaison radiophonique, se sont imposées depuis plusieurs années, et ont permis l’adoption de nouveaux facteurs de forme comme le passeport électronique. Ils sont aujourd’hui au cœur de la croissance avec l’adoption du paiement sans contact par un nombre croissant de pays.
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). La carte SIM, ou USIM, clé d’accès aux réseaux de téléphonie mobile, et son équivalent Secure Element (SE) pour l’internet des objets (IoT), au facteur de forme plus petit, constitue probablement le composant électronique intelligent le plus utilisé dans le monde (5,6 milliards d’unités vendues en 2017 !). De même, la carte bancaire à microcalculateur, dont l’utilisation s’est généralisée en France depuis 1992, a connu une croissance quasi exponentielle avec une généralisation de son utilisation en Europe, au Japon, en Chine, ainsi qu’aux États-Unis en version sans contact.
Grâce aux progrès continuels des semi-conducteurs, des technologies de fabrication et de l’évolution des techniques de programmation utilisables, des développements considérables de la carte à puces ont pu avoir lieu et se poursuivent. La carte à puces et ses variantes constituent, pour beaucoup d’applications, une solution particulièrement bien adaptée aux enjeux socio-économiques de notre société.
L’objet de cet article est d’apporter une vue d’ensemble sur les briques technologiques développées spécifiquement pour les cartes à puces et sur leur importance dans la fiabilité et la sécurité physique et logique de ce produit. La diversité des compétences requises pour concevoir les cartes à puces, produire le composant électronique et la carte dans son ensemble, fabriquer les cartes à plusieurs milliards d’unités par an, explique la force de cette industrie et le potentiel qu’elle offre dans le futur.
En électronique et en informatique, il existe un grand nombre d’abréviations et de termes anglais, ils sont repris en tant que tels en fin d’article.
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MOTS-CLÉS
sécurité numérique Internet des Objets cybersécurité cartes à puce éléments de sécurité passeports électroniques
KEYWORDS
digital security | Internet of Things | cybersecurity | smart cards | secure elements | electronic passports
VERSIONS
- Version archivée 1 de mai 2007 par Jean-Pierre TUAL
DOI (Digital Object Identifier)
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Présentation
Systèmes d’exploitation
En anglais
4. Construction
4.1 Principes de construction
Une carte à puces est constituée de trois éléments (figure 10) :
-
une carte en matière plastique (le plus souvent en PVC-chlorure de polyvinyle, ABS-acrylonitrile-budadiène-styrène ou PC – polycarbonate), possédant ou non une piste magnétique ;
-
un module électronique, supportant les contacts électriques ou un transpondeur (module électronique et antenne) ;
-
un circuit intégré en silicium.
Pour de plus en plus d’applications, le circuit intégré possède une interface sans contact, utilisant les mêmes principes que l’identification par radiofréquence (RFID). Dans ce cas, on utilise le principe de type transpondeur magnétique. Un lecteur envoie un signal radio à la carte qui, elle-même, contient une antenne déposée sur le substrat en plastique et connectée au circuit intégré. La puce est alors alimentée par le signal radio et va ainsi pouvoir communiquer avec le lecteur. Les intensités du champ magnétique ainsi créées sont comprises entre 1,5 et 7,5 A.m−1, la distance de fonctionnement entre le lecteur et la carte varie de 0 à 10 cm, la fréquence utilisée étant normalisée à 13,56 MHz. Cette technologie du sans contact trouve de nombreux champs d’applications, tels que le paiement (y compris sur mobile), la billettique, les cartes d’identité, le contrôle d’accès, les passeports électroniques, etc. Le changement de format, du format carte de crédit au format passeport, est un des bénéfices du « sans contact » qui ne nécessite plus un placement précis du produit dans un connecteur.
Les composants sont réalisés par les fabricants de semiconducteurs à partir de tranches circulaires de silicium en utilisant une série de masques pour réaliser la photolithogravure des circuits. Une même tranche (ou wafer) de 8 ou 12 pouces de diamètre peut ainsi contenir plusieurs milliers de puces rectangulaires, qu’il faut découper à l’aide de scies diamantées (figure 2). Des machines automatiques viennent ensuite prélever ces puces pour les fixer au dos des...
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Construction
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - RIVEST (R.L.), SHAMIR (A.), ADLEMAN-COMMUN (L.) - A method for obtaining digital signatures and public-key crypto systems. - ACM, vol. 21, n° 2, p. 120-126 (1978).
-
(2) - UGON (M.), GUILLOU (L.C.) - Les cartes à puces. - La Recherche n° 176 (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...
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