Chipkarten-Anwendungen (eBook)

Inhaltsverzeichnis 6
Vorwort 12
Symbole und Notationen 14
Abkürzungen 16
Kapitel 1 Chipkarten im Überblick 20
1.1 Systematik der Karten 20
1.2 Kartenformate 21
1.3 Kartenelemente 22
1.4 Chipkarten-Mikrocontroller 24
Kapitel 2 Chipkarten-Betriebssysteme 30
2.1 Dateiverwaltung (file management) 30
2.2 Kommandos 38
2.3 Datenübertragung 41
Kapitel 3 Einsatzgebiete 50
3.1 Chipkarten-Systeme 50
3.2 Einsatzmöglichkeiten 51
3.3 Anwendungstypen 52
Kapitel 4 Muster zu Grundlagen 56
4.1 Datenschutz (data protection) 56
4.2 Exportkontrolle 63
4.3 Kryptoregulierung 65
4.4 Normen 66
4.5 Dokumente für Chipkarten-Systeme 69
Kapitel 5 Muster zur Architektur 82
5.1 Daten 82
5.2 Kodierung von Daten 84
5.3 Dateien 84
5.4 Protokolldateien 89
5.5 Prägung 95
5.6 Schutz von Transaktionsdaten 97
5.7 Reset-sicherer Zähler 99
5.8 Proaktivität 100
5.9 Authentisierungszähler 102
5.10 Manuelle Echtheitsprüfung eines Terminals 104
5.11 Verwaltung von PINs 105
5.12 Einmalpasswörter 107
5.13 Schlüsselmanagement (key management) 111
5.14 Zustandsautomat für Kommandosequenzen 112
5.15 Geschwindigkeitsverbesserung 115
Kapitel 6 Muster zur Realisierung 120
6.1 Anwendungsprinzipien 120
6.2 Test 131
6.3 Benutzerschnittstelle am Terminal 137
6.4 Aufbau eines Kommandos 139
6.5 Java Card 144
Kapitel 7 Muster zum Betrieb 162
7.1 Initialisierung und Personalisierung 162
7.2 Migration 166
7.3 Überwachung 168
Kapitel 8 Chipkarten in der Praxis 172
8.1 Akzeptanz 172
8.2 Indizien für schwierige Chipkarten-Systeme 175
8.3 Voraussetzungen für einfache Chipkarten-Systeme 184
8.4 Fehler im Feld 189
Kapitel 9 Diskussion von Fallbeispielen 198
9.1 Karte im Kloster 198
9.2 Karte für Zutritt 201
9.3 Telemetriemodul 209
9.4 Visitenkarte 212
9.5 Karte als Diebstahlschutz 216
9.6 Eintrittskarte 219
9.7 PKI-Karte 222
9.8 SIM 225
Anhang 1 Beschreibung Java Card 228
Anhang 2 Beschreibung BasicCard 230
Literaturverzeichnis 236
Stichwortverzeichnis 240
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Kapitel 2 Chipkarten-Betriebssysteme (S. 11-12)

Das Wesen einer Chipkarte wird weniger durch den implantierten Mikrocontroller als durch das darauf laufende Betriebssystem bestimmt. Erst das Betriebssystem schafft aus einem Stück Plastik mit eingebettetem Prozessor, Speicher und einigen Peripheriemodulen eine vollwertige Chipkarte mit den heute bekannten Einsatzmöglichkeiten. Die aktuellen Chipkarten-Betriebssysteme sind unveränderliche Bestandteile im ROMdes Mikrocontrollers. Sie nutzen große Teile des zur Verfügung stehenden RAMs und einen kleinen Teil des EEPROMs. Nahezu alle gebräuchlichen Chipkarten-Betriebssysteme bauen auf den Festlegungen der ISO/IEC 7816-Normenreihe auf.

Chipkarten-Betriebssysteme lassen sich in native und interpreterbasierte Betriebssysteme einteilen. Native Chipkarten-Betriebssysteme und darauf aufbauende Anwendungen laufen in der Maschinensprache des jeweiligen Zielprozessors ab. Sie sind üblicherweise in der Programmiersprache C erstellt und besitzen weder einen Interpreter noch einen Compiler zur Übersetzung von Programmen in die Maschinensprache des Zielprozessors. Interpreterbasierte Betriebssysteme sind ebenfalls zum Großteil in C geschrieben, die darauf aufsetzenden Anwendungen müssen jedoch nicht in der Maschinensprache des Zielprozessors erstellt werden, sondern können beispielsweise die interpretierte Programmiersprache Java nutzen. Deshalb verfügt diese Art von Betriebssystemen über einen Interpreter zur Umsetzung von Programmen in die Maschinensprache des Zielprozessors. Bekannte Vertreter von interpreterbasierten Betriebssystemen sind die Java Card, BasicCard und Multos.

2.1 Dateiverwaltung (file management)

Die Verwaltung von Dateien ist die zentrale Aufgabe eines Chipkarten-Betriebssystems. Unter Verwaltung versteht man zum einen die Bereitstellung von Lese- und Schreibzugriffen sowie die Anlage und das Löschen von Dateien und zum anderen die Vergabe und Überwachung der Zugriffsrechte. Die Bedeutung der Dateiverwaltung ist gerade deshalb so groß, weil die meisten Chipkarten-Anwendungen dateibasiert sind.

Nahezu alle Dateiverwaltungen von Chipkarten orientieren sich an den Festlegungen der ISO/IEC 7816-4. Diese legt einen maximal möglichen Funktionsumfang fest, der dann bei realen Chipkarten-Betriebssystemen so weit als notwendig implementiert wird.

2.1.1 Dateitypen (file types)

Dem Dateisystem einer Chipkarte liegt immer eine Baumstruktur mit einer Wurzel zugrunde. Das Wurzelverzeichnis einer Chipkarte, also das Analogon zu „c:" auf PCs, hat den Namen MF (master file) und kommt nur ein einziges Mal im Dateibaum der Chipkarte vor. Es hat die Eigenschaften eines Verzeichnisses, kann also keine Daten speichern, sondern nur weitere Verzeichnisse enthalten.