Banda Magnetica

NUEVAS TECNOLOGÍAS

APLICADAS A LA GESTIÓN (E66)

5º INGENIERÍA EN INFORMÁTICA

Tema 2.

Tarjetas sin Circuitos Integrados.

1.- Tarjetas de Banda Magnética.

2.- Tarjetas Ópticas.

(Capítulos 1 y 2 del Zoreda)

(Capítulos 1 y 2 del Rankl)

TARJETAS DE BANDA MAGNÉTICA

Introducción

- Las Tarjetas de Banda Magnética toman sunombre de la banda magnética, con ungrosor de 0.5 pulgadas, que presentan.

- Las dimensiones de estas tarjetas se ajustan alestándar ISO 7810.

- La posición y propiedades de la bandamagnética se describen en el estándar ISO7811.

- El estándar 7812 describe como se obtiene elnúmero del cliente que se estampa sobre latarjeta.

- Por su parte, el estancar 7813 describe cual esla información que aparece en cada una delas pistas de la banda magnética.

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Composición

- La banda magnética de una tarjeta se basaen los mismos principios que una cinta deaudio.

- El medio magnético se compone de diminutaspartículas con forma de aguja dispersas sobreun substrato flexible.

- En el proceso de fabricación, estas agujas seorientan paralelas a la mayor dimensión de labanda.

- Al aplicar un campo magnético externo, lasagujas se magnetizan de modo permanente.

- Su dirección varía en función de la polaridaddel campo, pudiendo presentarse dos únicoscasos N-S o S-N.

- El campo magnético es suministrado por unelectroimán, cuya polaridad depende de ladirección de la corriente eléctrica.

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Estructura de la Banda Magnética

- La primera apreciación importante es que labanda magnética puede situarse tanto en laparte anterior como posterior de la tarjeta.

- En la banda magnética aparecen tres pistaslongitudinales donde se almacena diferentesinformaciones.

- Estas pistas se nombran como Pista 1, Pista 2 yPista 3, empezando en la pista más próxima ala periferia de la tarjeta.

- Cada una de ellas tiene unas propiedades degrabación y estructura interna diferente.

- Aunque presentan ciertas características encomún.

- Cuando se almacena información en unapista se graba en primer lugar el bit b1 y elúltimo bit es el bit de paridad del carácter.

- Al final de cada pista se graba un carácter deLRC, calculado como sigue:

- Se toman los caracteres de la pista, sin teneren cuenta el bit de paridad.

- Los bits del carácter se elige de modo que elnúmero de bits a valor 1 en toda la pista,incluyendo el propio carácter, es un númeropar.

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Estructura de la Pista 1

- La Pista 1 fue desarrollada por la InternationalAir Transportation Association para su uso enaplicaciones de venta automática de billetes.

- Las principales características son:

- Densidad de Grabación de 210 bpi.

- Capacidad de 79 caracteres alfanuméricos.

- La codificación de los caracteres se ajustana un código ASCII de 6 bits, más un bit deparidad impar.

- La información que contiene es la siguiente:

- Un campo para el Número de la CuentaPrincipal, con un límite de 18 dígitos.

- Un campo para el Nombre, con un límite de26 caracteres.

- En el resto de los caracteres se almacenainformación diversa como la fecha decaducidad de la tarjeta o el tipo de latarjeta.

- Esta pista sólo puede ser utilizada para realizaroperaciones de lectura.

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- La Pista 2 fue definida por la American BankersAssociation con el fin de permitir transaccionesfinancieras on-line.



- Capacidad de 40 caracteres alfanuméricos.

- La codificación de los caracteres se ajustana un código BCD de 4 bits, más un bit deparidad impar.


- Un campo para el Número de la CuentaPrincipal, con un límite de 19 dígitos.

- En el resto de los caracteres se almacenainformación diversa.

- Esta pista sólo puede ser utilizada para realizaroperaciones de lectura.

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- La Pista 3 se utiliza en la realización detransacciones financieras.



- Capacidad de 107 caracteres dígitos.

- La codificación de los caracteres se ajustana un código BCD de 4 bits, más un bit deparidad impar.


- Un campo para la Versión Codificada delNúmero de Identificación Personal

- Un campo para el Código del país.

- Un campo para el Límite Autorizado.

- Un campo para el Número de la CuentaAsociada.

- Esta pista se utiliza tanto para operaciones delectura y escritura.

- Además, suele ser reescrita cada vez que seaccede a la información que contiene.

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Usos Fraudulentos en el Medio Financiero

- Las tarjetas se han erigido en un elementofundamental en el medio financiero, endonde se les conoce como Dinero de Plástico.

- Dada la importancia de las finanzas en elmundo actual, se han desarrollado una grancantidad de delitos basados en las tarjetas.

- La mayoría de estos delitos se fundamentan enlos defectos de la banda magnética.

- El Robo de una tarjeta es el delito más común,que se debe de complementar con lalocalización del PIN asociado,

- Los cajeros no conectados a su central, nopueden bloquear una tarjeta, por lo que sepueden utilizar en este proceso.

- La modificación de un PIN suelen sustituirlopor una combinación de números sencillade recordar para su propietario.

- En algún caso, el PIN aparece escrita en lapropia tarjeta o acompaña a ésta.

- La Falsificación de una tarjeta se posibilita alleer la información de la banda de la tarjetaoriginal.

- La localización del PIN se facilita mediante lageneración de múltiples copias de la tarjeta.

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Usos Fraudulentos en el Medio Financiero

- Con el objeto de evitar el bloqueo de latarjeta por sobrepasar su límite de crédito, sepuede optar por dos soluciones:

- Restablecer la información original de labanda, cuando se alcanza dicho límite.

- Modificar la información de la banda con elobjeto de aumentar el límite de crédito.

- Un ejemplo de delito sofisticado se realizó enItalia hacia varias años y se repitió en USA en1993.

- Se coloca un cajero falso en un lugar muyconcurrido, como un centro comercial.

- Para todos los usuarios se repite el mismoproceso:

- El usuario introduce la tarjeta.

- El cajero solicita al usuario su PIN.

- El cajero da un mensaje de NoConectado y devuelve la tarjeta.

- De este modo es posible leer la informaciónde la banda magnética y se conoce el PIN,que permite realizar múltiples operacionesfinancieras.

- Se cambia la ubicación del cajero falso concierta frecuencia, como por ejemplo, cadados semanas.

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Mejora de la Seguridad

- Debido al gran número y variedad de delitosreferentes al manejo de tarjetas de bandamagnética, se ha hecho necesario introducirmecanismos de seguridad alternativos.

- Existe una gran variedad de estos mecanismos,aunque ninguno de ellos puede considerarsecomo un estándar.

- La mayoría son soluciones patentadas por unadeterminada empresa comercial.

Textura de la Banda Magnética

- Una solución se fundamenta en el manejo deciertas imperfecciones e irregularidades de labanda magnética.

- Dichas irregularidades son muy pequeñas ypor tanto no impiden el funcionamientocorrecto de la tarjeta.

- Una empresa afirma que pueden medirseelectrónicamente dando lugar a una HuellaDigital de la Tarjeta que es única.

- Los parámetros que más identifican la huelladigital se puede encriptar y grabar en distintaspistas adicionales.

- El sistema se completa con el desarrollo de unlector que pueda leer las pistas habituales ylas pistas adicionales.

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Proceso de Grabación

- Otra solución se basa en las imperfecciones enel proceso de grabación de la banda.

- La tolerancia asociada a las imperfecciones esdel 5% al 15% de la longitud de un bit.

- Una empresa ha desarrollado un sistema quepermite medirlas con una precisión del 0.5%,mediante la utilización de técnicas digitales.

- Esta empresa afirma que el sistema funcionaen los sistemas tradicionales, solamente sedebe introducir una pequeña modificacióndel hardware del terminal.

Estructura del Material Magnético

- También es posible modificar la estructura delmaterial magnético.

- La idea básica es la incorporación de ciertosbloques de agujas diminutas cuya polaridades perpendicular a la polaridad habitual.

- El proceso de grabación produce un patrónúnico que permite identificar la tarjeta, y quese fija magnéticamente, de modo que nopueda modificarse, en la Pista 0.

- Esta técnica requiere un lector específico quepermita interpretar las cuatro pistas.

- Para mejorar la seguridad, la lectura se realizamediante un sistema de modulación enfrecuencia y en amplitud.

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Estructura del Material Magnético

- La última solución comentada es modificar lalocalización del material magnético.

- De modo habitual, el material magnético sóloaparece en el espacio reservado a la bandamagnética.

- Una idea es situar, fuera de la zona reservadaa la banda magnética, material magnéticode ciertas propiedades.

- En estas zonas se fija magnéticamente ciertainformación que permite aumentar el nivel deseguridad.

- De este modo se reducen la posibilidad defalsificación y alteración de las datos.

- Las primeras versiones tenían siete zonas, unaen cada uno de los extremos y tres a lo largodel eje longitudinal de la tarjeta.

- Las últimas versiones sólo poseen cinco zonas,una en cada uno de los extremos inferiores ytres a lo largo del eje longitudinal de la tarjeta.

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Usos no Financieros

- Las tarjetas de banda magnética se utilizan endiferentes ámbitos, aunque el financiero sea elmás conocido.

- Quizás el segundo uso más importante, yquizás el más amplio en volumen de ventas,sea como Tarjeta de Teléfonos.

- En Japón utiliza un estándar más delgado quelos definidos en el estándar ISO, sobre 0.25 mm,en teléfonos de hoteles, restaurantes, etc.

- El diseño externo suele ser muy vistoso, lo queincentiva su uso y recolección.

- Las tarjetas de banda magnética también seutiliza en aplicaciones relacionadas, como elmarcado de un número fijo.

- En Francia se utiliza en la prescripción demedicamentos, lo que facilita el control delgasto farmacéutico.

- Estas tarjetas también se utilizan en el Ámbitodel Transporte Público, aunque el tamañosuele variar.

- La estandarización de este tipo de tarjetas,denominadas Tarjetas Flexibles Delgadas, estáen fase de desarrollo.

- El documento resultante intenta abarcar todoslos soportes posibles, así como las tecnologíasde grabación existentes, desde el código debarras a la detección óptica de caracteres.

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TARJETAS ÓPTICAS

Planteamiento

- Las Tarjetas Ópticas son las últimas que hanaparecido en el mercado.

- Los fundamentos de esta tecnología sonconocidos desde los años 30, pero hasta losaños 80 no se aplicó esta tecnología.

- Las tarjetas ópticas son de gran utilidad yaque puede tener una capacidad muy alta.

- También se pueden utilizar tarjetas ópticas debaja capacidad.

- Un ejemplo son las tarjetas de teléfono, que sehan utilizado en diferentes países como Italia yel Reino Unido.

- Estas tarjetas poseen una banda similar a lastarjetas de banda magnética en donde sesitúa una superficie magnética.

- El consumo del crédito de la tarjeta se realizamediante la aplicación de calor sobre lasuperficie óptica, en la que produce ciertaMarcas

- Cuando se consume el crédito de la tarjeta,aparece una delgada línea de marcas a lolargo de la banda de la tarjeta.

- Lógicamente, estas tarjetas no se puedenreutilizar ya que resulta imposible restituir lasuperficie óptica.

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TARJETAS ÓPTICAS

Estándares Ópticos

- Dado que el desarrollo de esta tecnología esmuy reciente, todavía no se ha establecido unestándar definitivo.

- En cualquier caso, los fabricantes utilizan unastecnologías comunes, que permiten afirmarque sí existen unos estándares, al menos desdeun punto de vista comercial.

- Varios fabricantes de Japón, Europa y EstadosUnidos siguen los estándares soportados por elDrexler European Licensees Association (DELA).

- DELA soporta un grupo con el mismo nombrerelacionado con el ANSI, (American NationalStandards Institute), que desarrolla estándarespara tarjetas ópticas.

- En la actualidad han desarrollado las partes,

1 Características Físicas.

2 Dimensiones y Localización de la Banda.

3 Características y Propiedades Ópticas.

4 Estructura Lógica de los Datos.

- ISO también ha desarrollado unas versionespreliminares de los estándares,

- ISO 11693 (Tarjetas de Memoria Óptica).

- ISO 11694 (Tarjetas de Memoria Óptica -Método de Grabado Lineal).

- No existe un método de grabación y lecturano estándares, y además no son compatibles.

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TARJETAS ÓPTICAS

Fundamentos

- Una superficie magnética se compone de doscapas, una con un nivel de refracción de laluz muy alto, y la segunda con un nivel muybajo.

- Estas capas se superponen y se recubren porun plástico transparente.

- El conjunto se sitúa sobre un substrato opaco,que forma el Soporte de la Tarjeta.

- El medio de identificar un bit como 0 o como1, es mediante la aparición de nivel diferentede refracción, por la aparición de un agujeroo una deformación de la superficiemagnética.

Lectura y Grabación

- La tecnología óptica se fundamenta en laspropiedades de los Diodos Láser (LD), aunquetambién pueden utilizarse Diodos Emisores deLuz (LED).

- Las propiedades de la luz láser, Coherencia yMonocromaticidad, permite concentrar la luzen pequeñas regiones.

- La utilización de esta propiedad permite:

- Aumentar la densidad de información.

- Reducir el consumo del grabador.

- Lo habitual es utilizar el LD para realizar lagrabación de información y los LED para lalectura.

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TARJETAS ÓPTICAS

Formato de Tarjetas

- El método más comúnmente utilizado es elGrabado Lineal.

- En este sistema la información se almacena enun formato lineal x-y.

- Aparecen pistas longitudinales que contienenun vector de agujeros que representan los bitsde información.

- Normalmente el lector se mueve de modolongitudinal, mientras que el movimiento delcabezal es lateral.

- El número de pistas varía entre los diferentesfabricantes, aunque los valores habitualessuelen ser próximos a 2500 pistas.

- Para mejorar la precisión en las operacionesde lectura y escritura de información, sueleaparecer un formato inicial de la superficie,compuesto por Guías de Pistas.

- Dichas guías ayudan en el posicionado delcabezal de lectura/escritura.

- La reflectividad de estas guías es diferente dela reflectividad de los dos materiales ópticos.

- Las pistas se también se dividen en sectores,por lo que es necesario grabar las direccionesde éstos cuando se da formato a las pistas.

- Un método de formato alternativo definepistas circulares sobre la tarjeta óptica, con elobjeto de mejorar la capacidad.

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TARJETAS ÓPTICAS

Aparición de Errores

- Todos los medios ópticos presentan una seriede problemas que deben ser previstos por losfabricantes.

- Entre otros se encuentran el polvo, la marcade las huellas digitales y las roturas en laenvoltura plástica.

- Aún cuando se intenta mejorar el proceso defabricación y las propiedades de la superficieóptica, la aparición media de un bit erróneoen una tarjeta óptica varía entre 0.001 y0.0001.

- Este valor es equivalente a tener un error encada una de las líneas de un texto.

- Estos errores se pueden producirse tanto en lalectura como en la escritura de información:

- Drop-In: Se lee un bit no grabado, por laaparición de algún defecto externo.

- Drop-Out: No se lee correctamente un bitgrabado, por la influencia de aspectosexternos en la lectura o escritura del bit.

- Todos estos problemas han aconsejado laintroducción de Técnicas de Detección yCorrección de Errores.

- Estas técnicas producen una reducción muyimportante de la capacidad de las tarjetas.

- Por esta razón, los fabricantes suelen aportar lacapacidad real de la tarjeta, en la que se hacontabilizado la reducción relacionada con lautilización de estas técnicas.

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TARJETAS ÓPTICAS

Corrección y Detección de Errores

- La tarjetas que siguen el estándar DELA utilizanun código cíclico de detección y correcciónde errores en el que se añaden 82 bits porcada 190 bits de información.

- Con este método es posible corregir hasta 9bits erróneos, pero se reduce la capacidad dela tarjeta de 4.1 Mbytes a 2.8 Mbytes.

- La mayoría de las técnicas utilizadas se basanen el Entrelazado.

- Mediante esta técnica, los bytes lógicamenteconsecutivos no se almacenan en posicionescontiguas.

- De este modo se reduce la influencia de losAgrupamientos de Errores, debidos a algúndefecto de la superficie óptica.

- La combinación de las técnicas de correccióny detección de errores y el entrelazado,reduce la aparición media de un bit erróneo a

un valor de 10−12 .

- La escritura se realiza en un único sentido, porlo que el posicionado del cabezal se utiliza enla verificación de la información, que puedeincluir la inclusión de una marca distintiva.

- La velocidad de escritura puede alcanzar de30 Kbps a 100 Kbps.

- La lectura no requiere esta verificación, por lose puede leer información en ambos sentidos,duplicando la velocidad de escritura.

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TARJETAS ÓPTICAS

Tarjetas Ópticas Borrables

- En la actualidad existen en el mercado discosópticos que permiten el borrado y reescriturade información.

- De las diferentes opciones, desde aleacionescristalina-amorfo reversibles hasta efectosópticos no lineales, sólo dos tecnologías se handesarrollado.

- Almacenamiento Magneto-Óptico Híbrido.

- Almacenamiento Magneto-Óptico.

Magneto-Óptico Híbrido

- Dicha tecnología no es básicamente óptica,sino que utiliza un LED para situar un cabezalmagnética en una pista.

- Estas pistas se definen mediante unas guías depistas situadas sobre el material magnético.

- De este modo se aumenta la capacidad deun disco de 3.5" a 21 Mbytes, y el lector puedeseguir manejando discos tradicionales.

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TARJETAS ÓPTICAS

Magneto-Óptico

- En este caso, se utilizan las propiedadesópticas del material magnético, y es útil paraaumentar la capacidad de dicho material.

- Se fundamenta en dos fenómenos:

- El Efecto Faraday de la Transmisión de la Luz.

- El Efecto Magneto-Óptico de Kerr de laReflexión de la Luz.

- La mayoría de los fabricantes han utilizado elsegundo de los efectos mencionados.

- Un rayo de luz polarizada puede cambiar suorientación al incidir sobre una superficiemagnetizada.

- Dichos cambios de orientación se puedentransformar en cambios de intensidad,mediante la utilización de un polarizador.

- Los bits se graban como en las bandasmagnéticas, pero no de modo longitudinalsino perpendiculares a la superficie.

- Las superficies magnéticas se demagnetizan sise alcanza una temperatura superior al Puntode Curie.

- Al enfriarse su magnetización se relaciona conla del campo magnético externo.

- Esta propiedad es utilizada en la escritura,calentando la superficie magnética con unLD, e instalando un cabezal magnético queaporta un campo magnético constante.

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TARJETAS ÓPTICAS

Aplicaciones

- La gran virtud de las tarjetas ópticas, respectode las tarjetas de banda magnética, es sumayor capacidad,

- Siguen siendo sensibles a agresiones físicas yquímicas.

- Pero permiten eliminar la influencia de lacampos magnéticos y eléctricos.

- Así pues, la mayoría de las aplicaciones tienensu sentido en esta propiedad.

- En el ámbito sanitario tiene una gran utilidad,tanto para el almacenamiento de datos,como datos radiográficos o historias clínicas.

- Normalmente no son utilizados por todos lospacientes, sino por grupos concretos, comoenfermos crónicos o mujeres embazadas.

- También se pueden aplicar a pacientes queutilizan alguna terapia específica, comomedicina nuclear o cirugía ocular.

- Estas tarjetas también se pueden utilizar enotros ámbitos que requieran gran capacidad.

- Un ejemplo es el despliegue de tropas en elGolfo Pérsico en las operaciones Escudo delDesierto y Tormenta del Desierto.

- El transporte se los contenedores se gestionócon dos tarjetas ópticas: una en su interior conla documentación y una externa en donde sedetallaba el origen y destino del contenedor.

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