デジタルカード

デジタルカード^[1] という用語は、カメラのメモリカードなどの物理的なアイテムを指すこともありますが、^{[2] [3]}、2017年以降は、物理カードのデジタル仮想表現である仮想カードまたはクラウドカードとしてホストされているデジタルコンテンツを指すことが増えています。それらは、アイデンティティ管理、クレジットカード、デビットカード、運転免許証という共通の目的を共有しています。非物理的なデジタルカードは、磁気ストライプカードとは異なり、あらゆる種類のカードをエミュレート（模倣）できます。 ^{[4] [1]}

スマートフォンやスマートウォッチにはカード発行会社からのコンテンツを保存でき、割引情報や最新ニュースをインターネット経由でワイヤレスで送信できます。これらのバーチャルカードは、紙のチケットや以前の磁気ストライプカードに代わって、公共交通機関で大量に使用されています。^[5]

スチールテープとワイヤーへの磁気記録は、 1900年頃にデンマークのヴァルデマール・ポールセンがオーディオの録音用に発明しました。^[6] 1950年代には、デジタルコンピュータデータを酸化鉄でコーティングしたプラスチックテープに磁気記録する方法が発明されました。1960年にIBMは磁気テープのアイデアを基に、磁気ストライプをプラスチックカードに固定する信頼性の高い方法を開発しました、^[7]これは米国政府とのセキュリティシステム契約の一環です。現在では、 ISO/IEC 7810、ISO/IEC 7811、ISO/IEC 7812、 ISO/IEC 7813、ISO 8583、ISO/IEC 4909など、国際標準化機構の標準規格が数多くあり、サイズ、柔軟性、磁気ストライプの位置、磁気特性、データ形式など、このようなカードの物理的特性を定義しています。これらの標準規格では、カード番号範囲の異なるカード発行機関への割り当てなど、金融カードの特性も規定しています。

高性能で常に持ち運べるスマートフォン、ハンドヘルドデバイス、スマートウォッチの形で技術の進歩が現れるにつれ、「デジタルカード」という用語が導入されました。^[1]

2011年5月26日、Googleはクラウドホスト型のGoogle Walletの独自バージョンをリリースしました。これにはデジタルカードが含まれています。デジタルカードは、そもそもプラスチックカードを持っていなくてもオンラインで作成できますが、現在、すべての加盟店がプラスチックカードとデジタルカードの両方を発行しています。^[8]オーストラリアのWeelや米国のPrivacyなど、さまざまな地域に複数のバーチャルカード発行会社があります。

磁気ストライプ カードは、プラスチック カードに取り付けられた磁性材料にデータを保存できるカードの一種です。コンピュータ デバイスでカードの内容を更新できます。磁気ストライプは、磁気読み取りヘッドに通して読み取られます。磁気ストライプ カードは、クレジットカード、身分証明書、交通チケットなどでよく使用されます。また、アクセス制御や電子決済に使用される無線周波数識別 (RFID) タグ、トランスポンダー デバイス、マイクロチップなどが含まれる場合もあります。

磁気ストレージは第二次世界大戦から知られており、1950年代にはコンピューターのデータストレージとして使われていました。^[7]

1969 年、IBM のエンジニアが、 当時主流だった記憶媒体である磁気テープをプラスチック カードのベースに貼り付けるというアイデアを思いつきました。彼はそれを試しましたが、結果は満足のいくものではありませんでした。テープのストリップは簡単に歪んでしまい、テープの機能は、テープをカードに貼り付けるために使用した接着剤によって悪影響を受けました。機能に影響を与えずにテープを確実に固定する接着剤を研究室で見つけようと、イライラした 1 日を過ごした後、彼は磁気テープとプラスチック カードをいくつか持ち帰りました。家に入ると、妻が服にアイロンをかけていました。彼がイライラの原因 (テープがプラスチックに「くっついて」はがれないが、機能を損なうことがない) を説明すると、妻はアイロンを使ってストライプを溶かして貼り付けることを提案しました。彼はそれを試し、うまくいきました。^{[9] [10]}アイロンの温度は、テープをカードに接着するのにちょうど十分な高さでした。

1969年から1973年にかけて段階的に改良が進められ、後にユニバーサル・プロダクト・コード（UPC）として知られるようになった規格の開発と販売が可能になった。^{[11] [12] [13]} このエンジニアリングの努力により、IBMは銀行、保険会社、病院など多くの企業で使用されている最初の磁気ストライプ付きプラスチック製クレジットカードとIDカードを生産した。^{[11] [14]}

初期の顧客には銀行、保険会社、病院などがあり、これらの企業はIBMに自社のロゴが印刷された生のプラスチックカードと、カードにエンコードされエンボス加工される連絡先情報とデータのリストを提供した。^[14]製造には、IBMが開発したホットスタンププロセスを使用して、印刷済みのプラスチックカードに磁気ストライプを取り付ける作業が含まれていた。^{[15] [16]}

IBM の開発作業は 1969 年に開始されましたが、まだ作業が必要でした。磁気ストライプ メディアを業界で受け入れられるデバイスに変換するために必要な手順は次のとおりです。

1. ストライプ レコードの内容 (情報、形式、使用する定義コードなど) に関する国際標準を作成します。
2. 提案されたデバイスと標準を市場で受け入れられるよう現場でテストします。
3. 大量のカードを大量生産するために必要な製造手順を開発します。
4. 利用可能な機器を変更して、ストライプとそれに関連するデータを発行および受け入れることができるようにします。

これらのステップは、当初1966 年から 1975 年まで、 カリフォルニア州ロスガトスの IBM 高度システム部門のJerome Svigalsによって管理されていました。

ほとんどの磁気ストライプ カードでは、磁気ストライプはプラスチックのようなフィルムに収められています。磁気ストライプはカードの端から 0.223 インチ (5.7 mm) の位置にあり、幅は 0.375 インチ (9.5 mm) です。磁気ストライプには 3 つのトラックがあり、それぞれの幅は 0.110 インチ (2.8 mm) です。トラック 1 と 3 は通常 210 ビット/インチ (8.27 ビット/mm) で記録され、トラック 2 は通常 75 ビット/インチ (2.95 ビット/mm) の記録密度です。各トラックには、7 ビットの英数字または 5 ビットの数字を格納できます。トラック 1 の標準は航空業界 (IATA)によって作成されました。トラック 2 の標準は銀行業界 (ABA)によって作成されました。トラック 3 の標準は貯蓄貯蓄業界によって作成されました。

これらの仕様に準拠した磁気ストライプは、通常、ほとんどのPOSハードウェアで読み取ることができます。POS ハードウェアは、必要なタスクを実行するようにプログラムされた汎用コンピュータにすぎません。これらの標準に準拠したカードの例には、ATM カード、銀行カード ( VisaやMasterCardなどのクレジット カードとデビット カード)、ギフト カード、ポイント カード、運転免許証、テレフォン カード、会員カード、電子給付金振替カード (フード スタンプなど)、および金銭的価値やセキュリティ情報がカード自体に保存されていないほぼすべてのアプリケーションが含まれます。多くのビデオ ゲームやアミューズメント センターでは、現在、磁気ストライプ カードに基づくデビット カード システムを使用しています。

磁気ストライプの複製は、カード製造工程ですべての磁気ストライプに永久に埋め込まれた磁気ノイズの署名を読み取ることができる磁気カードリーダーヘッドとファームウェアを実装することで検出できます。この署名は、ATM、デビット/小売POS、プリペイドカードアプリケーションで使用されている一般的な2要素認証スキームと組み合わせて使用​​できます。^[17]

一部の種類のカードでは、各トラックに記録されるデータの種類に関する ISO 標準を意図的に無視し、代わりに独自のデータ シーケンスを使用します。これには、ホテルのキー カード、ほとんどの地下鉄およびバス カード、一部の国内プリペイド テレホン カード (キプロスなどの国用) が含まれます。これらのカードでは、残高がストライプ上に直接保存および管理され、リモート データベースから取得されることはありません。

磁気カードには、トラック 1、2、3 と呼ばれる最大 3 つのトラックがあります。トラック 3 は、主要な世界的ネットワークでは事実上使用されていません^[要出典]。また、磁気ストライプが狭いため、カード上に物理的に存在しないことさえよくあります。POS カード リーダーは、ほとんどの場合、トラック 1 またはトラック 2 を読み取りますが、1 つのトラックが読み取り不能な場合に備えて、両方を読み取ります。取引を完了するために必要な最小限のカード所有者アカウント情報は、両方のトラックに存在します。トラック 1 はビット密度が高く (1 インチあたり 75 ビットに対して 210 ビット)、アルファベットのテキストを含めることができる唯一のトラックであるため、カード所有者の名前が含まれる唯一のトラックです。

トラック 1 は、 DEC SIXBITと呼ばれるコードと奇数パリティで書き込まれます。金融カードのトラック 1 の情報は、いくつかの形式で格納されます。Aはカード発行者の独占使用のために予約されています。Bは以下で説明します。CMはANSI 小委員会 X3B10 用に予約されています。NZは個々のカード発行者が使用できます。

フォーマットB:

• 開始センチネル — 1 文字 (通常は '%')
• フォーマットコード="B"  — 1文字（英字のみ）
• プライマリ アカウント番号(PAN) — 最大 19 文字。通常は、カードの表面に印刷されたクレジットカード番号と一致しますが、必ずしも一致するとは限りません。
• フィールド区切り文字 — 1 文字 (通常は '^')
• 名前 — 2 ～ 26 文字、姓は必要に応じてスペースで区切る、姓の区切り文字: /
• フィールド区切り文字 — 1 文字 (通常は '^')
• 有効期限 - YYMM 形式の 4 文字。
• サービスコード — 3文字
• 任意データ - PIN 検証キー インジケーター (PVKI、1 文字)、PIN 検証値 (PVV、4 文字)、カード検証値またはカード検証コード(CVV または CVC、3 文字)が含まれる場合があります。
• 終了センチネル — 1 文字 (通常は「?」)
• 縦方向冗長性チェック( LRC ) — トラック上の他のデータから計算された 1 つの文字と有効性文字です。

この形式は銀行業界 (ABA) によって開発されました。このトラックは 5 ビット方式 (4 データ ビット + 1 パリティ) で書き込まれ、0 ～ 9 の数字と 6 つの文字の合計 16 文字を : ; < = > ? 使用できます。(これらの特定の句読点記号が選択されたのは奇妙に思えるかもしれませんが、これらを使用することで、16 文字のセットはASCII範囲 0x30 ～ 0x3f と一致します。) データ形式は次のとおりです。

• 開始センチネル — 1 文字 (通常は ';')
• プライマリ アカウント番号(PAN) — 最大 19 文字。通常は、カードの表面に印刷されたクレジットカード番号と一致しますが、必ずしも一致するとは限りません。
• 区切り文字 — 1 文字 (通常は「=」)
• 有効期限 - YYMM 形式の 4 文字。
• サービスコード - 3桁。最初の桁は交換ルールを指定し、2番目の桁は承認処理を指定し、3番目の桁はサービスの範囲を指定します。
• 任意データ — トラック 1 と同様
• 終了センチネル — 1 文字 (通常は「?」)
• 縦方向冗長性チェック( LRC ) — トラック上の他のデータから計算された 1 つの文字と有効性文字です。ほとんどのリーダー デバイスでは、LRC を表示用に提供していませんが、デバイス内部で入力を検証するために使用します。

金融カードで一般的な サービス コードの値:

最初の桁

1: 国際交流OK

2: 国際交換、可能な場合はIC（チップ）を使用する

5: 二国間協定に基づく場合を除き、国内交流のみ

6: 二国間協定がない限り国内のみの交換、可能な場合はIC（チップ）を使用

7: 二国間協定以外での交流は禁止（クローズドループ）

9: テスト

2桁目

0: 正常

2: オンライン手段で発行者に連絡する

4: 二国間協定がない限り、オンライン手段で発行者に連絡してください

3桁目

0: 制限なし、PINが必要

1: 制限なし

2: 商品とサービスのみ（現金不可）

3: ATMのみ、PINが必要

4: 現金のみ

5: 商品とサービスのみ（現金不可）、PINが必要

6: 制限なし、可能な場合はPINを使用する

7: 商品とサービスのみ（現金不可）、可能な場合はPINを使用

アメリカとカナダの運転免許証の磁気ストライプに保存されるデータは、アメリカ自動車管理者協会によって規定されています。すべての州や県が運転免許証に磁気ストライプを使用しているわけではありません。使用している州や県の一覧については、AAMVAのリストを参照してください。^{[18] [19]}

トラック1には以下のデータが保存されています: ^[20]

トラック 2 には次のデータが保存されます。

• ISO発行者識別番号（IIN） - 6桁^[21]
• 運転免許証/身分証明書番号- 13桁
• フィールド区切り文字 - 通常は「=」
• 有効期限 (YYMM) - 4桁
• 生年月日 (YYYYMMDD) - 8桁
• DL/ID# オーバーフロー- 5 桁 (このフィールドに入力する情報がない場合、代わりにフィールド区切り文字が使用されます。)
• 終了センチネル- 1 文字 ('?')

トラック 3 には次のデータが保存されます。

注: 各州でエンコードされる情報の選択は異なり、すべての州が同じというわけではありません。注: テキサス州^[22]などの一部の州では、特定の状況下で運転免許証や身分証明書にエンコードされた電子的に読み取り可能な情報へのアクセスと使用を制限する法律があります。

スマート カードは、集積回路を搭載した新しい世代のカードです。一部のスマート カードには、カードをリーダーに電気的に接続するための金属接点があります。また、近接読み取りに磁場または無線周波数 ( RFID ) を使用する非接触型カードもあります。

ハイブリッド スマート カードには、チップに加えて磁気ストライプが含まれています。この組み合わせは、スマート カード リーダーが搭載されていない決済端末で使用できるようにするために、決済カードで最も一般的に使用されています。

こうしたカードの使用が必要となる活動が増えるにつれ、3 つの機能すべて (磁気ストライプ、スマート カード チップ、RFID チップ) を備えたカードも一般的になりつつあります。^{[引用が必要]}

DEF CON 24で、ウェストン・ヘッカー氏はホテルの鍵と POS システムのハッキングについて講演しました。講演の中で、ヘッカー氏は磁気ストライプ カードの機能について説明し、スプーフィング ソフトウェア^[23]とArduino を使用して、ホテルのサービス スタッフが通り過ぎる際にホテルの鍵から管理者権限を取得しました。ヘッカー氏は、POS システムの管理キーを他のシステムで使用し、磁気ストライプ リーダーを備えたあらゆるシステムへのアクセスを事実上可能にし、特権コマンドを実行する権限を与えたと主張しています。^[要出典]

デジタル カードによる識別は通常、いくつかの方法で行われます。

1. 顧客のスマートフォン上のQR コードを識別ホスト (レジ係など) に表示します。固有の QR コードにより、すべての顧客のプライバシーが確保されます。
2. スマートフォンをNFCリーダーの近くに置いて、NFCプロトコル接続を開始します(ホスト カード エミュレーション方式を使用)。
3. IoB (Bluetooth 経由の識別、ほとんど使用されていない古い方法) または PoB (Bluetooth 経由の支払い) を使用します。

• 磁気ストライプフォーマットは、2014 年 9 月 28 日にWayback Machineにアーカイブされました。
• 磁気ストライプと RFID 技術の簡単な比較 (2012)
• 再プログラム可能なカード技術の簡単な歴史 (2012)
• 磁気現像剤と磁気エンコード規格