Η φυσική πίσω από τις πιστωτικές κάρτες

Οι πληροφορίες σχετικά με τον τραπεζικό λογαριασμό σας είναι αποθηκευμένες στην πιστωτική σας κάρτα σε διαφορετικές μορφές: ο αριθμός του λογαριασμού είναι τυπωμένος στην εμπρόσθια όψη της κάρτας. Υπάρχει σε μια μαγνητική ταινία κατά μήκος της κάρτας. Και, είναι καταχωρισμένος σε ένα τσιπ μνήμης ενσωματωμένο σ’ αυτήν. Ο κάθε τρόπος αποθήκευσης στηρίζεται σε διαφορετικές αρχές.(…)

Ο αριθμός του λογαριασμού σας, μαζί με πρόσθετες πληροφορίες, είναι αποθηκευμένος στη μαγνητική ταινία (πλάτους περίπου 6 χιλιοστομέτρων) της πιστωτικής κάρτας σας. Η ταινία περιλαμβάνει μια σειρά μαγνητικών περιοχών, εντός των οποίων οι βόρειοι πόλοι των μικροσκοπικών μαγνητών του μαγνητικού υλικού είναι προσανατολισμένοι προς μια κατεύθυνση ή προς την αντίθετή της. Οι ατομικοί αυτοί μαγνήτες είναι ιδανικοί για την εγγραφή πληροφοριών, όσο τουλάχιστον χρειάζεται να ιχνηλατούμε δύο μόνο αριθμούς. Ο τρόπος για να αναπαριστούμε κάθε αριθμό μέσω δύο μόνο στοιχείων εισόδου (όπως βόρειος/νότιος μαγνητικός πόλος με συγκεκριμένη κατεύθυνση προσανατολισμού ή μεγάλο/μικρό ηλεκτρικό ρεύμα σε ένα τρανζίστορ) βασίζεται στους «δυαδικούς αριθμούς». (…)

Ως προς τη μαγνητική ταινία της πιστωτικής σας κάρτας, μπορείτε να διαβάσετε τις πληροφορίες με τη βοήθεια του νόμου του Faraday, σύμφωνα με τον οποίο μεταβαλλόμενα μαγνητικά δημιουργούν ηλεκτρικά ρεύματα. Στα περισσότερα μηχανήματα ανάγνωσης πιστωτικών καρτών σύρετε μηχανικά την κάρτα σας στον σαρωτή, οπότε οι μαγνητικές περιοχές περνούν δίπλα από ένα πηνίο (ή κάποιον άλλον αισθητήρα)[1]. Αν οι μικροσκοπικοί μαγνήτες μιας μαγνητικής περιοχής έχουν τέτοιον προσανατολισμό ώστε να αυξάνεται η ένταση του μαγνητικού πεδίου που διαπερνά το πηνίο καθώς θα το πλησιάζουν και να μειώνεται καθώς θα απομακρύνονται από αυτό, τότε το επαγόμενο ηλεκτρικό ρεύμα στο πηνίο θα ρέει αρχικά με ορισμένη φορά και κατόπιν με αντίθετη φορά, και αυτό θα αναγιγνώσκεται ως «1». Αντιλαμβάνεστε ότι το ηλεκτρικό ρεύμα στο πηνίο επάγεται από τις μεταβολές του μαγνητικού πεδίου που διαπερνά το πηνίο καθώς θα το πλησιάζουν και θα απομακρύνονται από αυτό θα αναγιγνώσκεται ως «0». Παρότι η πραγματική διαμόρφωση του αναγνώστη πιστωτικών καρτών είναι λίγο πιο περίπλοκη από εκείνη ενός απλού πηνίου, καθώς και η σκουρόχρωμη ταινία της κάρτας αποτελείται στην πραγματικότητα από τρεις ξεχωριστές ζώνες, καθεμία με το δικό της σύνολο πληροφοριών, ωστόσο η υποκείμενη φυσική είναι η ίδια με αυτή που περιγράφεται εδώ[2].

Ο τρίτος τρόπος με τον οποίο οι πληροφορίες του τραπεζικού λογαριασμού σας ενσωματώνονται στην πιστωτική κάρτα είναι με χρήση ενός μικρού τσιπ. Αυτό επικοινωνεί μέσω ραδιοκυμάτων με έναν ειδικό δέκτη που υπάρχει στον αναγνώστη της κάρτας. Το εν λόγω τσιπ, γνωστό συνήθως ως RFID(Radio Frequency IDentification: ραδιοφωνική αναγνώριση), χρησιμοποιεί ηλεκτρομαγνητικά κύματα στην περιοχή των ραδιοσυχνοτήτων προκειμένου να παρέχει ταυτοποίηση. Επικοινωνεί με τον αναγνώστη της κάρτας εφαρμόζοντας την ίδια φυσική με το σύστημα e-pass των διοδίων, αλλά με πιο προηγμένα πρωτόκολλα ασφαλείας απ’ ότι το σύστημα αυτομάτου ανοίγματος της γκαραζόπορτας ή το τηλεχειριστήριο κεντρικού κλειδώματος θυρών. Τα περισσότερα τσιπ των πιστωτικών καρτών εφαρμόζουν ένα σύστημα που αποκαλείται «επικοινωνία κοντινού πεδίου», στο οποίο το ραδιοσήμα εξασθενεί σε αποστάσεις μεγαλύτερες των δέκα εκατοστών από την κάρτα, καθιστώντας δύσκολη την υποκλοπή των πληροφοριών της από τον οποιονδήποτε – αυτός είναι ο λόγος που πρέπει να εισάγετε την κάρτα σας στον αναγνώστη ή να την κρατάτε πολύ κοντά σας.(…)

διαβάστε περισσότερα: James Kakalios, «Η φυσική των καθημερινών πραγμάτων», [εκδόσεις κάτοπτρο, μετάφραση επιστημονική επιμέλεια: Βασίλειος Μανιμάνης και Αλέξανδρος Μάμαλης]

[1] Πολλοί τέτοιοι αναγνώστες ανιχνεύουν τις μαγνητικές περιοχές με χρήση μιας «κεφαλής ανάγνωσης», παρόμοιας εκείνης του μαγνητικού σκληρού δίσκου του υπολογιστή σας, στην οποία το ρεύμα που διαρρέει τον ανιχνευτή είναι ευαίσθητο στο γειτονικό μαγνητικό πεδίο. Εδώ χρησιμοποίησα το πηνίο ως ένα απλούστερο παράδειγμα.

[2] Αυτός ο μηχανισμός είναι ίδιος με εκείνον στον οποίο οι πληροφορίες κωδικοποιημένες σε μια μαγνητική ταινία (όπως του κασετόφωνου) ή του παλιού μαγνητοφώνου με μπομπίνες) μετατρέπονται σε ηλεκτρικές τάσεις που όταν ενισχυθούν και επεξεργαστούν προκαλούν τη δόνηση των ηχείων. Μια πιο περίπλοκη μέθοδος μαγνητικής αποθήκευσης πληροφοριών εφαρμόζεται στο βιντεοκασετόφωνο, αλλά η φυσική παραμένει η ίδια.