Nöbetçi Eczaneler
Bir dönem banka kartlarının arka yüzündeki üç haneli CVV (Card Verification Value – Kart Doğrulama Değeri) veya CVC (Card Validation Code – Kart Doğrulama Kodu), kart üzerindeki küçük bir elektronik ekranda belirli aralıklarla değişen dinamik bir güvenlik koduna dönüştü. Bu teknoloji, klasik kartlara göre oldukça farklı bir mühendislik gerektiriyordu. Plastik bir kartın içine elektronik devre, e-paper ekran, işlemci ve bunları besleyecek bir enerji kaynağı yerleştirilmesi gerekiyordu.
Bazı ticari sistemlerde bu enerji kaynağı mini pil oldu. Bu ayrıntı, kullanım süresi dolmuş bir kartın imhasıyla ilgili ilginç bir güvenlik meselesi ortaya çıkarıyor. Lityum temelli bir hücrenin mekanik olarak kesilmesi, hücrenin iç yapısına zarar vererek kısa devre ve ısınma gibi tehlikeli sonuçlara yol açabilir.
Burada önemli olan nokta, bütün dinamik güvenlik kodlu kartların aynı teknolojiye sahip olmadığını bilmek. Ayrıca Claire Deilhes’in 2020 tarihli doktora çalışması da doğrudan banka kartlarında kullanılan lityum-iyon pilleri incelemiyordu. Çalışmanın konusu, akıllı kartlara entegre edilebilecek lityum-hava (Li-air) hücreleriydi.
Dinamik Güvenlik Kodlu Kartların Çalışma Yapısı
Dinamik güvenlik kodu sisteminde kartın arkasındaki güvenlik kodu belirli aralıklarla değişir. Böylece kart bilgilerinin ele geçirilmesi durumunda elde edilen eski kodun kullanım süresi sınırlandırılmış olur.
Bu sistemi oluşturmak için kartın içine küçük bir elektronik mimari yerleştirilmesi gerekir. İşlemci, zamanlama devresi, bellek ve ekranın yanı sıra bunların çalışması için gerekli enerji kaynağı da kartın katmanları arasına sığdırılır.
2014 tarihli bir patentte dinamik güvenlik kodu üreten kart mimarisi içinde batarya, işlemci, bellek ve esnek e-paper ekran birlikte tanımlanıyordu. Bu nedenle pilli dinamik güvenlik kartları yalnızca teorik bir teknoloji olarak kalmadı.
E-paper Ekranın Avantajları
E-paper ekranların bu uygulama için önemli bir avantajı düşük enerji tüketimidir. Görüntü oluşturulduktan sonra ekranın aynı görüntüyü koruması için sürekli enerji harcanması gerekmez.
Bu özellik, elektronik ekranın standart bir ödeme kartına yakın kalınlıktaki gövdeye yerleştirilmesini kolaylaştırır. IDEMIA’nın MOTION CODE sistemi de standart kart biçiminde çalışan dinamik güvenlik kodu çözümlerinden biriydi.
Kartın İçindeki Pilin Görevi
Kartın enerji ihtiyacı ekrandan ibaret değildir. İşlemci, zamanlama devresi ve diğer elektronik bileşenlerin de çalışması gerekir.
2014 tarihli patentte batarya, kartın elektronik sisteminin temel bileşenlerinden biri olarak tanımlanıyordu. IDEMIA’nın 2016 yılında tanıttığı MOTION CODE kartında da e-paper ekran, NFC anteni ve mini pil aynı kart yapısına entegre edilmişti.
Dolayısıyla geçmişte kullanılan bazı dinamik güvenlik kodlu kartların içinde gerçekten küçük bir pil bulunuyordu.
Claire Deilhes’in 2020 Tarihli Li-air Çalışması
Konunun internette en çok karışan bölümü Claire Deilhes’in doktora çalışmasıdır.
Deilhes, 2020 yılında Université Grenoble Alpes’te tamamladığı doktora tezinde, akıllı kart ve giyilebilir elektroniklerde kullanılabilecek lityum-hava (Li-air) enerji sistemini araştırdı.
CEA-Liten’in 2020 tarihli bilimsel raporunda Deilhes’in 12 Haziran 2020’deki doktora savunması, Mise en oeuvre, intégration flexible et compréhension du système Li-air pour intégration au sein d’une carte à puce ou d’un wearable başlığıyla yer alıyor.
Buradaki Li-air teknolojisini lityum-iyon pillerle aynı sistem olarak değerlendirmemek gerekiyor. İki teknoloji de lityum kimyasından yararlansa da elektrokimyasal çalışma biçimleri farklıdır.
Akıllı Kartlarda Li-air Teknolojisi
Deilhes’in çalışmasında amaç, yüksek enerji yoğunluğuna sahip bir enerji kaynağını çok küçük ve esnek elektronik sistemlere uyarlamaktı.
2018’de Deilhes ve çalışma arkadaşlarının sunduğu araştırmada, akıllı kart uygulamaları için yaklaşık 1000 Wh/L seviyesinde enerji yoğunluğu hedefinden söz ediliyordu. Çalışmada lityum-hava teknolojisinin yüksek teorik enerji yoğunluğunun bu tür uygulamalar açısından sağlayabileceği avantajlar ele alındı.
Tez kapsamında oksijeni elektrolit içinde taşıyabilen aprotik bir sistem de incelendi. Bu çalışmalarda perflorodekalin gibi bileşikler araştırmanın bir parçasıydı.
Bu nedenle Deilhes’in tezini, “dinamik güvenlik kodlu banka kartlarında lityum-iyon pil bulunduğunu kanıtlayan çalışma” şeklinde aktarmak doğru olmaz. Çalışma, akıllı karta entegre edilebilecek Li-air enerji hücresinin geliştirilmesine odaklanıyordu.
İnce Ve Esnek Enerji Hücresi Tasarımı
Akıllı kart uygulamalarında enerji kaynağının boyutu büyük bir mühendislik sorunudur. Bir banka kartının içine standart bir pil yerleştirmek mümkün olmadığı için hücrenin son derece ince olması ve kartın esnek yapısına uyum sağlaması gerekir.
Deilhes’in çalışmasının önemi de burada ortaya çıkıyor. Araştırma, enerji üretim sisteminin laboratuvar ortamında çalıştırılmasının ötesine geçerek, çok ince elektronik cihazlara entegrasyonunu ele alıyordu.
Lityum Hücrelerde Mekanik Hasar
Bir lityum hücresinin kesilmesi, ezilmesi veya delinmesi durumunda hücrenin içindeki katmanlar zarar görebilir. Özellikle elektrotları birbirinden ayıran katmanın hasar görmesi, hücre içinde istenmeyen elektriksel temas oluşturabilir.
Bu mekanizma lityum-iyon pil güvenliği üzerine yapılan deneysel araştırmalarda ayrıntılı biçimde incelenmiştir.
İç Kısa Devre Mekanizması
Lityum-iyon hücrelerde elektrotlar arasında doğrudan temas oluşmasını önleyen bir ayırıcı bulunur. Hücrenin mekanik olarak hasar görmesi bu yapının bozulmasına neden olabilir.
Elektrotların temas etmesiyle hücre içinde kısa devre oluşabilir. Hücrenin depoladığı enerji bu durumda çok küçük bir bölgede açığa çıkar ve hızlı bir sıcaklık artışı meydana gelebilir.
Donal Finegan ve çalışma arkadaşlarının 2018’de Advanced Science dergisinde yayımladığı araştırmada, lityum-iyon hücrelerin termal kaçak sırasında içeride nasıl parçalandığı yüksek hızlı senkrotron X-ışını görüntüleme yöntemiyle incelendi. Araştırma, hücre içindeki kısa devre ve ısı üretimi süreçlerinin birbirini nasıl tetikleyebildiğini ortaya koydu.
Termal Kaçak Süreci
Termal kaçak, hücrenin ürettiği ısının yeni kimyasal reaksiyonları hızlandırması ve bu reaksiyonların daha fazla ısı üretmesiyle gelişen kontrolsüz sıcaklık artışıdır.
Sıcaklık yükseldikçe hücre içindeki bazı bileşenler parçalanabilir. Bunun sonucunda yeni kimyasal reaksiyonlar başlayabilir ve daha fazla ısı açığa çıkabilir. Süreç yeterince ilerlediğinde hücrede gaz oluşumu, basınç artışı, yangın veya parçalanma meydana gelebilir.
Finegan’ın 2018 tarihli deneysel çalışması, bu sürecin hücre ölçeğinde nasıl geliştiğini doğrudan görüntüleyen araştırmalardan biridir.
Burada önemli bir ayrıntı var: Bir lityum hücresinin mekanik olarak hasar görmesi termal kaçağın kesin olarak meydana geleceği anlamına gelmez. Hücrenin kimyası, şarj durumu, hasarın biçimi ve hücre tasarımı sonucu etkiler.
Pil İçeren Banka Kartlarının Kesilme Riski
Bu bilgiler bir araya getirildiğinde, pilli elektronik kartların kesilmesiyle ilgili gerçek risk daha net görülebiliyor.
Geçmişte kullanılan bazı dinamik güvenlik kodlu kartlarda gerçekten mini pil bulunuyordu. Lityum temelli hücrelerde mekanik hasarın kısa devre ve termal kaçak oluşturabilmesi de batarya güvenliği araştırmalarında deneysel olarak gösterilmiş bir olgu.
Bununla birlikte bu iki bilgiden, her banka kartının makasla kesildiğinde termal kaçağa uğrayacağı sonucu çıkmıyor.
Kartın hangi teknolojiye sahip olduğu belirleyici.
Kart Teknolojisi Ve Pil Kimyası Arasındaki Farklar
Dinamik güvenlik kodu kullanan kartlar aynı üretim mimarisine sahip değil. Bazı eski tasarımlarda pil kullanılırken yeni nesil bazı sistemlerde enerji dışarıdan toplanıyor.
Ayrıca kartta bulunan pilin kimyası ve fiziksel yapısı da önem taşıyor. Deilhes’in araştırdığı Li-air sistemi ile yaygın lityum-iyon hücreler aynı teknoloji değildir.
Bu nedenle Deilhes’in tezindeki bulguları doğrudan günümüzde kullanılan bütün banka kartlarına aktarmak bilimsel açıdan doğru olmaz.
Bilimsel Kanıtların Gösterdiği Sınırlar
Burada özellikle haberlerde ve sosyal medyada yapılan bir genellemeden kaçınmak gerekiyor.
Deilhes’in çalışması akıllı kartlara entegre edilebilecek Li-air enerji hücrelerini araştırıyor. IDEMIA’nın ticari ürünleri ise pilli dinamik güvenlik kartlarının gerçekten üretildiğini gösteriyor. Batarya güvenliği araştırmaları da mekanik hasarın lityum hücrelerde ciddi arızalara yol açabileceğini ortaya koyuyor.
Fakat bir banka kartının makasla kesilmesi üzerine yapılmış doğrudan bir deney, bu üç kanıt grubundan farklı bir araştırma sorusudur. Böyle bir deneysel kanıt bulunmadan “kartı kesersen termal kaçak kesin olarak meydana gelir” şeklinde bir sonuç vermek fazla iddialı olur.
Bataryasız Dinamik Güvenlik Kodlu Kartlar
Teknolojinin gelişmesiyle birlikte dinamik güvenlik kodu üretmek için kartın içine pil yerleştirme zorunluluğunu ortadan kaldıran sistemler de geliştirildi.
Bu yaklaşımda ihtiyaç duyulan enerji kartın kendisinde depolanmak yerine dışarıdaki elektromanyetik alandan elde ediliyor.
Enerji Hasadı Teknolojisi
STMicroelectronics, dinamik CVV uygulamalarında enerji hasadı teknolojisini birkaç yıldır kullanıyor. Şirketin 2021 tarihli ST31N600 duyurusunda, bu güvenli mikrodenetleyicinin dinamik CVV sistemlerinde harici pil veya ayrı bir saat pili gerektirmeden çalışabilecek şekilde enerji hasadı özelliğine sahip olduğu ve Ellipse’in EVC All-In-One modülünün bu teknolojiyle geliştirildiği belirtiliyor.
STMicroelectronics’in 23 Ekim 2023 tarihli açıklamasında ise sistemin daha somut çalışma biçimi aktarılıyor. Ellipse’in EVC All-In-One modülündeki ST31N600, kart okuyucudan yayılan elektromanyetik enerjiyi topluyor ve bu enerjiyi kartın elektronik devresini çalıştırmak için kullanıyor. Böylece modül pil gerektirmeden dinamik CVV kodunu değiştirebiliyor.
ST’nin güncel ürün sayfası da EVC modülünü battery-free olarak tanımlıyor ve enerjinin EMV işlemlerinden toplandığını belirtiyor. Sistem POS terminalleri, ATM’ler ve mobil uygulamalarla kullanılabiliyor.
Yeni Nesil Kartların Yapısal Farkları
Bataryasız tasarım, kartın içine yerleştirilecek bileşenlerin sayısını ve güvenlik gereksinimlerini değiştiriyor. En önemli fark, enerji depolayan ayrı bir pil hücresinin ortadan kalkması.
Bu nedenle günümüzde “dinamik güvenlik kodlu kart” ifadesini gördüğümüzde kartın içinde mutlaka lityum pil bulunduğunu varsaymak doğru olmaz.
Eski Banka Kartlarının Güvenli İmhası
Kullanım süresi dolmuş bir banka kartının üzerindeki çip ve manyetik şerit kullanılamaz hale getirilebilir. Kartın içinde elektronik bileşen veya pil bulunma ihtimali varsa, bu bileşenleri hedef alacak şekilde kesmek yerine bankanın önerdiği imha yöntemini uygulamak daha uygun olur.
Özellikle lityum pil içerdiği bilinen elektronik kartlarda pilin delinmesi, ezilmesi veya kesilmesi uygun bir imha yöntemi değildir. Bu tür hücrelerde mekanik hasar, hücrenin iç yapısını bozabilir.
Kartın içinde pil bulunup bulunmadığı bilinmiyorsa, elektronik bileşenleri fiziksel olarak parçalamak yerine kartı veren kuruluşun talimatlarına uymak veya uygun elektronik atık yöntemlerini kullanmak daha güvenli bir seçenektir.
Sonuç
Dinamik güvenlik kodlu kartlar, plastik bir kartın içine şaşırtıcı ölçüde karmaşık elektronik sistemlerin yerleştirilebildiğini gösteren ilginç bir mühendislik örneği. Geçmişteki bazı ticari kartlarda e-paper ekranı ve elektronik devreyi çalıştırmak için mini pil kullanıldı.
Claire Deilhes’in 2020 tarihli doktora çalışması ise bu konunun enerji tarafını daha ileri taşıyan araştırmalardan biri. Deilhes, Li-air hücrelerin akıllı kart ve giyilebilir elektroniklere entegrasyonunu inceledi. Bu çalışma lityum-iyon banka kartı pillerinin kesilmesi üzerine yapılmış bir deney olarak değerlendirilmemeli.
Buna karşılık lityum hücrelerde mekanik hasarın gerçek bir güvenlik riski olduğu batarya araştırmalarıyla ortaya konmuş durumda. İç kısa devre, ısı üretimi ve uygun koşullarda termal kaçak birbirini takip eden arıza süreçlerine dönüşebilir.
Bugünün bazı dinamik güvenlik kartlarında ise pil yerine enerji hasadı kullanılıyor. Böylece kart, dışarıdaki elektromanyetik alandan ihtiyaç duyduğu enerjiyi elde edebiliyor.
Sonuç olarak, “banka kartını makasla kesmek kesinlikle termal kaçağa yol açar” demek bilimsel kanıtların ötesine geçer. Daha sağlam ifade şudur: Pil içeren elektronik kartlarda pilin kesilmesi mekanik ve termal risk oluşturabilir; kartın iç yapısı ise kullanılan teknolojiye göre değişir.