Транспортная карта

Что физически представляет собой транспортная карта

Транспортная карта — бесконтактная смарт-карта формата ID-1 (85,6 × 54 мм), внутри пластика которой запаяны микросхема размером в несколько миллиметров и антенна из трёх-шести витков медного провода по периметру. Батареи нет: чип питается от электромагнитного поля считывателя на частоте 13,56 МГц и обменивается данными по протоколу ISO/IEC 14443 Type A. Рабочая дистанция — 3–7 см, поэтому карту прикладывают к валидатору вплотную, а не проносят мимо на вытянутой руке.

Память чипа разбита на сектора. В классической схеме MIFARE Classic 1K это 1024 байта: 16 секторов по четыре блока, блок — 16 байт, причём последний блок каждого сектора отдан под два ключа доступа и биты условий. Перевозчику выделяются свои сектора, и он раскладывает в них служебную структуру: идентификатор носителя, тип карты (кошелёк, абонемент, льготная), остаток средств в копейках или счётчик оставшихся поездок, дату и время последнего прохода, номер маршрута и транспортного средства, счётчик транзакций.

Принципиальная деталь, которая объясняет большинство бытовых сложностей: баланс хранится на самом чипе, а не только в облаке. Валидатор в салоне автобуса обязан работать без связи — он читает сектор, проверяет условия тарифа, списывает поездку и записывает новое значение обратно на карту за доли секунды. Транзакции накапливаются в памяти терминала и выгружаются в процессинг пакетами: на конечной остановке по Wi-Fi, через сотовый модем или при возвращении в парк. Отсюда и «отложенное» пополнение, о котором ниже.

Карту дублирует запись в информационной системе перевозчика, но она вторична: при расхождении между чипом и сервером в момент прохода выигрывает чип. Именно поэтому карта, пролежавшая полгода в кармане, продолжает работать, а перевыпуск требуется только при физическом повреждении антенны — самая частая поломка после того, как карту сгибали пополам или носили в заднем кармане джинсов.

Кошелёк, абонемент, льгота: четыре схемы тарификации

Названия карт различаются от города к городу, но экономически схем всего несколько, и они определяют, что именно записано в защищённом секторе.

• Электронный кошелёк. На чипе лежит сумма. При проходе валидатор списывает стоимость поездки по тарифу маршрута и, если предусмотрены пересадочные скидки, проверяет метку времени предыдущей поездки. Универсально, но требует регулярного пополнения.
• Пакет поездок. Записано целое число: 20, 40, 60 поездок. Списывается по единице независимо от расстояния, срок сгорания устанавливает перевозчик.
• Абонемент по времени. Хранится дата окончания — сутки, 30, 90 или 365 дней безлимитного проезда. Валидатор сравнивает её со своими часами, поэтому расхождение времени в терминале иногда порождает мнимые отказы.
• Персонифицированная льготная карта. Социальная карта, карта учащегося или студента привязана к конкретному человеку: на пластике печатают фамилию и фото, а в системе — категорию льготы, которая проверяется на сервере при пополнении.

Пятая схема формально не создаёт транспортной карты вовсе: в открытых системах оплаты проезда носителем билета выступает обычная банковская карта или смартфон в режиме бесконтактного платежа. Валидатор фиксирует токен карты, а списание идёт агрегированно, отложенно, на стороне банка-эквайрера. Разница между этим способом и оплатой по коду разобрана в материале об оплате картой по QR и через СБП: у карточной схемы выше скорость прохода, у кодовой — независимость от терминала.

Носитель и право на проезд — разные сущности, и путаница между ними порождает большинство вопросов в кассе метро. Единый проездной — это записанное право ехать: тариф по времени или пакет поездок. Транспортная карта — лишь один из носителей такого права, наравне с телефоном, банковской картой и билетом с кодом. Смена носителя не меняет тариф, а смена тарифа не требует менять пластик.

Поколения: от 125 кГц к AES и телефону

Первые проездные конца девяностых строились на низкочастотных метках 125 кГц семейства EM-Marine. Такая метка умеет только одно — назвать свой 40-битный номер, памяти для баланса у неё нет, шифрования тоже. Тарификация целиком жила на сервере, а поле для клонирования было открыто настежь: дубликатор за пару тысяч рублей копирует номер за секунду.

Второе поколение — MIFARE Classic на 13,56 МГц с проприетарным шифром Crypto1 и 48-битным ключом. Здесь уже появились память под кошелёк и офлайн-списание. Проблема в том, что Crypto1 был вскрыт исследователями ещё в 2008 году, и практические атаки восстанавливают ключи сектора за минуты. Транспортные операторы годами компенсировали это чёрными списками и сверкой счётчика транзакций с процессингом.

Третье поколение — MIFARE Plus и DESFire EV2/EV3 с AES-128, взаимной аутентификацией карты и терминала и защищённым обменом. Именно на такие чипы переводят городские системы, оставляя поддержку старых носителей ради совместимости. Параллельно билет переезжает в смартфон: телефон эмулирует бесконтактную карту через NFC, а сам проездной или его подтверждение хранится в кошельке — как это устроено, показано в разборе карт и билетов в Apple Wallet и Google Wallet.

Четвёртая линия развития — вообще отказ от радиочастотного носителя в пользу графического кода. На междугородних и пригородных маршрутах билет выдают в виде QR-кода в приложении или письме, а водитель сканирует его ручным терминалом; практика посадки по коду описана в термине электронный билет. Технологии сосуществуют: в одном салоне встречаются валидатор для карт, сканер для кодов и приём банковской карты одним и тем же устройством.

Пополнение, «зависшие» деньги и спорные списания

Пополнение через приложение или сайт не записывает деньги на чип напрямую — приложение лишь ставит в процессинге отложенную операцию. Сумма попадает на карту в момент, когда носитель окажется рядом с устройством, знающим об этой операции: терминалом на станции, валидатором в салоне после очередной синхронизации или смартфоном с NFC, если у перевозчика есть функция дозаписи. Срок, за который операция расходится по терминалам, каждый оператор объявляет сам — смотрите условия конкретной системы, они отличаются в разы.

Практические выводы простые. Пополнять карту лучше не в последний момент перед поездкой. Чек или номер операции стоит сохранять до появления денег на балансе. Двойное прикладывание к валидатору в большинстве систем не приводит к двойному списанию: терминал распознаёт повтор в пределах короткого интервала, но интервал этот определяет тариф перевозчика, а не карта. Если списание вызывает вопросы, история последних поездок читается прямо с чипа — в приложении оператора, на станционном терминале или в кассе, поскольку счётчик и «хвост» транзакций хранятся на карте.

Отдельная категория проблем — размагничивание, которого на самом деле не бывает. Бесконтактная карта не содержит магнитной полосы, и телефон или магнит ей не вредят. Реальные причины отказа: обрыв антенны после механической деформации, трещина в пластике, экранирование другой картой в том же чехле (две карты 13,56 МГц рядом глушат друг друга) и попытка приложить карту к валидатору через толстый металлический чехол.

Частые вопросы