SMART CARD APPLICATION IN ACADEMIC INFORMATION SYSTEM

  

APLIKASI SMART CARD

DALAM SISTEM INFORMASI AKADEMIK

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik pada

  

Program Studi Teknik Elektro

Fakultas Teknik Universitas Sanata Dharma

Disusun oleh :

  

RB SURYO INDRIANTO

NIM : 035114014

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

  

SMART CARD APPLICATION IN

ACADEMIC INFORMATION SYSTEM

FINAL PROJECT

Presented as Partial Fulfillment of the Requirements

To Obtain the SARJANA TEKNIK Degree

in Electrical Engineering

of Sanata Dharma University

  

By :

RB SURYO INDRIANTO

Student Number : 035114014

  

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

ELECTRICAL ENGINEERING DEPARTMENT

ENGINEERING FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTO HIDUP

  Kupersembahkan tugas akhir ini kepada kedua orang tuaku, kakakku, dan kepada semua orang yang sedang menderita karena teknologi.

  Freedom Is A Choice And Your Choice Is Your Freedom

  

APLIKASI SMART CARD DALAM SISTEM INFORMASI AKADEMIK

RB Suryo Indrianto

035114014

  

INTISARI

Smart card adalah kartu plastik dengan chip mikroprosesor yang tertanam

didalamnya. Smart card akan diaplikasikan untuk memberikan kemudahan dalam

mengakses informasi akademik. Smart card akan diisi dengan data-data historis

mahasiswa seperti NIM, IPK, jumlah SKS, dan informasi lain.

  Dalam penelitian ini smart card dibuat dalam bentuk model menggunakan

mikrokontroler AVR ATTINY2313. Model smart card ini mampu menampung data

sebesar 128 byte. Protokol komunikasi yang digunakan mengacu pada standar ISO 7816.

Program PC terminal sebagai sumber informasi akan menyediakan berbagai data yang

hendak disimpan pada smart card. Selain itu sistem ini juga menyediakan program yang

berfungsi khusus untuk pembacaan smart card, sehingga akan lebih mempermudah

pengguna dalam mengakses informasi.

  Penelitian ini telah berhasil mengaplikasikan smart card dalam sistem informasi

akademik. Smart card dapat digunakan untuk menyimpan infomasi akademik

mahasiswa.

  Kata kunci: smart card, sistem informasi akademik, ISO 7816

  

SMART CARD APPLICATION IN ACADEMIC INFORMATION SYSTEM

RB Suryo Indrianto

035114014

ABSTRACT

  Smart card is a plastic card with a microprocessor chip embedded in it. The smart

card will be applied to provide simplicity to access academic information. The smart card

will be loaded with student historical data such as: student number, GPA, number of

credit, and other information.

  In this research the smart card is made into a model which uses AVR

ATTINY2313 microcontroller. This smart card model is able to store 128 byte data.

Communication protocol used refers to ISO 7816 standard. The PC terminal program as

information source provides various data which will be stored in the smart card.

Additionally this system also provides a program which specifically to read the smart

card to be more user-friendly in accessing information.

  This research succeeded applies the smart card into information academic system. The smart card can be used to store student academic information.

  Keywords: smart card, academic information system, ISO 7816

KATA PENGANTAR

  Puji dan syukur kepada Allah Bapa atas segala kasih dan karunia-Nya sehingga

penulis dapat menyelesaikan penulisan tugas akhir ini tepat pada waktunya. Tugas akhir

ini berjudul aplikasi smart card dalam sistem informasi akademik.

  Tugas akhir ini dibuat untuk memenuhi salah satu syarat dalam memperoleh gelar

sarjana teknik pada program studi Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma. Penulisan

tugas akhir ini didasarkan pada hasil yang penulis peroleh berdasarkan pada perancangan

alat, pembuatan alat, dan sampai pada pengujian alat.

  Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini tidak akan terwujud dengan baik tanpa

bantuan dari pihak lain. Oleh karena itu pada kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan

terima kasih kepada:

  1. Yesus Kristus, sumber segala inspirasiku

  2. Bapak Ir. Iswanjono, M.T. sebagai dosen pembimbing I yang telah bersedia memberikan ide, saran, bimbingan, dan waktu untuk penulis dalam menyelesaikan tugas akhir.

  3. Bapak Ir. Tjendro selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan pengarahan dan bimbingan dalam penyelesaian tugas akhir ini.

  4. Para laboran khususnya mas Mardi dan mas Sur sebagai obat stres paling manjur dikala gundah gulana.

  5. Mas Ucup yang selalu membuat lab bersih mewangi sepanjang hari.

  6. Yakob, Gigih, Denis, Alex, Jo, Inggit, dan semua angkatan 2003 atas sumbangan semangatnya.

  7. Anak-anak kos 125, Sweaty, Nicken, Dora the exploler, Rosa, San2 Wa2, Cik

8. Semua orang yang telah membantu dalam penyusunan karya tulis ini.

  Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih memiliki banyak kekurangan.

Oleh karena itu, kritik dan saran yang sifatnya membangun dari semua pihak akan sangat

membantu dalam perbaikan-perbaikan karya tulis ini.

  Yogyakarta, 3 Agustus 2007 Penulis

  DAFTAR ISI Halaman Judul.......................................................................................................

  6

  3

  4

  4

  4

  4

  6

  6

  6

  1

  7

  7

  7

  8

  9

  9

  10

  3

  2.5.1 Command................................................................................ i iii iv v vi vii viii x xi xv xiv

  Lembar Pengesahan oleh Pembimbing................................................................. Lembar Pengesahan oleh Penguji......................................................................... Lembar Pernyataan Keaslian Karya...................................................................... Halaman Persembahan dan moto hidup................................................................ Intisari................................................................................................................... Abstract................................................................................................................. Kata Pengantar...................................................................................................... Daftar Isi .............................................................................................................. Daftar Gambar....................................................................................................... Daftar Tabel .........................................................................................................

  1.7 Sistematika Penulisan.........................................................................

  BAB 1 Pendahuluan ............................................................................................

  

1.1 Latar Belakang Masalah .....................................................................

  

1.2 Rumusan Masalah...............................................................................

  1.3 Batasan Masalah ................................................................................

  1.4 Tujuan Penulisan ................................................................................

  1.5 Manfaat Penulisan……………………………………………….......

  1.6 Metodologi Penulisan.........................................................................

  BAB 2 Dasar Teori ..............................................................................................

  

2.5 Protokol Komunikasi..........................................................................

  

2.1 Definisi Smart Card ...........................................................................

  

2.2 Jenis-jenis Kartu Dan Standarisasinya................................................

  2.2.1 Memory Card..........................................................................

  2.2.2 Contact CPU Card...................................................................

  2.2.3 Contactless Card.....................................................................

  2.2.4 Combi Card.............................................................................

  

2.3 Format Kartu.......................................................................................

  

2.4 Terminal Kartu (Card Reader)............................................................

  12

  2.5.3 Response.................................................................................

  13

2.6 Mikrokontroler AVR ATTiny2313.....................................................

  13 2.6.1 Arsitektur ATTiny 2313..........................................................

  14 2.6.2 EEPROM................................................................................

  17 2.6.3 USART....................................................................................

  18 a. USART I/O Data Register (UDR)....................................

  18 b. USART Control and Status Register A (UCSR A)...........

  19 c. USART Control and Status Register B (UCSRB)............

  19 d. USART Control and Status Register C (UCSRC)............

  20 e. USART Baud Rate Register (UBRRH,UBRRL)..............

  21 f. Format Frame....................................................................

  22

2.7 Visual Basic 6.0 Enterprises Edition...................................................

  22 2.7.1 Window Property....................................................................

  22 2.7.2 Form Designer.........................................................................

  23 2.7.3 Form Window layout..............................................................

  23 2.7.4 Komunikasi serial dengan Visual Basic 6.0 Enterprises.........

  24 a. Konfigurasi Port Serial......................................................

  24 b. Pengaksesan Port Serial....................................................

  26

2.8 RS 232.................................................................................................

  27

2.9 Database..............................................................................................

  29 BAB 3 Perancangan........... ..................................................................................

  29 3.1 Diagram Blok Sistem .........................................................................

  30 3.2 Perancangan Perangkat Keras ............................................................

  30 3.2.1 Smart Card.................................................................................

  32 3.2.2 Antarmuka Serial.......................................................................

  32 a. Catu Daya..........................................................................

  32 b. Sistem Clock.....................................................................

  33 c. Konverter Logika RS232 ke TTL.....................................

  35 3.2.3 Desain card reader......................................................................

  35 3.3 Perancangan Perangkat Lunak ...........................................................

  38 3.3.1 Perangkat Lunak Smart Card ....................................................

  38 a. Data dan Lokasi Memori...................................................

  39 b. Protokol Komunikasi........................................................

  40

  c. Sistem Operasi Smart Card...............................................

  46 3.3.2 Perangkat Lunak PC Terminal……………………………….

  49 a. Form Menu........................................................................

  49 b. Form Admin......................................................................

  54 c. Form User.........................................................................

  57 d. Form Pelengkap................................................................

  59 e. Database............................................................................

  60 BAB 4 Hasil dan Pembahasan..............................................................................

  60

4.1 Model smart card dan card reader.......................................................

  61

4.2 Sistem operasi smart card...................................................................

  62

4.2.1 Protokol komunikasi..................................................................

  62 a. ATR (Answere To Reset).................................................

  62 b. Command dan Response...................................................

  63

4.2.2 Memori EEPROM......................................................................

  65

4.3 Program PC Terminal.........................................................................

  66

4.3.1 Program Sistem Informasi Akademik “SIA”.............................

  67

4.3.2 Program “READER”.................................................................

  76

4.3.3 Database mahasiswa..................................................................

  78 BAB 5 Kesimpulan dan Saran 81

5.1 Kesimpulan.........................................................................................

  81

5.2 Saran....................................................................................................

  81 Daftar Pustaka.......................................................................................................

  83 Lampiran...............................................................................................................

  85

  DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Format kartu..........................................................................

  16 Gambar 2.13 UDR (USART I/O Data Register)......................................

  27 Gambar 2.21 Struktur Database .............................................................

  24 Gambar 2.20 Level tegangan RS232 pada pengiriman huruf “A” tanpa

bit paritas ............................................................................

  22 Gambar 2.19 Konfigurasi Port Serial........................................................

  20 Gambar 2.18 Format Frame .....................................................................

  20 Gambar 2.17 USART Baud Rate Register (UBRRH,UBRRL) ...............

  19 Gambar 2.16 UCSRC (USART Control and Status Register C)..............

  19 Gambar 2.15 UCSRB (USART Control and Status Register B)..............

  18 Gambar 2.14 UCSRA (USART Control and Status Register A)..............

  15 Gambar 2.12 EECR (EEPROM Control Register)...................................

  8 Gambar 2.2 TPDU Header........................................................................

  15 Gambar 2.11 EEDR (EEPROM Data Register)........................................

  14 Gambar 2.10 EEAR (EEPROM Address Register)..................................

  13 Gambar 2.9 Arsitektur AVR ATTiny2313...............................................

  12 Gambar 2.8 Protokol komunikasi antara terminal dan smart card............

  11 Gambar 2.7 Format APDU Response.......................................................

  11 Gambar 2.6 Format 4 APDU Command...................................................

  11 Gambar 2.5 Format 3 APDU Command...................................................

  11 Gambar 2.4 Format 2 APDU Command...................................................

  10 Gambar 2.3 Format 1 APDU Command...................................................

  28

Gambar 3.2 Kontak Smart Card ...............................................................

  44 Gambar 3.16 Flowchart Subroutine serial_status ....................................

  51 Gambar 3.26 Flowchart Edit Data............................................................

  50 Gambar 3.25 Flowchart Simpan Data Baru..............................................

  49 Gambar 3.24 Flowchart Form Admin.......................................................

  48 Gambar 3.23 Flowchart Form Menu.........................................................

  48 Gambar 3.22 Form Help...........................................................................

  48 Gambar 3.21 Form Pswuser......................................................................

  47 Gambar 3.20 Form Pswadmin..................................................................

  47 Gambar 3.19 Form User...........................................................................

  46 Gambar 3.18 Form Admin........................................................................

  45 Gambar 3.17 Form Menu..........................................................................

  43 Gambar 3.15 Flowchart Baca Data...........................................................

  31 Gambar 3.3 Desain Smart Card................................................................

  42 Gambar 3.14 Flowchart Simpan Data......................................................

  41 Gambar 3.13 Flowchart Cek Command ..................................................

  40 Gambar 3.12 Flowchart Sistem Operasi Smart Card ...............................

  39 Gambar 3.11 Flowchart Subroutine serial_kirim .....................................

  37 Gambar 3.10 Format ATR........................................................................

  37 Gambar 3.9 Flowchart Komunikasi..........................................................

  35 Gambar 3.8 Flowchart Sistem...................................................................

  34 Gambar 3.7 Desain Card Reader .............................................................

  34 Gambar 3.6 Rangkaian Antarmuka Serial ...............................................

  33 Gambar 3.5 Konfigurasi IC MAX 232 ....................................................

  31 Gambar 3.4 Oscilator Kristal ...................................................................

  51

Gambar 3.27 Flowchart Hapus Data........................................................

  62 Gambar 4.4 Data EEPROM......................................................................

  76 Gambar 4.14 Tampilan splash screen “READER”...................................

  75 Gambar 4.13 Tampilan Form Help...........................................................

  75 Gambar 4.2 Tampilan update password...................................................

  73 Gambar 4.11 tampilan Cek Data..............................................................

  72 Gambar 4.10 Tampilan Form User...........................................................

  68 Gambar 4.9 Tampilan Password untuk User............................................

  68 Gambar 4.8 Tampilan Form Admin.........................................................

  67 Gambar 4.7 Tampilan form password untuk admin.................................

  67 Gambar 4.6 Tampilan Form Menu...........................................................

  65 Gambar 4.5 Tampilan splash screen “SIA”..............................................

  61 Gambar 4.3 Answer To Reset.................................................................

  52 Gambar 3.28 Flowchart inisialisasi smart card (config)...........................

  60 Gambar 4.2 Card Reader...........................................................................

  59 Gambar 4.1 Model Smart Card.................................................................

  58 Gambar 3.36 Koneksi Database................................................................

  58 Gambar 3.35 Flowchart password untuk user...........................................

  56 Gambar 3.34 Flowchart password untuk admin.......................................

  56 Gambar 3.33 Flowchart Ubah Password...................................................

  55 Gambar 3.32 Flowchart Upgrade data......................................................

  55 Gambar 3.31 Flowchart Baca Data Dari Smart Card (Read)....................

  53 Gambar 3.30 Flowchart Form User..........................................................

  52 Gambar 3.29 Flowchart Kirim Data Ke Smart Card (Write)...................

  77

Gambar 4.15 Tampilan Form Reader.......................................................

  77 Gambar 4.16 Tabel datamhs.....................................................................

  78

  DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Format Card Status…………………………………………..

  12 Tabel 2.2. Mode Bit EEPROM.................................................................

  16 Tabel 2.3. Pengaturan Baud Rate………………………………………..

  21 Tabel 2.4. Alamat dan lokasi bit register UART .....................................

  25 Tabel 3.1. Data dan lokasi memori...........................................................

  38 Tabel 3.2. Tabel Protokol Komunikasi.....................................................

  39 Tabel 3.3. Tabel Database.........................................................................

  59 Tabel 4.1 Tabel pengujian command dan response..................................

  63

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah

1.1 Ada berapa definisi tentang smart card tergantung aplikasi dari smart card itu

  sendiri. Secara umum smart card atau kartu pintar adalah kartu plastik dengan mikroprosesor yang terintegrasi didalamnya. Mikroprosesor inilah yang menjadi otak dari smart card.

  Teknologi smart card sudah ada sejak 20 tahun yang lalu. Smart card pertama kali diperkenalkan sebagai sistem pembayaran telepon. Dewasa ini smart card mengalami perkembangan yang sangat pesat dalam hal aplikasi dan teknologi. Smart card mulai digunakan untuk berbagai aplikasi seperti access control, computer logon, pengaman data base, dan pembayaran elektronik.

  Teknologi tersebut menawarkan banyak manfaat signifikan bagi para penyedia dan pengguna jasa, sekaligus menawarkan tantangan bagi siapa saja yang ingin mengembangkan inovasi ini lebih lanjut. Mobilitas tinggi didapatkan dari ukuran fisik yang kecil dengan dimensi chip hanya 85,6 mm x 54 mm. Keamanan data didukung oleh adanya mikroprosesor dalam chip yang dapat melakukan proses enkripsi data yang disimpan. Kestabilan dan kecepatan dapat dioptimalkan dengan makin banyaknya bahasa pemrograman yang mendukungnya [1].

  Dalam suatu perguruan tinggi, tentunya tidak lepas dari sistem informasi yang berlaku pada perguruan tinggi yang bersangkutan. Sistem itu disebut sistem informasi akademik. Dengan semakin berkembangnya suatu perguruan tinggi,

  2

bertambahnya mahasiswa, dan ilmu pengetahuan yang semakin berkembang, mau

tidak mau perguruan tinggi harus meningkatkan pelayanan dan kualitas sumber daya

manusia yang ada. Perguruan tinggi yang baik tentu memiliki sistem informasi

akademik yang cukup bahkan lebih untuk mahasiswa, dosen, karyawan, dan calon

mahasiswa yang akan mendaftar.

  Sebuah perguruan tinggi yang memiliki sistem informasi akademik yang

handal dan selalu di-update akan mendukung kinerja perguruan tinggi yang

bersangkutan baik dalam pelayanan terhadap mahasiswa maupun karyawan [2].

  Universitas Sanata Dharma sebagai salah satu Perguruan Tinggi Swasta di

Yogyakarta mulai berusaha meningkatkan sistem informasi akademik yang dimiliki.

  

Peluncuran web site Sistem Pengolahan Sumber Belajar Digital pada akhir tahun

2006 merupakan salah satu wujud usaha tersebut. Web site ini diharapkan mampu

menjadi sumber informasi bagi komunitas yang membutuhkannya.

  Penggunaan fasilitas web site dalam suatu sistem informasi memang sudah

sangat umum dilakukan. Namun sistem seperi ini memiliki kekurangan dalam hal

mobilitas dan biaya karena untuk mengaksesnya masih tergantung jaringan internet

dan dengan biaya akses yang tidak murah.

  Salah satu tuntutan yang dihadapi dunia pendidikan saat ini adalah

menciptakan sistem pelayanan terhadap mahasiswa yang dapat memberikan

kemudahan dalam mengakses informasi dengan tingkat keamanan yang tinggi,

mobilitas tinggi, ketangguhan terhadap gangguan, kestabilan, dan unjuk kerja yang

tinggi. Smart card diciptakan untuk menjadi solusi bagi problem tersebut.

  3 Berdasarkan uraian diatas akan dilakukan penelitian tentang aplikasi smart

card dalam sistem informasi akademik. Penggunaan smart card dapat menjadi salah

satu alternatif dalam penyediaan informasi. Smart card akan diisi dengan data-data

historis mahasiswa seperti NIM, IPK,jumlah SKS, KP, KKL, TA, dan lain lain yang

merupakan syarat kelulusan pada Program Studi Teknik Elektro Universitas Sanata

Dharma.

1.2 Rumusan Masalah

  Dari uraian latar belakang masalah diatas dapat dirumuskan dua rumusan masalah yaitu

  1. Bagaimana merancang model smart card dan card reader berbasis mikrokontroler ?

2. Bagaimana merancang software PC terminal ?

1.3 Batasan Masalah

  Penelitian ini memiliki batasan masalah sebagai berikut 1. Jenis kartu yang dibuat adalah jenis contact CPU card.

  2. Standar antarmuka ISO 7816

  

3. Kartu berisi data historis mahasiswa seperti NIM, IPK, KKL, KP, dan lain-

lain.

  4. Smart Card berbasis mikrokontroler AVR ATTiny2313 dengan kapasitas memori EEPROM 128 byte.

  4 Tujuan Penulisan

1.4 Tujuan dari penelitian ini adalah

  1. Memaparkan perancangan model smart card dan card reader berbasis mikrokontroler.

  2. Memaparkan perancangan software PC terminal Manfaat Penulisan

  1.5 Penelitian ini memiliki beberapa manfaat yang dapat dipetik. Bagi penulis

penelitian ini dapat menambah pengetahuan tentang aplikasi smart card khususnya

dalam sistem informasi akademik. Bagi pembaca penelitian ini dapat menjadi bahan

pertimbangan dalam memanfaatkan teknologi smart card. Penelitian ini juga

bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi.

   Metodologi Penelitian

  1.6 Penelitian ini dilakukan dengan metodologi penelitian berupa perancangan

hardware dan software, pengujian alat, pengambilan data, analisis data, dan

penarikan kesimpulan.

  1.7 Sistematika Penulisan Penelitian ini disusun dengan sistematika penulisan sebagai berikut

  5

  BAB I PENDAHULUAN Dalam bab ini telah diuraikan tentang pemilihan topik sebagai dasar

pemikiran lewat latar belakang penelitian, rumusan masalah yang akan dibahas,

batasan masalah, tujuan penulisan, manfaat, dan metodologi dari penelitian ini.

  BAB II DASAR TEORI Dalam bab ini akan dipaparkan beberapa teori mengenai smart card dan mikrokontroler yang akan digunakan dalam perancangan

  BAB III PERANCANGAN Pada bagian ini akan dilakukan perancangan model smart card dan card reader serta software terminal. BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Bab ini berisi pembahasan terhadap data yang telah diperoleh BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Bagian ini menyimpulkan uraian dari bab-bab sebelumnya agar dapat

memberi penjelasan dalam memahami maksud dan tujuan penulisan serta akan

diberikan beberapa saran bagi siapa saja yang ingin membahas topik ini lebih

dalam.

BAB II DASAR TEORI

  2.1 Definisi Smart Card Istilah smart card memiliki berbagai macam pengertian karena smart card

telah digunakan dalam berbagai aplikasi. Jadi penggunaan smart card akan

menentukan definisi dari smart card. Secara umum smart card didefinisikan sebagai

kartu plastik dengan chip mikroprosesor yang terintegrasi didalamnya.

  Mikroprosesor berperan sebagai otak dari kartu sehingga kartu memiliki kemampuan untuk berpikir dan perintah yang dikehendaki [3].

  2.2 Jenis-jenis Kartu Dan Standarisasinya Secara umum jenis kartu ada 4 macam yaitu memory card, contact CPU card, contactless card , dan combi card.

2.2.1 Memory Card

  Memory card adalah sebuah kartu yang hanya memiliki memori dan akses logika saja. Hampir sama dengan kartu pita magnetik, memory card hanya

mampu digunakan untuk tempat penyimpanan data saja. Data yang tersimpan

dapat diakses dengan suatu perintah tertentu dan biasanya kartu jenis ini tidak

memiliki pengendali keamanan.

  7

  2.2.2 Contact CPU Card Kartu jenis ini memiliki mikroprosesor yang terdapat pada kartu. Dengan adanya mikroprosesor maka program yang terdapat didalam chip dapat dieksekusi. Di dalam chip terdapat 4 blok utama yaitu ROM, RAM, memori EEPROM, dan I/O port. Contact CPU Card memiliki tingkat keamanan yang lebih tinggi dari memori card

  2.2.3 Contactless Card Teknologi contactless card mampu meningkatkan efektifitas transaksi data dari jenis kartu sebelumnya sehingga mampu digunakan untuk berbagai macam aplikasi. kartu jenis ini mentransfer data tanpa ada kontak elektrik antara kartu dan terminalnya. Dapat berupa memory card atau microprocessor card.

  2.2.4 Combi Card Combi card adalah gabungan dari contact dan contactless card. Kedua jenis kartu ini memiliki protokol komunikasi dan proses pengembangan yang berbeda.

  Gabungan dari kedua jenis kartu ini akan menghasilkan kartu dengan tingkat keamanan dan efisiensi yang tinggi [1].

  Ada banyak manufaktur yang membuat smart card sehingga perlu dibuatkan

standarisasi skala internasional untuk memudahkan dalam pertukaran dan transfer

data antara kartu-kartu buatan manufaktur tersebut. Pengembangan teknologi Smart

  8 card tunduk pada standarisasi yang ditetapkan oleh ISO (International Organisation

for Standarisation ) / IEC (International Electrotechnical Commission) dan CEN

(Comite Eurpean de Normalisation). Dokumen standarisasi smartcard yang perlu

diketahui untuk penulisan ini hanya dokumen ISO7816 [3].

2.3 Format Kartu

  Smartcard mempunyai format yang hampir sama dengan jenis kartu lain,

misalnya kartu magnetik. Standarisasi format kartu dapat dilihat pada gambar 2.1.

  

Kartu ini mempunyai dimensi chip 85,6mm x 54mm. Semua jenis smartcard

memiliki chip dengan dimensi yang sama. Chip ini ditanam dalam plat plastik tipe

  

ID-1 yang terbuat dari bahan PVC dengan tebal 0,76 mm sesuai standar ISO 7810.

Selain plat ID-1 ada juga plat tipe ID-00 dan ID-000 dengan dimensi masing-masing

66,10mm x 33,10mm dan 25mm x 15mm.

  Gambar 2.1 Format kartu [4]

  9

  2.4 Terminal Kartu (Card Reader) Satu-satunya cara untuk menghubungkan smart card dengan ‘dunia luar’

adalah lewat komunikasi serial. Perangkat tambahan yang dibutuhkan untuk

melakukan kontak listrik ke smart card disebut Terminal. Fungsi lainya adalah untuk

memberi suplai listrik ke smart card. Sebutan lain untuk terminal adalah card reader

atau chip reader atau smart card reader .

  Terminal harus mampu melayani mekanisme khusus dalam melakukan

kontak elektrik ke smart card dan memberikan suplai listrik ke dalam chip smart

card , sebelum melakukan proses selanjutnya. Pada saat smart card dimasukkan ke

dalam terminal maka proses yang terjadi adalah terminal melakukan kontak dan

menyalurkan suplai listrik ke dalam chip smart card, kemudian terminal mendeteksi

respon dari smart card lalu mengirim byte-byte dalam format tertentu lewat kabel

serial [1].

  2.5 Protokol Komunikasi Protokol komunikasi antara terminal dan smart card tercantum dalam ISO

7816-3 (transport protocol) dan ISO 7816-4 (aplication protokol) [3]. Kedua

protokol tersebut akan dibahas dalam bagian ini.

  Terminal akan menginisialisasi sebuah smart card dengan mengirimkan

sinyal pada kontak reset (RST). Kartu akan merespon dengan mengirimkan sejumlah

byte kepada teminal yang disebut dengan ATR (AnswerTo Reset). ATR terdiri dari

dua bagian yaitu protocol byte yang menyediakan informasi tentang protokol

komunikasi yang mendukung kartu dan historical bytes yang menyediakan informasi

  10

tentang tipe kartu. Panjang historical byte biasanya 14 byte tergantung dengan tipe

kartu.

  Setelah sinyal ATR ditransmisikan maka terminal dapat berkomunikasi

dengan smart card dengan mengirimkan command. Command tersebut dibuat dalam

satu paket yang disebut transport protocol data unit (TPDU). Setiap paket dimulai

dengan lima byte (header) yang diikuti dengan sejumlah data jika diperlukan. Format

dari TPDU Header ditunjukkan oleh gambar 2.2.

  CLA

  INS P1 P2 P3

Gambar 2.2 TPDU Header [3]

  Dengan perincian masing-masing byte adalah sebagai berikut

  1. Class byte (CLA) adalah clas 2. s instructions.

  3. Instruction byte (INS) adalah byte instruksi yang menjadi indikator bahwa terminal akan mengirim data atau menerima data dari smart card.

  4. Parameter byte (P1 dan P2) adalah parameter dari instruksi.

  5. Parameter byte (P3) adalah byte yang menunjukkan terminal akan mengirim data ke kartu (Lc) atau terminal menerima data dari kartu (Le).

2.5.1 Command

  Berdasarkan INS byte pada TPDU header dapat dibentuk suatu level protokol aplikasi APDU (Aplication Protocol Data Units) Command. Terdapat 4 kemungkinan format APDU Command.

  11

a. Tidak diperlukan pertukaran byte data. Format pertama dari APDU Command tampak pada gambar 2.3 berikut.

CLA INS P1 P2

Gambar 2.3 Format 1 APDU Command [3]

  

b. Terminal akan menerima data dari smart card (Le). Ini adalah bentuk kedua

dari format APDU Command seperti tampak pada gambar 2.4.

  

CLA INS P1 P2 Le

Gambar 2.4 Format 2 APDU Command [3]

  

c. Terminal akan mengirim data ke smart card (Lc). Gambar 2.5 menunjukkan

format ketiga dari APDU Command.

  CLA INS P1 P2 Lc Data

Gambar 2.5 Format 3 APDU Command [3]

  

d. Terminal akan mengirim data ke smart card (Lc) dan juga menerima data

dari smart card (Le). Kemungkinan keempat ini tampak pada gambar 2.6.

  

CLA INS P1 P2 Lc Data Le

Gambar 2.6 Format 5 APDU Command [3]

  12

2.5.2 Card Status

  Card status (SW1 dan SW2) akan mengakhiri suatu command. Hal ini adalah bagian dari standar ISO 7816-4. Tabel 2.1 berisi beberapa kode untuk status.

  Tabel 2.1.

  Format Card Status [3] SW 1 SW 2 ARTI

  90 00 O K 67 00 P3 salah

  69

  66 Command tidak tersedia

  6A 86 P1-P2 salah

  6D

  00 INS tidak dikenali

  6E

  

00 CLA tidak valid

2.5.3 Response

  Berdasarkan SW1 dan SW2 maka sebuah APDU akan dikembalikan dalam suatu format tertentu. Format tersebut disebut dengan response APDU.

  Format dari suatu APDU Response ditunjukkan oleh gambar 2.7. Bagian data sifatnya opsional karena beberapa APDU command tidak membutuhkan data dari smart card.

  Data SW1 SW2

Gambar 2.7 Format APDU Response [3] Komunikasi antara terminal dan smart card tampak pada gambar 2.8.

  

Komunikasi tersebut meliputi APDU command yang dikirim terminal ke smart card

dan APDU response oleh smart card ke terminal berdasarkan APDU command .

  13

Gambar 2.8. Protokol komunikasi antara terminal dan smart card [3]

2.6 Mikrokontroler AVR ATTINY2313 AVR ATTiny2313 merupakan salah satu jenis mikrokontroler buatan Atmel.

  

Dalam penelitian ini mikrokontroler jenis ini dipilih karena memiliki beberapa

fasilitas yang cukup mampu menggantikan chip smart card. Fasilitas tersebut

diantaranya 32 x 8 bit General Purpose Register, memori program flash pada ROM

sebesar 2 Kbyte, memori EEPROM 128 byte, dan yang tidak kalah penting adalah

serial I/O dengan USART (Universal Synchronous Asynchronous Receiver an

Transmiter ).

2.6.1 Arsitektur ATTINY2313

  Mikrokontroler ATTiny2313 merupakan mikrokontroler CMOS dengan daya rendah yang memiliki arsitektur AVR RISC 8 bit. Arsitektur ini mendukung kemampuan untuk melaksanakan eksekusi instruksi hanya dalam satu siklus clock osilator. Hal ini sangat cocok digunakan dalam desain sistem aplikasi yang cepat dan hemat daya [6].

  14 Mikrokontroler AVR memiliki model arsitektur Harvard yaitu memori

dan bus untuk program dan data dipisahkan. Dalam arsitektur AVR, seluruh 32

register umum yang ada terhubung langsung ke ALU prosesor. Hal inilah yang

membuat AVR cepat dalam mengeksekusi instruksi. Arsitektur AVR ATTiny2313 ditunjukkan dalam gambar 2.9 berikut.

Gambar 2.9 Arsitektur ATTiny2313 [5]

2.6.2 EEPROM

  ATTiny2313 memiliki kapasitas EEPROM 128 byte. Untuk melakukan akses terhadap EEPROM terdapat tiga register penting yang berhubungan

dengan EEPROM. Register tersebut adalah EEAR (EEPROM Adress Register),

EEDR (EEPROM Data Register), dan EECR (EEPROM Control Register).

  15

Gambar 2.10 EEAR (EEPROM Address Register) [5]

  Pada gambar 2.10 ditunjukkan EEPROM Address register pada

mikrokontroler ATTiny 2313. Pada register tersebut bit 7 tidak digunakan dan

akan selalu dibaca 0. EEPROM Address Register adalah register alamat

EEPROM dalam 128 byte ruang EEPROM. Byte data EEPROM dialamati secara

linier antara 0 sampai 127.

Gambar 2.11 EEDR (EEPROM Data Register) [5]

  Selain EEAR untuk mengakses EEPROM juga diperlukan pengaturan

EEDR (EEPROM Data Register) yang tampak pada gambar 2.11. Untuk operasi

penulisan EEPROM, register EEDR mengandung data yang akan ditulis ke

EEPROM pada alamat yang diberi oleh register EEAR. Untuk operasi

pembacaan, EEDR mengandung data yang dibaca dari EEPROM pada alamat

yang diberi EEAR.

  16

Gambar 2.12 EECR (EEPROM Control Register) [5]

  Untuk mengendalikan pengaksesan EEPROM digunakan register EECR

(EEPROM Control Register) seperti tampak pada gambar 2.12. Bit 7 dan 6 pada

register ini tidak digunakan. Bit 5 dan 4 (EEPM1–0) adalah programming mode

bit. Seting bit ini akan menentukan aksi pemrograman yang akan di-trigger

ketika penulisan EEPE. Hal ini dimungkinkan untuk memprogram data dalam

operasi atomic (hapus data lama dan tuis data baru) atau operasi split the erase

and write dalam dua operasi yang berbeda. Waktu pemrograman untuk berbagai

mode dapat dilihat dalam tabel 2.2. Pada saat EEPE set, semua penulisan ke

  

EEPMn akan diabaikan. Selama reset, bit EEPMn akan kembali ke 0b00 kecuali

EEPROM baru bussy programming.