הכרטיס החכם הוא אמצעי זיהוי פיזי הכולל בתוכו מעגל משולב מוטבע (ICC) היכול להיות או מעבד פנימי מאובטח ומערכת הפעלה או רק זיכרון בדיד פשוט. הכרטיס מתחבר לקורא עם קשר פיזי ישיר או עם ממשק רדיו אלחוטי. באמצעות מערכת ההפעלה המותקנת על השבב, הכרטיסים החכמים מצוידים ביכולת ייחודית לאחסן כמויות גדולות של נתונים, לבצע פעולות על כרטיס עצמו (לדוגמה, הצפנה ואימות חופשי) ולפעול באופן אינטליגנטי עם קורא כרטיסים חכמים. טכנולוגיית הכרטיסים החכמים עומדת בתקנים בינלאומיים (ISO/IEC 7816 ו-ISO/IEC 14443) וזמינה במגוון צורות, כולל כרטיסי פלסטיק כדוגמת כרטיסי אשראי, מודולי זהות למנויים (SIMs) המשמשים בטלפונים סלולריים סלולריים וטוקנים מבוססי USB.
ישנם שני סוגים כלליים של כרטיסים חכמים: עם מגע (Contact) ואלחוטיים (Contactless)
- כרטיסים חכמים עם מגע: כרטיסים אלה דורשים הכנסה פיזית לקורא כרטיסים עם חיבור ישיר למגעים חיצוניים על פני הכרטיס (רגילות מצופות זהב). התקשורת של פקודות, נתונים ומצב הכרטיס מתרחשת דרך הנקודות הפיזיות הללו.
- כרטיסים חכמים אלחוטיים: בניגוד לכרטיסים עם מגע, כרטיסים אלחוטיים פועלים רק בקרבת קורא. הם והקורא מכילים שניים אנטנות, והתקשורת ביניהם מתבצעת באמצעות תדרי רדיו (RF) דרך קישור אלחוטי זה. רוב הכרטיסים האלחוטיים מקבלים כוח למיקרו שבב הפנימי מהאות האלקטרומגנטי הזה. הטווח שלהם נמצא בדרך כלל בין סנטימטר וחצי ועד 7.5 ס"מ לכרטיסים שאינם מופעלים בסוללה, מתאים לממשקים מהירים ביישומים כמו כניסה לבניין ותשלום.
קטגוריות נוספות של כרטיסים חכמים הן כרטיסי חיבור משולב וכרטיס היברידי. כרטיס היברידי כולל שני מיקרוצ'יפים נפרדים, אחד עם ממשק עם מגע והשני עם ממשק אלחוטי, ללא חיבור ביניהם. לעומת זאת, כרטיס ממשק כפול משלב שני ממשקים עם מגע ואלחוטי בתוך מיקרוצ'יפ אחד. זה מאפשר גישה לשבב בשתי תצורות על פי הצורך.
כרטיסים חכמים משתמשים בשני סוגי שבבים: שבב מיקרו מעבד ושבב זיכרון. שבבי זיכרון פועלים כמו התקן זיכרון נייד (Floppy) קטן עם אפשרויות אבטחה אופציונליות, הם מציעים עלות נמוכה אך אבטחה נמוכה יותר של ניהול נתונים. לעומתם שבבים עם מיקרו מעבד יכולים להריץ תהליך עיבוד ואימות נתונים, הוספת, מחיקה ושינוי מידע בזיכרונם. כמו מחשב קטן, שבבי מיקרו מעבד מאפשרים פעולות בכרטיס כגון הצפנה וחתימות דיגיטליות ותקשורת יעילה עם קוראי כרטיסים חכמים.
בחירת טכנולוגיית כרטיס ספציפית מושפעת ממגוון משתנים, לרבות:
- הדינמיקה של יישום
- תשתית שוק קיימת
- כלכלת המודל העסקי
- אסטרטגיית כרטיסי יישום משותפים
כרטיסי חכמים משמשים במגוון רחב של יישומים בכל העולם, כולל:
- יישומי אימות זהות מאובטחים – כרטיסי זיהוי של עובדים, מסמכי זיהוי אזרח, דרכונים אלקטרוניים, רישיונות נהיגה, מכשירי אימות מקוונים
- יישומי בריאות – כרטיסי זיהוי בריאות לאזרחים, כרטיסי זיהוי רופאים, כרטיסי תיקי רפואיים ניידים
- יישומי תשלום – כרטיסי אשראי/חיוב במגע ואלחוטיים, כרטיסי תשלום תחבורה
- יישומים טלקומוניקציה – מודולי זיהוי למנויי GSM, כרטיסי תשלום טלפון סלולרי
