Blog literacki, portal erotyczny - seks i humor nie z tej ziemi
Writed and copyright: Szymon Dowkontt FidoNet: 2:480/52.19
-------------------------------------------------------------------------------
W zwiazku z tym, że w BBS'ach pojawiły sie pseudonaukowe taksty na temat kart
telefonicznych (magnetycznych, używanych w automatach sieci tel.TPSA), które
nie wnoszą nic ważnego do sprawy, postanowiłem opublikowac na łamach konfere-
ncji HACKERS.POL wyniki moich prac nad tym zagadnieniem.
Jednocześnie zawiadamiam, że prowadząc te prace nie kierowałem się względami
materialnymi (nielegalna produkcja kart), a tylko chęcia sprostowania fałszy-
wych informacji, czego dowodem jest ta publikacja.
Jasne jest że wszelkie prawa do poniższego tekstu są zastrzeżone,
rozpowszechnianie poza siecią FidoNet (konferencja Hackers.Pol) oraz prze-
drukowywanie bez zezwolenia zabronione.
Moje prace skoncentrowałem początkowo na następujących zagadnieniech:
1. Jak najprostrzym sposobem (domowym) odczytac kartę;
2. W jaki spósob karta jest zużywana (jaki jest format zapisu, i jakie niesie
informacje);
3. Jak najprostrzym sposobem (domowym) karte zregenerowac (zapisac na nowo),
ewentualnie wykonac własna;
W tym miejscu muszę jeszcze nadmienic, że wszystkie opisane doświadczenia
i urządzenia sprawdziłem osobiście w praktyce. Zagadnienie 2 jest oczywiscie
kwestią otwartą - przedstawie tylko moją interpretacje zaobserwowanych faktów
(zapraszam do dyskusji).
Ilustracje do mojej pracy (*.gif) razem z tekstem znajdują się w pliku
TelKart.Zip.
-------------------------------------------------------------------------------
Spis tresci:
1. Opis karty;
2. Odczytywanie karty;
2.1 Najprostrza metoda uwidaczniania zapisu magnetycznego karty;
2.2 Uproszczona koncepcja odczytu karty przez komputer;
2.3 Sprzęt potrzebny do odczytywania, opis konstrukcji;
2.4 Oprogramowanie używane do odczytywania;
2.5 Praktyczny przebieg odczytu;
3. Interpretacja odczytanego sygnału;
3.1 Ogólny opis sygnału;
3.2 Wstępna obróbka sygnału;
3.3 Nowa karta;
3.4 Karta używana;
4. Zapisywanie karty;
4.1 Ponowne wykożystanie używanej karty;
4.2 Regeneracja karty;
4.3 Wykonanie nowej karty;
4.4 Zapisanie karty;
4.5 Kasowanie karty;
4.6 Nowe spojrzenie na zapisywanie karty;
-------------------------------------------------------------------------------
1. Opis karty
-------------
Ogólnie rzecz biorac karta jest prostokątem z plastiku, o wymiarach: 85.6 x 54
x 0.35 mm (0.4 w miejscu nosnika magnetycznego). Na jednej stronie znajduje sie
z regóły jakieś zdjecie (resunek itp), natomiast z drugiej nośnik magnetyczny
(pasek taśmy) oraz napisy informacyjne ("TELEKOMUNIKACJA POLSKA S.A", "KARTA
TELEFONICZNA", nominał karty, i procentowa skala zużycia). Dokładne informacje
znajdą Państwo w pliku rys1.gif. Pasek taśmy powinien znajdowac sie w odl. 11
mm od dolnej krawędzi karty. Środek ścieżki magnetycznej znajduje się ok. 3.45
mm od dolnej krawędzi paska. Sama ścieżka ma ok. 3 mm szerokości.
Należy jeszcze wspomniec, że spotyka się dośc dużą różnorodnośc wykonania kart
- nie mam tu oczywiscie na myśli różnych zdjęc umieszczanych na odwrocie karty.
Różnice polegają na proporcji czcionek, którymi są wykonane napisy, na innych
odcieniach użytych kolorów, oraz nawet w umieszczeniu paska taśmy (zdażaja sie
egzemplaże z paskiem przesuniętym w pionie w granicach +-2 mm !). Tak więc
czasami można miec mylne wrażenie, że jest się posiadaczem fałszywej karty.
2. Odczytywanie karty
---------------------
2.1 Najprostrza metoda uwidaczniania zapisu magnetycznego karty.
Żeby zobaczyc jak "optycznie" w praktyce wygląda informacja zapisana na
karcie, należy uwidocznic miejsca namagnesowane. W tym celu należy kartę
umieścic poziomo, a następnie posypac delikatnie (pasek taśmy) drobnymi opił-
kami żelaznymi, najlepiej z miękkiego żelaza, które samo trudno się magnetyzuje
(aby nie uszkodzic zapisu na karcie). Takie opiłki są w używane w szkolnych
pracowniach chemicznych i fizycznych.
Następnie należy postukac w kartę od dołu (np. paznokciem) w celu
równomiernego rozmieszczenia opiłek na pasku taśmy. Okazuje się, że zapis na
karcie jest tak silny, że aby pozbyc sie nadmiaru opiłków (tzn. opiłkow nie
znajdujących się w miejscach namagnesowanych) wystarczy delikatnie podmuchac
na kartę, lub po obróceniu do pozycji pionowej, postukac o coś twardego (np.
o stół).
Po tej operacji opiłki będą sie znajdowac na taśmie tylko w miejscach
namagnesowanych. Powinnismy zobaczc pare serii prązków (patrz rys2.gif).
Jednak taki system odczytu nie przyniesie nam wielu korzyści.
2.2 Uproszczona koncepcja odczytu karty przez komputer.
Na wstępie chciałem uprzedzic, że nie będziemy się posługiwac, ani poruszac
tematu profesjonalnych urządzeń do odczytu (ew.zapisu) kart magnetycznych.
Będziemy stosowac analogową metodę odczytu, obróbki i interpretacji sygnału.
Aby móc odczytac kartę przy pomocy komputera, musimy jakoś przekształcic
sygnał magnetyczny zapisany na karcie, na sygnał cyfrowy. Idealną metodą było
by urządzenie złożone z: głowicy magnetycznej przesuwającej się po karcie,
wzmacniacza sygnału z głowicy, karty przetwornika analogowo-cyfrowego ( w
skrócie przetwornik A/D), oraz programu zbierąjacego dane z przetwornika A/D
(jednocześnie synchronizującego przesów głowicy z początkiem i końcem odczytu).
głowica -> wzmacniacz -> przetwornik A/D -> program -> odczytane dane
| |
przesow glowicy -> ----------------------------+
Jednak są to urządzenia trudne do zdobycia dla przeciętnego obywatela, dla-
tego posłużymy się dużo prostrzym oprzyżądowaniem, które prawdopodobnie każdy
posiada w domu.
2.3 Sprzęt potrzebny do odczytywania, opis konstrukcji.
Aby odczytac (ew. zapisac) kertę magnetyczna bedziemy potrzebowac:
- karty dzwiakowej typu Sound Blaster lub podobnej (ja zastosowałem
najprostrzą kartę 8 bitową);
- zwykły magnetofon kasetowy (mono) (taki np. jaki był wykorzystywany do
ZX Spectrum, ja użyłem Unitra ZRK MK 122 - od lat nieprodukowany);
- prosty układ mechaniczny zapewniający przesów karty względem nieruchomej
głowicy (ja swój, to nie dowcip, zbudowałem z klocków "Lego");
Wejscie "Aux Line Input" (ew. mikrofonowe) łączymy standartowo z gniazdkiem
słuchawek magnetofonu. Magnetofon przerabiamy w ten sposób, że wyprowadzamy
głowicę uniwersalna (odczytująco/zapisująca) na zewnatrz za pomoca dodatkowego
kabla o dług. ok. 40-60 cm (wyjmujemy głowice, odlutowywujemy, po czym łaczymy
(lutujemy) ponownie za pomocą dodatkowego przewodu). Głowice montujemy w naszym
urządzyniu przesuwającym kartę.
Jak już wspomniałem, urządzenie które zbudowałem do przesuwu karty, wykonałem
po prostu z klocków "Lego". Z tych samych materiałów była też wykonana
przekładnia redukująca obroty silnika. Silnik który wykorzystałem (12V), jest
typowo stosowany w samochodowych odtwarzaczach kasetowych. Aczkolwiek zasilałem
go napięciem 9V. Silnik został sprzęgnięty z przekładnią redukującą za pomocą
paska napedowego ("gumki recepturki"). Schemat konstrukcyjny mojego urządzenia
znajduje sie w pliku rys3.gif, schemat kinematyczny przekladni w pliku
rys4.gif.
Szerokośc prowadnic karty dostosowałem do jej szerokości za pomocą paska
laminatu (grubośc trzeba dobrac doświadczalnie - w moim przypadku 1.5 mm).
Sama karta jest przesuwana ze stosunkowo niedużą prędkością (w moim przypadku
ok. 1.4 cm/s).
Kluczową rolę przy odczycie/zapisie jest oczywiście prawdłowe ustawienie
głowicy, oraz potencjometrów: głośnośc i tony niskie/wysokie w magnetofonie
oraz głośnośc na karcie dzwiękowej).
Ustawienie głowicy regulowałem optycznie (prostopadłośc do ścieżki, dokła-
dnośc przylegania), a następnie doświadczalnie ustawiłem dokładnie (sygnał z
miejsc nienamagnesowanych musi byc maxymalnie cichy i nie zaszumiały, natomiast
z miejsc namagnesowanych maksymalnie silny - uwaga na przesterowanie).
Potencjometr głośności (jednocześnie poziomu sygnału wejsciowego) na karcie
dzwiękowej ustawiłem w pazycji ok. 90% (100% - max głośnośc/czulośc).
Potencjometru do regulacji tonow niskich/wysokich użyty przeze mnie magnetofon
nie posiada, więc nie miałem tego problemu. Potencjometr głośności magnetofonu
ustawiłem tak, aby uzyskac najmocniejszy sygnał, przy jak najmniejszych
szumach.
2.4 Oprogramowanie używane do odczytywania.
Do odczytu sygnału i późniejszej analizy wykorzystałem program typu shereware
"DigiPlay V2.5/003" ((c)1990 Sami Tammilehto). Wybrałem go przedewszystkim ze
względu na szybkośc działania (zapis ("record") następuje zaraz po wciśnieciu
klawisza - w odróżnieniu od produktów Windows'owych, które z regóły po
rozpoczęciu zapisu jeszcze coś "mielą" na dysku). Posiada on także dodatkowe
funkcje umożliwiające edycje odczytanego sygnału takie jak: zmiana głośności
wybranego fragmentu, filtry górno i dolno przepustowe (odszumianie),
przejrzyste graficzne (na dwa sposoby) przedstawianie sygnału itp.
Pozatym jego bardzo ważna funkcją jest także "SB Scope" - znacznie ułatwia
prawidłową regulację urządzeń.
2.5 Praktyczny przebieg odczytu.
Wkładamy naszą kartę do urządzenia przesuwającego, tak aby karta oparła się
o rolki ciągnąco-pchające. Włączamy przycisk START (ew. PLAY) w magnetofonie.
Nastepnie musimy włączyc w naszym programie funkcje zapisu, a w urządzeniu
przesów karty. Uważny czytelnik zauważył że musimy te dwie czynności zrobic w
tym samym momencie (w celu uzyskania powtarzalnych pod względem początku
sygnału rezultatów) - po pewnym truningu bedziemy potrafili zrobic to
wystarczająco precyzyjnie. Dla uproszczenia konstrukcji nie stosujemy automaty-
cznej synchronizacji. Pozatym trzeba by "dopisac" nakładkę rezydętną "startują-
cą" karte, w momencie rozpoczęcia zapisu. Lub też napisac własny program obsłu-
gujący jednoczesnie SB i przesów karty.
Po przejściu karty przez urządzenie przesuwające (zejściu głowicy z karty)
należy wyłaczyc zapis sygnału do komputera i wyłaczyc silnik przesuwający
kartę. Na ekranie powinniśmy (przy nowej karcie) uzyskac obraz sygnalu jak na
rys5.gif.
3. Interpretacja odczytanego sygnału
------------------------------------
3.1 Ogólny opis sygnału.
Jak widzimy na rys5.gif sygnał składa sie z paru serii "prążków" - (sygnał
sinuso-podobny). Nie wiem czy jest to prawidłowa interpretacja (zapraszam do
dyskusji). Pierwszą serię nazwałem "sygnałem pilotującym", drugą (dla kart
typu 50 pusty obszar z jednym "pikiem" - identyfikatorem. Dalej znajduje się
kolejny blok (długości "sygnału pilotującego"), a następnie długa seria
(zaczynająca się przy "0%" na skali, a kończąca się przy "80%"). Dalej jest
trochę pustego miejsca, a na końcu karty znajdują się 2 "piknięcia", które
nazwałem sygnałem stopu. Wszystkie te szczegóły można także dostrzec przy
"optycznym" uwidocznieniu miejsc namagnesowanych (rozdz. 2.1).
Przy czym za początek karty uznajemy krawędz na która wskazuje strzałka
(pokazująca kierunek włożenia karty do automatu), natomiast za koniec,
krawędz przeciwległą (inaczej mówiąc: poczatek karty jest od strony "0%" na
skali zużycia, a koniec tam gdzie "100%").
Dokładny opis znajduje się w rozdz. 3.3 i 3.4.
3.2 Wstępna obróbka sygnału.
Wstępna obróbka sygnału polega na:
a) Wyciszeniu szumów w miejscach które były nienamagnesowane (wyraźnie można je
odróżnic, zresztą jeżeli wszystko zrobimy solidnie i wyrególujemy proawidłowo
poziom szumów będzie minimalny);
b) Maksymalne pogłośnienie sygnału (każdy blok oddzielnie) - klawisz F w użytym
przeze mnie programie;
c) Oczyszczenie sygnału z szumów (Użycie filtru dolnoprzepustowego) - trzeba
kontrolowac skutecznośc oczyszczania, i w razie potrzeby użyc filtru
wielokrotnie.
W wypadku, gdy "pierwotny" sygnał jest dobrej jakości, można zmienic
kolejnośc czynności b i c.
Obrobiony tymi metodami sygnał można zobaczyc na rys6.gif (cłośc karty) i
rys6a.gif (powiększenie fragmentu karty).
3.3 Nowa karta.
Sygnał z nowej karty znajdyje sie na rys5.gif (pierwotny) i rys6.gif
(obrobiony).
Możemy wyróżnic następujące bloki sygnału (liczac od początku karty - kryteria
określające początek karty patrz rozdz 3.1):
Oznaczenia spotykane w opisie:
Blok pusty, obszer pusty - blok, obszar nienamagnesowany.
Blok pełny, obszar pełny - blok, obszar namagnesowany (prążki).
1 - Blok pusty, biegnie od początku karty. (W praktyce na karcie ma długośc.
ok. 8 mm);
2 - Blok pełny - który nazwałem "sygnałem pilotującym". Jest zawsze taki sam,
nie zależnie od stopnia zużycia karty (Długośc. ok. 8 mm);
3 - Blok pusty, zawierający w połowie swojej długości dokładnie 1 prążek
(pik). Nazwałem go "identyfikatorem karty". Nie zależy od stopnia zużycia
karty. (Długośc ok. 7 mm);
4 - Blok pełny - bez nazwy. Na nowych kartach "całkowicie" pełny. Zmienia
swoją zawartośc w zależności od stopnia zużycia karty. (Długośc ok. 8 mm);
5 - Blok pusty - "pauza". (Długośc ok. 2 mm);
6 - Blok pełny - "informacyjny". Zawiera właściwe informacje o stopniu zużycia
karty. Zaczyna się prawie dokładnie przy "0%" na skali, a kończy przy
"80%". (Długośc ok. 44 mm).
7 - Blok pusty - "pauza". Częściowo wykorzystywany w kartach używanych.
(Długośc ok. 8 mm).
8 - Blok pusty - "sygnał stopu", (ewentualnie "koniec karty"). Blok jest w
zasadzie pusty, zawiera 2 prążki (piki) - jeden dokładnie na jego początku
(leży na przydłużeniu linii kończącej skalę zużycia), drugi ok. 2 mm dalej
(Długośc ok. 4 mm - do końca karty).
3.4 Karta używana.
Sygnał z karty używanej znajdyje sie na rys7.gif (pierwotny) i rys8.gif
(obrobiony).
Wszystko jak dla karty nowej z różnicami:
4 - Blok ulega częściowemu skasowaniu (licząc od początku). Na początku bloku
zostaje kilka prążków, prawdopodobnie w celach informacyjnych ("początek
bloku");
6 - Blok ulega skasowaniu (od początku - przy "0%" do końca "100%") w miarę
zużywania karty. Dodatkowo powierzchnia karty zostaje mechanicznie
uszkodzona na granicy strefy nieskasowanej i skasowanej przez "stempelek"-
kilka odciśniętych prążków o łącznej długości od 3 do 5 mm (zależnie od
automatu - czyli przypadkowo). Na początku bloku zostaje kilka prążkow,
prawdopodobnie w celach informacyjnych ("początek bloku").
Blok prawdopodobnie ulega przesunieciu w kierunku końca karty (stąd
wykorzystanie bloku 7). Przesunięcie jest konieczne z powodu przystawienia
"stempelka". Wartośc przesunięcia jest prawdopodobnie zapisywana w bloku 4
(reprezentowana przez częśc wykasowaną).
7- Blok częściowo wykorzystywany (po przesunięciu bloku 6).
4. Zapisywanie karty
--------------------
4.1 Ponowne wykożystanie używanej karty.
Niestety nie można bezpośrednio zapisac używanej karty. Po prostu nośnik
magnetyczny który się na niej znajduje jest uszkodzony,
4.2 Regeneracja karty.
Kartę można zregenerowac. Aby to zrobic nalezy nakleic na nią nowy pasek
taśmy. Pociąga to za sobą pewne trudności. Taśma magnetyczna (magnetofonowa
i video) na skutek nierównomierności rozkładu kleju oraz reakcji chemicznej
(klej-taśma) ma zwyczaj się w nieznaczny sposób marszczyc. Ten probllem dotyczy
nie tylko regeneracji używanych kart, ale także wykonywania nowych.
Po umieszczeniu na karcie paska taśmy, możemy ja zapisac.
4.3 Wykonanie nowej karty.
Nową kartę wykonujemy analogicznie do regeneracji, z tą różnicą, że najpierw
musimy wykonac samą kartę (najlepiej z plastiku). Dobierając materiał należy
wziąśc pod uwagę nie tylko grubośc, ale także "giętkośc".
4.4 Zapisanie karty.
Kartę zapisujemy podobnie jak odczytywaliśmy. Wyjscie Aux (ew. słuchawek)
karty dzwiękowej łączymy z gniazdem mikrofonowym magnetofonu. Wciskamy klawisz
"zapis" magnetofonu, a następnie włączamy odtwarzanie dzwięku na komputerze
("play" - sygnał który uprzednio odczytaliśmy) oraz włączamy przesów karty.
Magnetofon należy odpowiednio wyregulowac (o ile nie ma automatycznej
regulacji poziomu sygnału "wejsciowego"). Robi się to niestety doświadczalnie.
Zapamiętujemy położenie potencjometrów podczes odczytu, zmieniamy ich nasta-
wienie na "nagrywanie", następnie zapisujemy karte. Po tym ustawiamy z powrotem
potencjometry na odczyt i odczytujemy kartę. Jak to zrobimy, porównujemy poziom
sygnału który przed chwilą odczytaliśmy, z odczytanym poprzednio z orginalnej
karty ("pierwotny"). Jeżeli jest słaby, kasujemy kartę (patrz rozdz.4.5),
ustawiamy ponownie potencjometry magnetofonu i nagrywamy ponownie kartę sygna-
łem "pierwotnym". Powtarzamy te czynności aż do odczytania dobrej jakości
sygnału z karty przez nas nagranej.
Niestety prawidlowe zapisanie karty, moze sie nie udac na magnetofonach z
automatyczna regulacja poziomu "zapisu". Poprostu nasz sygnal bedzie ogranicza-
ny do poziomu prawidlowego zapisu sygnalu audio.
4.5 Kasowanie karty.
Kartę najprościej skasowac za pomocą magnesu trwałego. Przesuwamy go parokro-
tnie powoli nad scieżką magnetyczną na wys. ok. 1-2 mm. Ewentualnie możemy go
przesuwac po scieżce, jednak musimy wtedy uważac aby nie porysowac karty.
4.6 Nowe spojrzenie na zapisywanie karty. (dopisano 2-3 miesiace pozniej)
Ostatnio pomyslalem sobie, ze ze wzgledu na zaklucenia w odczytywanym syg-
nale, lepiej bedzie zsyntetyzowac go z podstawowych elementow.
Jak zuwazylismy, sygnal sklada sie tylko z dwoch roznych elementow: prazka
i pojedynczego impulsu szpilkowego (nie jest pewne, czy ta "szpilka" nie jest
tez zwyklym prazkiem... - patrz ponizej na tekst w ramce). To nam zasadniczo
ulatwia prace.
Pojedyncze elementy "syntetyzowalem" za pomoca menu "Expresion evaluator" w
programie GoldWav 1.0. Przy pomocy tego programu takze wczesniej odczytalem
karte, aby zorientowac sie w parametrach jakie ma spelniac nasz "nowy" sygnal
(dlugosc pojedynczej sinusoidy i impulsu szpilkowego).
Nastepnie nalezy policzyc ilosci prazkow w poszczegolnych seriach, dlugosci
odstepow i zlozyc recznie wszystko do kupy. Tak "zmajstrowany" sygnal powinien
zapewniac duzo lepsza jakosc zapisu karty.
+-----------------------------------------------------------------------+
| Skad te zaklucenia? |
| Z szumow magnetofonu, szumu ukladu samplujacego karty, zlej jakosci |
| przewodow i polaczen, nieprecyzyjnie ustawionej glowicy, itp |
| Na co one wplywaja? |
| Glownie na zaszumienie sygnalu, ale takze na jego ogolny ksztalt - zle|
| ustawiona glowica (prostopadlosc do sciezki) moze kompletnie znie- |
| ksztalcic odczytywany sygnal (patrz rys6a.gif ;-) ). Z tego wlasnie |
| powodu nie wiem czy "pojedyncze impulsy szpilkowe" nie sa poprostu |
| pojedynczymi, zwyklymi prazkami. |
+-----------------------------------------------------------------------+