Базовая архитектура ATM

Обзор

ATM (Automated Teller Machine) — самообслуживающее банковское устройство для выдачи и/или приёма наличных, проверки баланса, перевода средств. Физически состоит из верхнего отсека (upper cabinet) и нижнего отсека / сейфа (lower cabinet / safe).

Управляется операционным модулем (Core PC) под управлением ОС, взаимодействие с периферийными устройствами осуществляется через стандарт CEN/XFS (или проприетарные драйверы).

Физическая структура

┌─────────────────────────────┐
│       ВЕРХНИЙ ОТСЕК         │
│  ┌──────┐  ┌─────────────┐  │
│  │Экран │  │  Card Reader│  │
│  └──────┘  └─────────────┘  │
│  ┌──────────────────────┐   │
│  │   EPP (PIN Pad)      │   │
│  └──────────────────────┘   │
│  ┌──────┐  ┌─────────────┐  │
│  │Camera│  │  Receipt    │  │
│  └──────┘  │  Printer    │  │
│            └─────────────┘  │
│  ┌──────────────────────┐   │
│  │   Core PC Module     │   │
│  └──────────────────────┘   │
├─────────────────────────────┤
│    НИЖНИЙ ОТСЕК (СЕЙФ)      │
│  ┌──────────────────────┐   │
│  │  Cash Dispenser /    │   │
│  │  Cash Recycler       │   │
│  │  ┌──┐ ┌──┐ ┌──┐ ┌──┐ │   │
│  │  │C1│ │C2│ │C3│ │RJ│ │   │
│  │  └──┘ └──┘ └──┘ └──┘ │   │
│  └──────────────────────┘   │
│  ┌──────┐  ┌─────────────┐  │
│  │ UPS  │  │     HSM     │  │
│  └──────┘  └─────────────┘  │
└─────────────────────────────┘

Компоненты верхнего отсека

🖥️ Дисплей (Display / Screen)

Тип: TFT LCD, 8”–15” (типично 10.4” или 15”)
Бывает сенсорный (touchscreen) или с функциональными клавишами (FDK — Function Display Keys)
Расположен под защитным антибликовым стеклом
Подключение: VGA, DVI, HDMI (зависит от поколения устройства)

💳 Считыватель карт (Card Reader)

Типы:

Тип	Описание
Motorized / Dip	Карта захватывается внутрь устройства. Наиболее распространён, защита от скимминга выше
Swipe	Карта проводится вручную по щели. Устаревающий тип
Chip reader (EMV)	Встроен в моторизованный ридер. Читает ISO/IEC 7816 контакты
Contactless (NFC/RFID)	Бесконтактный: ISO/IEC 14443 Type A/B. Часто отдельный модуль

Стандарты карт: ISO/IEC 7810 (размер), ISO/IEC 7811 (магнитная полоса Tracks 1/2/3), EMV (чип).

🔐 EPP — Encrypting PIN Pad

Аппаратный модуль шифрования PIN
Содержит собственный процессор, память, аккумулятор (защита от вскрытия)
Стандарты: PCI PTS (Payment Terminal Security), ISO 9564 (PIN management)
При вводе PIN генерирует PIN Block — зашифрованный блок (форматы: ISO Format 0/1/3/4)
PIN Block шифруется с использованием ключа HSM
EPP физически изолирован: ОС не имеет доступа к открытому PIN
Примеры: Thales (Cryptera) Series, Diebold EPP5, Wincor CCDM EPP, Hyosung EPP

🖨️ Принтер чеков (Receipt Printer / Journal Printer)

Термопечать на рулонной бумаге
Выдаёт customer receipt (видимый чек) и/или electronic journal (внутренний лог)
Типы: thermal roll printer (80mm лента), slip printer (отдельный листок)
Некоторые модели: journal printer — только внутренний журнал (не выдаётся клиенту)

📷 Камера (Camera)

Встроенная VGA/HD-камера для фиксации клиента
Сохранение изображений при транзакции (локально или на сервер)
Иногда несколько камер: лицо + зона ввода карты

📢 Аудио (Speaker / Headphone Jack)

Аудиоинструкции для клиентов с ограниченными возможностями (Accessibility)
ADA compliance (Americans with Disabilities Act) — требование в США

Компоненты нижнего отсека (сейф)

💵 Cash Dispenser Module (CDM)

Механический модуль выдачи банкнот
Состоит из: кассет с банкнотами, транспортного механизма (transport belt), сенсоров, reject bin
Подробно: ATM-Кассеты-и-Диспенсер

♻️ Cash Recycling Module (CRM / BRM)

Более продвинутый модуль: принимает и выдаёт банкноты
Принятые банкноты после верификации могут быть выданы следующим клиентам
Используется в full-function ATM (Cash-in+Cash-out)
Подробно: ATM-Кассеты-и-Диспенсер

🔒 HSM — Hardware Security Module

Аппаратный модуль для криптографических операций
Хранит мастер-ключи (Master Keys / Zone Master Keys)
Выполняет: дешифрование PIN Block, проверку MAC, генерацию ключей
Физически защищён от вскрытия (tamper-evident/tamper-resistant)
Стандарт: FIPS 140-2 Level 3 / Level 4
Примеры: Thales payShield 9000/10K, Utimaco, nCipher
В некоторых ATM HSM встроен в EPP (single module)

🔋 UPS — Uninterruptible Power Supply

Защита от перебоев питания
Обеспечивает завершение текущей транзакции при отключении
Типовая ёмкость: 10–30 минут работы

Вычислительный модуль (Core PC)

Параметр	Значение
Процессор	x86 (Intel Atom, Celeron, Core i3/i5)
ОС	Windows 10 IoT Enterprise (актуально), ранее Win XP/7 Embedded; Linux (реже)
ОЗУ	2–8 GB (типично 4 GB)
Хранилище	SSD 32–128 GB или Compact Flash
Подключение к периферии	USB, RS-232 (Serial), LPT (устаревшее)
Сетевой интерфейс	Ethernet 100/1000 Mbit, иногда Wi-Fi или 4G-модем

Примечание: Программная модель взаимодействия с периферией — CEN/XFS (стандарт ISO 20038 / XFS 3.x). Каждый компонент (card reader, EPP, dispenser) — отдельный XFS Service Provider.

Коммуникационные интерфейсы

Тип	Применение
Выделенная линия (leased line)	Устаревший тип, X.25 или SDLC
ADSL / VDSL	Массово применялся в 2000-х
Ethernet / Fiber	Современный стандарт. TCP/IP до хоста банка/процессинга
4G LTE / 5G	Для удалённых точек, резервный канал
VPN (IPSec, SSL/TLS)	Шифрование канала связи

Протокол прикладного уровня ATM→хост: ISO 8583, NDC или DDC.

Физическая безопасность

Anti-skimming: джиттер карты, активные антискимминговые накладки
Anti-shimming: защита от шим-атак на EMV-контакты
Сейф: класс устойчивости по EN 1143-1 (Grade I–IV)
Датчики: вибрации, газа, температуры, задней двери сейфа
Alarm: подключение к охранной системе

Схема взаимодействия компонентов (Mermaid)

graph TD
    CorePC["Core PC\n(ОС + ATM Application)"]
    XFS["XFS Layer\n(Service Providers)"]
    EPP["EPP\n(PIN Pad)"]
    CR["Card Reader"]
    Disp["Cash Dispenser / Recycler"]
    Printer["Receipt Printer"]
    Display["Display (TFT)"]
    HSM["HSM"]
    Network["Network\n(TCP/IP)"]
    Host["Bank Host /\nProcessing Center"]

    CorePC --> XFS
    XFS --> EPP
    XFS --> CR
    XFS --> Disp
    XFS --> Printer
    CorePC --> Display
    CorePC --> HSM
    CorePC --> Network
    Network --> Host
    EPP -.->|"PIN Block (encrypted)"| CorePC
    HSM -.->|"Key management"| CorePC

Ссылки

ATM-Кассеты-и-Диспенсер — детали кассетной системы
ATM-XFS-CEN — стандарт XFS для взаимодействия с компонентами
ATM-XFS-Attack-Surface — defensive-обзор device layer как attack surface
ATM-Security-Threat-Model — карта угроз по слоям ATM
ATM-PCI-Standards — стандарты защиты данных, PIN, EPP и HSM
ATM-Процессинг-обзор — как транзакция проходит от клиента до банка
TERM-epp · TERM-hsm · TERM-emv · TERM-pin-block
ATM-NCR · ATM-Diebold-Nixdorf · ATM-Wincor-Nixdorf — примеры реальных устройств