Πιο συγκεκριμένα, το θέμα της ασφάλειας των συστημάτων και της αυθεντικοποίησης στο RFID, αφορά το πρόβλημα καλώς συμπεριφερόμενων readers τα οποία διαβάζουν πληροφορίες κακόβουλων tags, ειδικότερα πλαστών. Μέχρι πρόσφατα δεν διαφαινόταν να υπάρχει κίνδυνος αντιγραφής ενός tag αλλά ειδικοί απέδειξαν σημαντικές αδυναμίες ασφάλειας όπως η αντιγραφή ενός διαβατηρίου νέας γενιάς ή ενός συστήματος immobilizer με μη εξειδικευμένο χαμηλού κόστους εξοπλισμό.
Από την άλλη, η ιδιωτικότητα στο RFID αφορά το πρόβλημα κακόβουλων readers που διαβάζουν πληροφορίες από tags στα οποία δεν έχουν εξουσιοδότηση. Οι περισσότεροι κίνδυνοι παραβίασης της προσωπικής ζωής των πολιτών προκύπτουν από το γεγονός ότι τα tags με τη μοναδικότητα του σειριακού αριθμού τους, μπορούν εύκολα να συσχετιστούν με τη ταυτότητα ενός ατόμου.
Κίνδυνος παρακολούθησης των κινήσεων ενός ατόμου.Μπορεί να βγει ένα συμπέρασμα για τη συμπεριφορά ενός ατόμου με βάση τα δεδομένα που λαμβάνεται από μια ομάδα tags.
Κίνδυνος συσχέτισης.
Όταν ένας πελάτης αγοράσει ένα προϊόν το οποίο φέρει ένα tag, η ταυτότητα αυτού του ατόμου μπορεί να συσχετιστεί με τον ηλεκτρονικό σειριακό αριθμό του αντικειμένου.
Κίνδυνος αποκάλυψης θέσης. Άτομα τα οποία φέρουν ένα tag μοναδικού σειριακού αριθμού μπορεί να παρακολουθούνται στο χώρο και η τοποθεσία τους να φανερώνεται, με την προϋπόθεση αυτός που κάνει την παρακολούθηση να γνωρίζει την αντιστοιχία ατόμου με tag.
Κίνδυνος αποκάλυψης προτιμήσεων.
Επιπλέον το tag σε ένα αντικείμενο φανερώνει τον κατασκευαστή, τον τύπο του, την μοναδική ταυτότητα του αλλά και την τιμή του. Αυτό αποκαλύπτει τις προτιμήσεις του πελάτη σε ανταγωνιστικές εταιρίες ή άλλα αδιάκριτα άτομα.
Κίνδυνος κατηγοριοποίησης ανθρώπων.
Κάποιοι μπορούν να κατηγοριοποιήσουν τα άτομα σε διάφορες ομάδες με βάση τα tags που φέρουν, και να τα εντοπίσουν χωρίς καν να γνωρίζουν την ταυτότητα τους.
Κίνδυνος αποκάλυψης συναλλαγών.
Όταν ένα αντικείμενο που φέρει tag αλλάξει ομάδα μπορεί κάποιος να συμπεράνει μια συναλλαγή μεταξύ των ατόμων που συσχετίζονται με αυτές τις ομάδες.
Κίνδυνος απαρχαιωμένων στοιχείων.
Οι καταχωρήσεις που αφορούν ένα άτομο σε μια βάση δεδομένων δεν ενημερώνονται όταν το άτομο αποκόπτεται από το προϊόν που φέρει το tag άλλα το συσχετίζουν εφόρου ζωής με αυτόν με αποτέλεσμα σε πολλές περιπτώσεις να εξάγονται λάθος συμπεράσματα για το άτομο αυτό.
Για τα προβλήματα και τους κινδύνους των συστημάτων RFID έχουν προταθεί διάφοροι τρόποι επίλυσής τους:
1)Καταστροφή των tags κατά την αγορά τους, μέσω ενός kill command, ή αφαίρεση της ετικέτας χειροκίνητα όπου αυτό επιτρέπεται. Σαν μέτρο αποφυγής κακόβουλων kill commands απαιτείται ο reader που θα αποστείλει το kill command να έχει μεταδώσει και συγκεκριμένο PIN, το οποίο θα επαληθεύσει την ενέργεια αυτή. Η πρόταση της καταστροφή των tags, εξαλείφει όλα τα πλεονεκτήματα του RFID που μπορεί να αξιοποιήσει ο καταναλωτής.
Για τα επαναχρησιμοποιήσιμα tags μία πρόταση είναι η απενεργοποίηση τους μέσω κάποιας sleep command και η ενεργοποίηση τους με κάποια wake up command, κάτι που όμως περικλείει προβλήματα αυθεντικοποίησης των readers ή διαχείρισης κωδικών.
2)Η ασφάλεια των tags μπορεί ακόμα να επιτευχθεί με χρήση απλών υλικών από μέταλλο τα οποία μπλοκάρουν και διαχέουν την RF ακτινοβολία, για παράδειγμα μια κονσέρβα ή 27mm περιτύλιγμα με αλουμινόχαρτο είναι ικανά να θωρακίσουν το tag. Επίσης υλικά με υγρότητα απορροφούν τα RFID σήματα, για παράδειγμα 1mm περίβλημα θαλασσινού νερού έχει το ίδιο αποτέλεσμα. Ακόμα και τα πλαστικά αλλά και κάθε αγώγιμο υλικό έχει σαν αποτέλεσμα την αποδυνάμωση του σήματος της κεραίας, για παράδειγμα ένα tag μέσα σε μια ανθρώπινη γροθιά θα μπορούσε ίσως να αποτρέψει την ικανότητα ανάγνωσης του. Τέλος μπορεί να αποτραπεί πλήρως η λήψη ενέργειας από ένα tag αν απλώς τοποθετηθεί μέσα σε ένα κλωβό Faraday ενώ παρομοίως μπορεί να αποτραπεί η επιτυχής αποστολής σημάτων από έναν reader αν αυτός τοποθετηθεί σε μία τέτοιου είδους περίφραξη η οποία εμποδίζει τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα, όπως είναι ο κλωβός Faraday.
Πίνακας: Επίδραση υλικών στις RFID επικοινωνίες
Κίνδυνος παρακολούθησης των κινήσεων ενός ατόμου.Μπορεί να βγει ένα συμπέρασμα για τη συμπεριφορά ενός ατόμου με βάση τα δεδομένα που λαμβάνεται από μια ομάδα tags.
Κίνδυνος συσχέτισης.
Όταν ένας πελάτης αγοράσει ένα προϊόν το οποίο φέρει ένα tag, η ταυτότητα αυτού του ατόμου μπορεί να συσχετιστεί με τον ηλεκτρονικό σειριακό αριθμό του αντικειμένου.
Κίνδυνος αποκάλυψης θέσης. Άτομα τα οποία φέρουν ένα tag μοναδικού σειριακού αριθμού μπορεί να παρακολουθούνται στο χώρο και η τοποθεσία τους να φανερώνεται, με την προϋπόθεση αυτός που κάνει την παρακολούθηση να γνωρίζει την αντιστοιχία ατόμου με tag.
Κίνδυνος αποκάλυψης προτιμήσεων.
Επιπλέον το tag σε ένα αντικείμενο φανερώνει τον κατασκευαστή, τον τύπο του, την μοναδική ταυτότητα του αλλά και την τιμή του. Αυτό αποκαλύπτει τις προτιμήσεις του πελάτη σε ανταγωνιστικές εταιρίες ή άλλα αδιάκριτα άτομα.
Κίνδυνος κατηγοριοποίησης ανθρώπων.
Κάποιοι μπορούν να κατηγοριοποιήσουν τα άτομα σε διάφορες ομάδες με βάση τα tags που φέρουν, και να τα εντοπίσουν χωρίς καν να γνωρίζουν την ταυτότητα τους.
Κίνδυνος αποκάλυψης συναλλαγών.
Όταν ένα αντικείμενο που φέρει tag αλλάξει ομάδα μπορεί κάποιος να συμπεράνει μια συναλλαγή μεταξύ των ατόμων που συσχετίζονται με αυτές τις ομάδες.
Κίνδυνος απαρχαιωμένων στοιχείων.
Οι καταχωρήσεις που αφορούν ένα άτομο σε μια βάση δεδομένων δεν ενημερώνονται όταν το άτομο αποκόπτεται από το προϊόν που φέρει το tag άλλα το συσχετίζουν εφόρου ζωής με αυτόν με αποτέλεσμα σε πολλές περιπτώσεις να εξάγονται λάθος συμπεράσματα για το άτομο αυτό.
1)Καταστροφή των tags κατά την αγορά τους, μέσω ενός kill command, ή αφαίρεση της ετικέτας χειροκίνητα όπου αυτό επιτρέπεται. Σαν μέτρο αποφυγής κακόβουλων kill commands απαιτείται ο reader που θα αποστείλει το kill command να έχει μεταδώσει και συγκεκριμένο PIN, το οποίο θα επαληθεύσει την ενέργεια αυτή. Η πρόταση της καταστροφή των tags, εξαλείφει όλα τα πλεονεκτήματα του RFID που μπορεί να αξιοποιήσει ο καταναλωτής.
Για τα επαναχρησιμοποιήσιμα tags μία πρόταση είναι η απενεργοποίηση τους μέσω κάποιας sleep command και η ενεργοποίηση τους με κάποια wake up command, κάτι που όμως περικλείει προβλήματα αυθεντικοποίησης των readers ή διαχείρισης κωδικών.
2)Η ασφάλεια των tags μπορεί ακόμα να επιτευχθεί με χρήση απλών υλικών από μέταλλο τα οποία μπλοκάρουν και διαχέουν την RF ακτινοβολία, για παράδειγμα μια κονσέρβα ή 27mm περιτύλιγμα με αλουμινόχαρτο είναι ικανά να θωρακίσουν το tag. Επίσης υλικά με υγρότητα απορροφούν τα RFID σήματα, για παράδειγμα 1mm περίβλημα θαλασσινού νερού έχει το ίδιο αποτέλεσμα. Ακόμα και τα πλαστικά αλλά και κάθε αγώγιμο υλικό έχει σαν αποτέλεσμα την αποδυνάμωση του σήματος της κεραίας, για παράδειγμα ένα tag μέσα σε μια ανθρώπινη γροθιά θα μπορούσε ίσως να αποτρέψει την ικανότητα ανάγνωσης του. Τέλος μπορεί να αποτραπεί πλήρως η λήψη ενέργειας από ένα tag αν απλώς τοποθετηθεί μέσα σε ένα κλωβό Faraday ενώ παρομοίως μπορεί να αποτραπεί η επιτυχής αποστολής σημάτων από έναν reader αν αυτός τοποθετηθεί σε μία τέτοιου είδους περίφραξη η οποία εμποδίζει τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα, όπως είναι ο κλωβός Faraday.
Πίνακας: Επίδραση υλικών στις RFID επικοινωνίες
Σύνθεση Υλικού | Οι επιδράσεις του στα RF σήματα |
Αυλακωτό χαρτόνι | Απορρόφηση από την υγρασία, detuning (dielectric) |
Αγώγιμα υγρά | Απορρόφηση |
Γυαλί | Εξασθένηση |
Κονσέρβα | Σύνθετες επιδράσεις στη διάδοση(lenses, filters) ανάκλαση |
Ανθρώπινο σώμα | Απορρόφηση, detuning(dielectric), ανάκλαση |
Μέταλλα | ανάκλαση |
Πλαστικά | Detuning (dielectric effect) |
3)Χρήση κωδικών πρόσβασης στο tag για την εξουσιοδοτημένη χρήση του. Απαραίτητη είναι η επίλυση του προβλήματος της διαχείρισης των κωδικών. Επιπλέον παράδοξο για κάποιες περιπτώσεις εφαρμογών είναι το γεγονός ότι ο reader συνήθως δε ξέρει ποιο κωδικό να μεταδώσει σε κάποιο tag παρά μόνο αν ξέρει την ταυτότητα του.
4)Χρήση κρυπτογράφησης κατά την επικοινωνία μεταξύ tag και reader. Σε αυτή τη περίπτωση υφίσταται το πρόβλημα της διαχείρισης των κλειδιών καθώς και του κατακόρυφης αύξησης του κόστους των tags προκειμένου αυτά να εκτελούν δυναμικές λειτουργίες κρυπτογράφησης.
5)Χρήση πολλών εναλλασσόμενων ψευδωνύμων με σκοπό την αντικατάσταση της παρουσίας ενός μοναδικού σειριακού αριθμού του tag με άλλους τυχαίους ή μη ανιχνεύσιμους αριθμούς.
6)Χρήση blocker tags, τα οποία μπλοκάρουν τους μη εξουσιοδοτημένους readers προσομοιώνοντας πολλά tags ταυτόχρονα. Ο κίνδυνος εξελιγμένοι readers να είναι ικανοί να φιλτράρουν επιτυχώς τα σήματα του blocker tag είναι υπαρκτός.
7)Χρησιμοποιώντας ένα επιπλέον κύκλωμα, ένα tag μπορεί να κάνει μια "σήμα προς θόρυβο" ανάλυση ώστε να προσδιορίσει την απόσταση του reader και ανάλογα να ορίσει τη συμπεριφορά του. Η τεχνική αυτή δεν είναι επαρκής για να εγγυηθεί κάτι αλλά είναι συμπληρωματική των προαναφερθέντων τεχνικών.
8)Proxying προσέγγιση. Χρήση προσωπικών συσκευών αυτοπροστασίας από αναγνώστες RFID για διαφύλαξης της ιδιωτικότητας, όπως για παράδειγμα το "Watchdog Tag", μία συσκευή παρακολούθησης και ελέγχου της RFID δραστηριότητας ή το "RFID Guardian", μία συσκευή που λειτουργεί σαν κάποιο είδος RFID firewall.
eleftheroiellines
Η διαδικασία προτυποποίησης της τεχνολογίας RFID βρίσκεται σε εξέλιξη. Ήδη υπάρχουν διεθνή πρότυπα για μερικές εξειδικευμένες εφαρμογές, όπως η ανίχνευση ζώων και οι έξυπνες κάρτες οι οποίες απαιτούν κρυπτογράφηση για την ασφάλεια των δεδομένων ενώ πολλές πρωτοβουλίες για τη δημιουργία προτύπων βρίσκονται σε διαπραγμάτευση. Πρωτόκολλα για την επικοινωνία μεταξύ των tags και των readers έχουν προταθεί από διάφορους οργανισμούς και κατασκευαστές εξοπλισμού RFID αλλά οι δύο πιο σημαντικοί οργανισμοί για την καθιέρωση standards είναι ο διεθνής οργανισμός προτυποποίησης ISO (International Standards Organisation) και ο EPCglobal. Ο πιο γνωστός διεθνής οργανισμός προτυποποίησης (ISO) δουλεύει πάνω σε πρότυπα για την παρακολούθηση προϊόντων καθ' όλη τη διαδικασία της εφοδιαστικής αλυσίδας χρησιμοποιώντας ετικέτες υψηλής (ISO 18000-3) και υπερ-υψηλής συχνότητας (ISO 18000-6).
Ο EPCglobal, μια μη κερδοσκοπική κοινοπραξία που ιδρύθηκε από το Uniform Code Council με στόχο την εμπορευματοποίηση των τεχνολογιών των ηλεκτρονικών κωδικών προϊόντων (Electronic Product Code - EPC), διαθέτει τη δική του διαδικασία προτυποποίησης που χρησιμοποιήθηκε και στα πρότυπα των bar codes. Σκοπός του EPCglobal είναι να υποβάλλει τα EPC πρωτόκολλα στον ISO, έτσι ώστε να αποτελέσουν διεθνή πρότυπα. Υπάρχουν δύο γενιές προτύπων που έχουν δημιουργηθεί από το EPCglobal, το πρώτο ήταν το EPC RFID πρωτόκολλο 1ης γενιάς, EPC Generation-1, και το δεύτερο ήταν το EPC Generation-2. Τα πρότυπα αυτά χρησιμοποιούν υψίσυχνες ετικέτες (λειτουργούν συνήθως HF και UHF του ραδιοφωνικού φάσματος).
Οι EPC RFID ετικέτες πρώτης κλάσης, και πρώτης γενιάς λειτουργούν στις περιοχές των 860MHz - 930MHz. Οι ετικέτες αυτές επικοινωνούν με τους αναγνώστες μόνο όταν ο αναγνώστης ξεκινήσει την επικοινωνία μαζί τους, λάβουν δηλαδή από τον αναγνώστη μία εντολή ενώ παράλληλα έχουν σχεδιαστεί για να στέλνουν μόνο τις απαραίτητες πληροφορίες προκειμένου να ανακτηθεί το επιθυμητό μοναδικό χαρακτηριστικό κατά τη διαδικασία της επικοινωνίας με αναγνώστες. Μία τέτοια Class-1 ετικέτα έχει μνήμη, (Identifier Tag Memory – ITM, γεγονός που της δίνει τη δυνατότητα να προγραμματίζονται και να γράφουν δεδομένα στην μνήμη ITM τους.
Εκτός από τις Class-1 ετικέτες, υπάρχουν και οι Class-0 ετικέτες, οι οποίες διαφέρουν από τις πρώτες στο ότι δεν μπορούν να γράφουν δεδομένα στη μνήμη τους. Επίσης, η εταιρία Matrics ήταν η κατασκευάστρια για τις Class-0 ετικέτες, ενώ η Alien Technologies ήταν για τις Class-1 (Zebra Technologies, 2005). Όμως ούτε η Class-1, ούτε η Class-0 ετικέτα της 1ης γενιάς των EPC RFID κατάφεραν να καλύψουν τις ανάγκες των χρηστών καθώς δεν παρείχαν αρκετή λειτουργικότητα για τη διαχείριση και την επεξεργασία των δεδομένων. Το EPCglobal λοιπόν προχώρησε στη δημιουργία της 2ης γενιάς EPC ετικετών RFID, που υποστηρίζουν 96bit και μπορούν να αποθηκεύουν πέρα από τον EPC κώδικα και άλλες πληροφορίες ενώ έχει και βελτιώσεις όπως τη δυνατότητα να αποτρέπει readers να παρεμβάλλονται μεταξύ τους όταν βρίσκονται σε κοντινή απόσταση αλλά το σημαντικότερο χαρακτηριστικό είναι ότι σχεδιάστηκε για να λειτουργεί σε διεθνές επίπεδο, γεγονός που δε μπορούσε να συμβεί με τις ετικέτες της πρώτης γενιάς κυρίως λόγω τον διαφορετικών ραδιοφωνικών συχνοτήτων εκπομπής στις χώρες ανά τον κόσμο - οι μεγαλύτεροι κατασκευαστές κυκλωμάτων και tags βασίζονται σε αυτό. Αυτός ο ανταγωνισμός προφανώς θα οδηγήσει σε αύξηση της παραγωγής και σε μείωση της τιμής, κάτι που θα επιφέρει μεγαλύτερη αποδοχή της RFID τεχνολογίας.
Πρότυπα τεχνολογίας RFID
Πρωτόκολλα | Χαρακτηριστικά |
EPC Generation 1 Class 0 | “Read Only” passive tags UHF |
EPC Generation 1 Class 0+ | “Write” Once, “Read” Many έκδοση του EPC Class 0 UHF |
EPC Generation 1 Class 1 | “Write” Once, “Read” Many passive tags UHF,HF |
EPC Generation 2.0 Class 1 | “Write” Once, “Read” Many Γρηγορότερες και πιο αξιόπιστες αναγνώσεις, καλύτερη συμβατότητα με άλλα standards. Ενώνει τα Class 0, Class 1 και ίσως το ISO. UHF |
Class 2 | Passive tags, 65KB, read-write, UHF |
Class 3 | Semi-passive tags, 65 KB, read-write, ενσωματωμένη μπαταρία |
Class 4 | Active tags, ενσωματωμένη μπαταρία |
Class 5 | Readers |
ISO/IEC 18000 είναι σειρά standards για Air Interface Communications | 18000-1 Γενικές παράμετροι που αφορούν τις συχνότητες 18000-2 Για επικοινωνία κάτω των 135kHz 18000-3 Για επικοινωνία στα 13.56MHz 18000-4 Για επικοινωνία στα 2.45GHz 18000-5 Για επικοινωνία στα 5.8GHz (αποσυρμένο standard) 18000-6 Για επικοινωνία στα 860-930MHz 18000-7 Για επικοινωνία στα 433MHz |
ISO 14443 | Διεθνές standard για κάρτες αναγνώρισης (proximity cards) που λειτουργούν στα 13.56MHz και σε πολύ κοντινή ακτίνα με την κεραία του αναγνώστη, εντός ακτίνας 10 cm |
ISO 15963 | Διεθνές standard για κάρτες αναγνώρισης (vicinity cards) που λειτουγούν στα 13.56MHz και σε κοντινή ακτίνα με την κεραία του αναγνώστη, εντός ακτίνας 1 m |
ISO 11784 & 11785 | Αυτά τα standards αφορούν την αναγνώριση ζώων μέσω της RFID τεχνολογίας. Κάποια χαρακτηριστικά είναι: λειτουργία στα 134,2khz, magnetic coupling, load modulation, 4191 bps |
AIAG B-11 | Automotive Industry Action Group standard για την αναγνώριση τροχών και ελαστικών |
| Απόσταση Ανάγνωσης (Range) |
Απόσταση Ανάγνωσης (Range)
Η απόσταση ανάγνωσης ορίζεται ως η μέγιστη απόσταση για την επιτυχή επικοινωνία μεταξύ ετικετών-αναγνωστών. Η απόσταση αυτή ποικίλει και μπορεί να είναι πολύ μικρή, μικρή ή μεγαλή:
Πολύ μικρή : περίπου μέχρι 60cm (2 πόδια)
Μικρή : περίπου μέχρι 5 m (16 πόδια)
Μεγάλη: περίπου 100+ m (320+πόδια)
Συχνότητα
Όπως ρυθμίζονται οι διάφορες συχνότητες στο ραδιόφωνο για να συντονιστεί κάποιος στον σταθμό που θέλει, έτσι και στην περίπτωση του RFID οι ετικέτες και οι αναγνώστες θα πρέπει να έχουν ρυθμιστεί στην ίδια συχνότητα για να μπορέσουν να επικοινωνήσουν μεταξύ τους. Τα RFID συστήματα χρησιμοποιούν πολλές διαφορετικές συχνότητες, αλλά οι πλέον συνηθισμένες είναι: η χαμηλή (low) συχνότητα (125-134,2 kHz), η υψηλή (high) συχνότητα (13,56 MHz) και η υπέρ-υψηλή (ultra-high) ή UHF (860-960 MHz). Σε μερικές εφαρμογές χρησιμοποιείται και η μικροκυματική συχνότητα (2,45 GHz).
Όσον αφορά την ακτίνα λειτουργίας ενός passive tag, δεν είναι σταθερό το μέγεθός της καθώς εξαρτάται από πολλούς παράγοντες όπως από τη συχνότητα λειτουργίας, την ενέργεια που παρέχει ο reader, τις παρεμβολές από άλλες RF συσκευές κτλ. Αξίζει να αναφερθεί ότι τα ραδιοκύματα συμπεριφέρονται διαφορετικά σε διαφορετικές συχνότητες και έτσι θα πρέπει να επιλεγεί η κατάλληλη συχνότητα για την εκάστοτε εφαρμογή. Για παράδειγμα, οι ετικέτες χαμηλής συχνότητας χρησιμοποιούν λιγότερη ενέργεια, θεωρούνται ιδανικές για αναγνώριση αντικειμένων με υψηλή περιεκτικότητα σε νερό, αλλά η ακτίνα ανάγνωσης τους είναι περιορισμένη περίπου στα 0,33 μέτρα, ενώ οι ετικέτες υψηλής συχνότητας λειτουργούν καλύτερα σε μεταλλικά αντικείμενα, με μέγιστη ακτίνα ανάγνωσης περίπου στο ένα μέτρο. Τα UHF tags, γενικά, έχουν μεγαλύτερη ακτίνα ανάγνωσης και μεταδίδουν δεδομένα γρηγορότερα από τα χαμηλής και υψηλής συχνότητας tags, αλλά χρησιμοποιούν περισσότερη ενέργεια και δεν έχουν την ίδια ικανότητα να διαπερνούν υλικά. Τέλος οι UHF συχνότητες τείνουν να είναι περισσότερο κατευθυντικές και η ακτίνα ανάγνωσής τους κυμαίνεται από 3,3 έως 6,6 μέτρα. Όταν απαιτούνται μεγαλύτερες αποστάσεις χρησιμοποιούνται active tags, τα οποία με την πηγή ενέργειας που διαθέτουν μπορούν (με κάποιους περιορισμούς) να ξεπεράσουν σε ακτίνα ανάγνωσης ακόμα και τα 100 μέτρα.
http://www.rfidportal.gr/index.php/joomla-license
eleftheroiellines
Κάθε αντικείμενο που πρόκειται να ταυτοποιηθεί μέσω ενός RFID συστήματος, πρέπει να φέρει μια RFID ετικέτα, τοποθετημένη στη συσκευασία ή σε οποιοδήποτε τμήμα του. Πρόκειται για μικροσκοπικά, ευπροσάρμοστα κυκλώματα, που τοποθετούνται πάνω σε μια Κεραία (Antenna) και συνδέονται με αυτήν. Ανάλογα με τις ανάγκες της κάθε εφαρμογής, το υλικό κατασκευής της κεραίας μπορεί να διαφέρει, ενώ ο σκοπός της είναι η αποστολή και λήψη των ραδιοσυχνοτήτων. Ο όγκος των πληροφοριών που μπορεί να αποθηκεύσει εξαρτάται από τον προμηθευτή και την εφαρμογή, αλλά τυπικά μια ετικέτα φέρει όχι περισσότερα από 2KB στοιχείων – αρκετά ώστε να αποθηκεύσει κάποιες βασικές πληροφορίες για το στοιχείο πάνω στο οποίο βρίσκεται. Οι ετικέτες ανάλογα με το εάν διαθέτουν δική τους μπαταρία ή αντλούν ενέργεια από τον αναγνώστη ετικετών για να λειτουργήσουν, διακρίνονται σε ενεργητικές,ημι-παθητικές και παθητικές. Είναι εύκολα κατανοητό ότι οι ενεργητικές ετικέτες αποτελούνται από μεγαλύτερο αριθμό εξαρτημάτων και κατ’ επέκταση είναι μεγαλύτερες σε μέγεθος και πιο δαπανηρές από τις παθητικές, ενώ η διάρκεια της λειτουργίας τους εξαρτάται από την αντοχή της μπαταρίας τους. Μια επιπλέον διάκριση χωρίζει τις ετικέτες σε ετικέτες μόνο για ανάγνωση ή για ανάγνωση και εγγραφή. Οι δεύτερες είναι πιο ακριβές και χρησιμοποιούνται μόνο σε εξειδικευμένες εφαρμογές και για είδη με σχετικά μεγάλη αξία.
Για να επικοινωνήσουν, οι ετικέτες απαντούν στα ερωτήματα δημιουργώντας σήματα, που δεν πρέπει να δημιουργούν παρεμβολές με τους αναγνώστες. Ως σήματα που φτάνουν στον αναγνώστη μπορεί να είναι πολύ αδύναμα και πρέπει να διαφοροποιούνται. Εκτός του backscattering, οι τεχνικές διαμόρφωσης πακέτων μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να ελέγχει το πεδίο του αναγνώστη. Συνήθως, το backscatter χρησιμοποιείται για μεγάλα (σε έκταση) πεδία, ενώ οι τεχνικές διαμόρφωσης για πιο μικρά πεδία, σε εύρος όχι μεγαλύτερο από μερικά μήκη κύματος από τον αναγνώστη.
Παθητικές
Οι παθητικές RFID ετικέτες δεν έχουν ενσωματωμένη πηγή ενέργειας. Τα πακέτα ενέργειας που λαμβάνουν μέσω της κεραίας παρέχουν την απαιτουμένη ενεργεία για το COMS κύκλωμα για να ενεργοποιηθεί και να μεταδώσει δεδομένα. Οι περισσότερες παθητικές ετικέτες στέλνουν σήμα κάνοντας backscattering τον μεταφορέα σήματος του αναγνώστη. Αυτό σημαίνει πως η κεραία έχει σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο ώστε να μαζεύει ενεργεία από το εισερχόμενο σήμα και επίσης να μπορεί να μεταδώσει το εξερχόμενοbackscatter σήμα. Η απάντηση από μια παθητική RFID ετικέτα δεν είναι αναγκαστικά μονό ένας ID αριθμός, το τσιπ μπορεί να περιέχει και αμετάβλητα δεδομένα, πιθανότατα γραμμένα σε EPSOM για αποθήκευση δεδομένων.
Οι παθητικές ετικέτες στην εφαρμογή έχουν εύρος «διαβάσματος» περίπου 11 cm για το κοντινό πεδίο, μέχρι και 10 m για το μακρινό πεδίο και μπορούν να φτάσουν πάνω από 183 m όταν χρησιμοποιούν παρατεταγμένοι σε σειρά. Βασικά, το «διάβασμα» και η «εγγραφή» δεδομένων εξαρτάται από την επιλογή της ραδιοσυχνότητας και το σχεδιασμό/μέγεθος της κεραίας. Λόγω ότι έχουν πολύ απλή σχεδίαση είναι επίσης κατάλληλοι για κατασκευή με μια διαδικασία εκτύπωσης για τις κεραίες. Το γεγονός ότι δεν υπάρχει ενσωματωμένη πηγή ενέργειας σημαίνει πως η συσκευή μπορεί να είναι πολύ μικρή : υπάρχουν αρκετά εμπορικά προϊόντα στα οποία μπορεί να ενσωματωθούν αυτοκόλλητες ταινίες ή να μπουν κάτω από την εξωτερική επιφάνεια στην περίπτωση χαμηλής συχνότητας RFID ετικετών.
Το 2007, η δανέζικη εταιρεία RFIDsec ανέπτυξε μια παθητική RFID με ανεπτυγμένες τεχνολογίες που περιείχαν firewall σημεία έλεγχου, κωδικοποίηση στην επικοινωνία και ένα «κρυφό» τρόπο εξασφαλισης οτι ο καταναλωτης στο σημειο πωλησης μπορει να παρει τον αποκλειστικο ελεγχο του «κλειδιου» για να ελεγχει το RFID. Το RFID δεν θα ανταποκριθει εκτος και αν ο πελατης το επιτρεψει (εξουσιοδοτησει). Ο πελατης μπορει να επικυρωσει την χρηση ενος συγκεκριμενου RFID χωρις διαρροες απο τους αναγνωστες και επομενως ο πελατης μπορει να κανει χρηση του RFID χωρις να εντοπιστει ή να χασει πληροφοριες που μπορει να βλαψουν/αποτελεσουν απειλη για την πρωσοπικοτητα του/ιδιωτική ζωή του.
Το 2006, η Hitachi,Ltd. ανέπτυξε μια παθητική συσκευή που ονομαζόταν μ-Chip με διαστάσεις 0.15x0.15 mm (χωρίς κεραία), και ήταν πιο λεπτή από νέα φύλλο χαρτί (7.5 μm). Για να ενσωματωθούν όλα τα απαιτητά μέρη σε τόσο μικρή επιφάνεια χρησιμοποιήθηκε τεχνολογία SOI (Silicon-On-Insulator). To μ-chip της Hitachi μπορεί να μεταδώσει ασύρματα ένα μοναδικό IDαριθμό των 128-bit, ο όποιος έχει κωδικοποιηθεί στον πυρήνα του τσιπ σαν μέρος της παραγωγικής διαδικασίας. Αυτός ο μοναδικόςID αριθμός δεν μπορεί να μεταβληθεί, παρέχοντας έτσι ένα υψηλού επιπέδου εξακρίβωσης (αυθεντικότητας) στο τσιπ και τέλος σε όλα τα προϊόντα που μπορεί να εφαρμοστεί ή ενσωματωθεί το τσιπ. Το μ-chip της Hitachi έχει ένα μέγιστο εύρος «ανάγνωσης» τα 30 cm. Το Φεβρουάριο του 2007 η εταιρεία παρουσίασε μια ακόμη μικρότερη RFID συσκευή με διαστάσεις 0.05x0.05 mm και τόσο λεπτή που μπορούμε να ενσωματωθεί σε ένα φύλλο χαρτί. Τα καινούρια τσιπ μπορούν να αποθηκεύσουν περισσότερα δεδομένα από τα παλιότερα μ-τσιπ, και τα δεδομένα που περιέχονται σε αυτά μπορούν να εξαχθούν από απόσταση μερικών εκατοντάδων μέτρων. Τα προβλήματα που υπάρχουν αυτή τη στιγμή με όλα τα RFIDs είναι οτι χρειάζονται μια εξωτερική κεραία, η οποία είναι συνήθως έως 80 φόρες μεγαλύτερη από το τσιπ στην βέλτιστη έκδοση με τα σημερινά δεδομένα. Επιπλέον, το κόστος που απαιτείται σήμερα για την κατασκευή των πλαισίων των ετικετών έχει εμποδίσει την ευρύτερη αποδοχή τους. Καθώς οι τιμές του πυριτίου (σιλικόνης) μειώνονται και νέες πιο οικονομικές μέθοδοι για την κατασκευή των ετικετών τελειοποιούνται στην βιομηχανία, η ευρύτερη αποδοχή και το επίπεδο ετικετοποιησης των αντικειμένων μαζί με τις οικονομίες κλίμακας των σεναρίων παράγωγης, αναμένεται να καταστήσουν το RFID κοινότυπο και ταυτόχρονα άβλαβες οπως είναι και οι γραμμωτοί κώδικες (barcodes) αυτή τη στιγμή.
Η Alien Technology’s Fluidic Self Assembly, η HiSam, η Smartcode’s Flexible Area Sychronized Transfer (FAST) και η SymbolTechnologies’ PICA υποστηρίζουν την ιδέα για μείωση του κόστους παράγωγης ετικετών μέσα από μια μαζική «παράλληλη» παραγωγή. Η Alien Technology και η Smartcode χρησιμοποιούν μεθόδους για την κατασκευή ετικετών, ενώ η Symbol Technologies’PICA είναι ακόμη στη φάση ανάπτυξης. η Symbol αποκτήθηκε από την MOTOROLA το 2006. Ωστόσο η MOTOROLA είχε ήδη συνάψει συμφωνίες με την Avery Dennison για εφοδιασμό ετικετών, δημιουργώντας δική της γραμμή παραγωγής ετικετών και εγκατέλειψε τις διαδικασίες της PICA. Οι εναλλακτικές μέθοδοι παράγωγης όπως είναι οι FAST, FSA, HiSam και πιθανώς η PICA πιθανώς να μειώσουν τα κόστη ετικετών παρά πολύ, λόγω του όγκου των ικανοτήτων που επιτυχάνουν, ενώ από την άλλη είναι ικανές να οδηγήσουν τα μοντέλα οικονομιών κλίμακας για διαφόρους παρασκευαστές πυριτίου (σιλικόνη) το ίδιο καλά. Μερικοί προμηθευτές παθητικών RFID πιστεύουν πως οι μετρήσεις στις βιομηχανίες για τα κόστη των ετικετών μπορούν να γίνουν πολύ αποτελεσματικά διότι τα καινούρια συστήματα παράγωγης, χαμηλού κόστους, εφαρμόζονται ευρέως.
Μη-σιλικονουχες ετικέτες κατασκευασμένες από πολυμερείς ημιαγωγούς ήδη αναπτύσσονται από πολλές επιχειρήσεις παγκοσμίως. Οι απλές πολυμερείς ετικέτες (κατασκευή στο εργαστήριο) λειτουργούν στα 13.56 MHZ φτιαχτήκαν το 2005 σε συνεργασία των PolyIC (Germany) και Philips (The Netherlands). Αν πετυχουν εμπορικά, οι πολυμερείς ετικέτες θα τυπώνονται οπως τα περιοδικά (σε ρολά) και θα είναι πολύ πιο φτηνά από τις ετικέτες από σιλικόνη. Η εξέλιξη που θα δούμε στις επόμενες δεκαετίες θα είναι οι RFID ετικέτες να τυπώνονται με την διαδικασία που τυπώνονται τα barcodes σήμερα και να υπάρχει πλήρης χρήση αυτών, όπως και τωνbarcodes. Ωστόσο, τα ουσιαστικά και οικονομικα εμπόδια θα πρέπει να ξεπεραστούν για να δούμε όλη αυτή την εξέλιξη : εκατοντάδες εκατομμυρίων δολαρίων έχουν επενδυθεί την τελευταία δεκαετία στη επεξεργασία πυριτίου (σιλικόνης) έχοντας ως αποτέλεσμα την ανακάλυψη ενός νέου χαρακτηριστικού που επιτρέπει φτηνότερη εκτύπωση από την συμβατική.
Ενεργές
Αντίθετα από τις παθητικές RFID ετικέτες, οι ενεργές έχουν δική τους ενσωματωμένη πηγή ενέργειας, που χρησιμοποιείται για να δίνει ενέργεια στα κυκλώματα και να μεταδίδει το σήμα της απάντησης στον αναγνώστη. Οι επικοινωνίες που γίνονται από ενεργές ετικέτες προς αναγνώστες είναι πάντα πιο αξιόπιστες (π.χ. λιγότερα λάθη) σε σχέση με αυτές που διεξάγονται μέσω παθητικών ετικετών λόγω της δυνατότητας των ενεργητικών ετικετών να διευθύνουν ένα session με τον αναγνώστη.
Οι ενεργές ετικέτες λογω της ενσωματωμένης πηγής ενέργειας μπορούν να μεταδώσουν σε υψηλοτέρα επίπεδα ενέργειας από τις παθητικές, επιτρέποντας τους να είναι πιο σταθερή στις προκλήσεις των RF περιβαλλόντων με την υγρασία και τον ψεκασμό ή με τους RF-dampening στόχους (συμπεριλαμβανόμενων των ανθρώπων και των βοοειδών, που αποτελούνται κυρίως από νερό) αντανακλαστικοί στόχοι από μέταλλο (κοντέινερ και οχήματα) ή στις μεγάλες αποστάσεις : η δημιουργία ισχυρών απαντήσεων από αδύναμες λήψεις είναι μια καθαρή προσέγγιση της επιτυχίας. Οι ενεργές ετικέτες είναι μεγαλύτερες (λογω της μπαταριάς που περιέχουν) και ακριβότερες στην κατασκευή (λογω του κόστους της μπαταριάς). Ωστόσο, η διάρκεια ζωής τους στο ράφι είναι συγκρίσιμη, καθώς η αποφόρτιση της μπαταρίας ανταγωνίζεται τη διάβρωση που παθαίνουν τα αλουμινένια κυκλώματα.
Πολλές ενεργές ετικέτες σήμερα, έχουν εύρος λειτουργίας εκατοντάδες μέτρων και η μπαταρία τους διαρκεί από μερικούς μήνες έως 10 χρόνια. Οι ενεργές ετικέτες μπορεί να περιέχουν μεγαλύτερη μνήμη από τις παθητικές και την ικανότητα να αποθηκεύσουν πρόσθετες πληροφορίες ερχόμενες από τον αναγνώστη.
Ειδικές ενεργές ετικέτες μπορεί να περιέχουν εξειδικευμένους αισθητήρες. Για παράδειγμα, ένας αισθητήρας θερμοκρασίας μπορεί να καταγράφει την θερμοκρασία κατά την μεταφορά και την αποθήκευση για ευπαθή αγαθά. Άλλοι αισθητήρες ελέγχουν την υγρασία, δονήσεις που δέχονται τα προϊόντα, το φως, την ακτινοβολία, την πίεση και τις συγκεντρώσεις διαφόρων αερίων. Καμία από τις ενεργές ετικέτες που κυκλοφορούν σήμερα (καταγραφή 20-10-2008) δεν αποτελεί διεθνές πρότυπο συμφωνά με το ISO/IEC 18000-x. Μόνη εξαίρεση αποτελεί το SAVE που αποτελεί μια «έξυπνη» ενεργητική ετικέτα-σφραγίδα συμφωνά με το ISO/IEC 17363 και έχει συμβατότητα με το 18000-7 (433 MHz).
Το Υπουργείο Άμυνας των ΗΠΑ χρησιμοποιεί με επιτυχία για παραπάνω από 15 χρόνια ενεργές ετικέτες για να μειώσει τους χρόνους αναζήτησης και τις απώλειες στην εφοδιαστική αλυσίδα και να βελτιώσει την παρακολούθηση προϊόντων κατά μήκος της εφοδιαστικής αλυσίδας.
Ημι-παθητικές
Οι ημι-παθητικές ετικέτες είμαι παρόμοιες με τις ενεργές στο ότι και οι 2 έχουν εσωτερική πηγή ενέργειας αλλά η μπαταρία που περιέχουν δίνει ενεργεία μονό στο κύκλωμα που περιέχουν και δεν τροφοδοτούν την αποστολή του σήματος. Η απάντηση συνήθως παίρνει ενεργεία από το backscattering της ενέργειας RF που έρχεται από τον αναγνωστηρίου η ενεργεία ανακλάτε πίσω στον αναγνώστη όπως και στις παθητικές ετικέτες. Επίσης, η μπαταρία χρησιμοποιείται στην αποθήκευση ενέργειας.
Αν η ενέργεια από τον αναγνώστη συλλέγεται και αποθηκεύεται για να γίνει εκπομπή της απάντησης στο μέλλον, η ετικέτα λειτουργεί ως ενεργητική.
Εκτιμάται ότι η ενεργεία που χρειάζεται για να ενεργοποιηθούν τα κυκλώματα πρέπει να είναι 100 φόρες μεγαλύτερη από την ενεργεία που απαιτείται στις ενεργές και ημι-παθητικές ετικέτες, και επίσης ο χρόνος που καταναλώνεται για την συλλογή της ενέργειας παραλείπεται και η απάντηση φτάνει στο συντομότερο χρόνο δράσης-αντίδρασης. Τα κυκλώματα υποδοχής που υποστηρίζονται από την μπαταρία στις ημι-παθητικές ετικέτες οδηγούν σε μεγαλύτερη ευαισθησία σε σχέση με τις παθητικές ετικέτες, έως και 100 φόρες περισσότερο. Αυτή η ενισχυμένη ευαισθησία μπορεί να θεώρει ως αύξηση του πεδίου ή/και ως ενισχυμένη αξιοπιστία στο «διάβασμα».
Η ενισχυμένη ευαισθησία των ημι-παθητικών ετικετών θέτει στον ανάγνωστη υψηλότερη ζήτηση για τον χωρισμό της πυκνότητας του πλήθους των ετικετών. Επειδή ένα ήδη αδόμενο σήμα γίνεται backscattering στον αναγνώστη από ένα μεγαλύτερο αριθμό ετικετών και από μακρινές αποστάσεις, ο χωρισμός απαιτεί πιο περίπλοκες και σχεδιασμένες να αποφεύγουν την σύγκρουση έννοιες, καλύτερη επεξεργασία του σήματος και λίγο περισσότερη αξιολόγηση για το που κάθε ετικέτα πρέπει να πάει. Στις παθητικές ετικέτες η σύνδεση αναγνώστη-ετικέτας συνήθως είναι η πρώτη που αποτυγχάνει. Στις ημι-παθητικές ετικέτες η αντίστροφη σύνδεση (ετικέτας-αναγνώστη) είναι αυτή που συνήθως συγκρούεται πρώτη.
Οι ημι-παθητικές ετικέτες έχουν 3 κύρια πλεονεκτήματα : μεγαλύτερη ευαισθησία από τις παθητικές, μεγαλύτερο κύκλο ζωής για τις μπαταριές από τις ενεργές, μπορούν να εκτελούν ενεργές λειτουργίες (όπως η αναγραφή της θερμοκρασίας) με χρήση της δικής τους ενέργειας, ακόμη και όταν δεν είναι κοντά κάποιος αναγνώστης για να τροφοδοτεί με ενεργεία το κύκλωμα.
Τύπου Beacon
Οι ετικέτες τύπου beacon μεταδίδουν το κωδικοποιημένο σήμα, για την ταυτοποίηση, με ένα συγκεκριμένο ρυθμό. Ο ρυθμός αυτός μπορεί να είναι συνεχής, να έχει στοχαστικές εναλλαγές ή τέλος να είναι αυτοπροσκαλούμενος. Με το να μην ενεργοποιηθεί η λειτουργία ανταπόκρισης μιας ετικέτας, πρώτον εμποδίζεται ο περιορισμός των δυνατοτήτων ταχύτητας και βελτιώνεται η διαθεσιμότητα των πληροφοριών ταυτοποίησης ακόμη και κάτω από συνθήκες με «θόρυβο». Επομένως οι beacon εφαρμόζονται σε πολύ γερές/ισχυρές διαδικασίες : η συνεχής διαθεσιμότητα του κωδικοποιημένου σήματος μειώνει τα λάθη και επιτρέπει χαμηλά επίπεδα ενέργειας, όπως και οι ενεργές ετικέτες. Παρόλα αυτά η συνεχής «ομιλία» των ετικετών μπορεί να προσαλέσε, μόλυνση, συμφόρηση στο κανάλι και να εμποδίσει την λειτουργία σε πυκνότερους πληθυσμούς. Ο σχεδιασμός του σχήματος μετάδοσης που θα γίνει θα πρέπει να έχει λάβει υπόψη του και τον κύκλο ζωής της μπαταριάς. Σήμερα κανένα από αυτά τα προϊόντα που υπάρχουν στο εμπόριο δεν ακόλουθει τα διεθνή πρότυπα. Ωστόσο, όλες οι μεταδόσεις θα πρέπει να συμμορφώνονται στους εθνικούς κανόνες της ασύρματης επικοινωνίας που αφορούν τα επίπεδα ενέργειας και τα κανάλια συχνοτήτων.
Κεραίες
Η λειτουργία μιας κεραίας, που εμπεριέχεται σε μία συσκευή ανάγνωσης, είναι η μετάδοση ενός ηλεκτρομαγνητικού σήματος το οποίο ενεργοποιεί τις μη ενεργές RFID ετικέτες όταν αυτές βρεθούν εντός του ηλεκτρομαγνητικού της πεδίου. Μόλις μία ετικέτα ενεργοποιηθεί μπορεί, από την κεραία της, να μεταδώσει πληροφορίες στην κεραία της συσκευής ανάγνωσης. Οι πληροφορίες που λαμβάνονται από τη συσκευή ανάγνωσης, με τη βοήθεια της κεραίας της, δρομολογούνται προς επεξεργασία και στη συνέχεια, με την αντίστροφη διαδικασία, η κεραία της συσκευής ανάγνωσης στέλνει νέα δεδομένα στην κεραία της ενεργοποιημένης ετικέτας, τα οποία αποθηκεύονται στην μνήμη της ετικέτας.
http://www.rfidportal.gr/index.php/joomla-license