Деловые новости
Экономика и финансы
Криминал
Оценка деловых рисков
Аналитические обзоры
Оценка деловых рисков
Оффшоры
Корпоративная безопасность
Платежные средства
Портфель руководителя СЭБ
Базы данных
Законы
Подписка на новости
Для подписки на новости введите ваш e-mail:
Вы можете просматривать анонсы наших новостей и статей на мобильных устройствах с нашей rss ленты
Курсы валют
24.06.202225.06.2022
$53,357853,3234 
55,988655,9640 
все курсы валют
Корпоративная безопасность | Портфель руководителя СЭБ | Технические средства
Бизнес-разведка | Безопасность | Защита информации | Технические средства

Современные технологии радиочастотной идентификации. Часть 3


Л. Стасенко

Системы безопасности № 4(58), 2004

В двух предшествующих статьях (Часть 1 и Часть 2) мы рассмотрели историю вопроса, дали основные определения, рассмотрели применение технологии RFID в системах доступа, познакомились с бесконтактными smart-картами и связанным с ними стандартом ISO 14443. Нынешняя часть, заключительная, посвящена применению RFID-технологии в идентификации товаров и всемирной системе маркировки продукции.

Метки, метки, метки...

Мы как-то не очень замечаем, насколько быстро последнее время растет скорость обращения товаров и продукции, как увеличиваются грузопотоки и объемы перевозки багажа, следующего иногда с нами, а иногда и отдельно. Всю эту лавину надо сортировать, учитывать... А для этого необходимо четко и быстро определять и находить в массе каждый конкретный предмет, что требует применения неких универсальных методов маркировки, надежных и быстрых. К сожалению, научив компьютер с похвальной скоростью обрабатывать и надежно хранить данные, мы пока не решили полностью проблему автоматического сбора и ввода/вывода информации в компьютерную систему управления любым процессом — будь то производство, торговля или транспортные перевозки. Залог надежного функционирования любой автоматизированной системы — абсолютная достоверность информации. Появившаяся в конце прошлого века технология штрихового кодирования уже не в состоянии решить проблему быстрой и надежной идентификации. Штриховые коды обладают невысокой надежностью и достоверностью: они чувствительны к ориентации в пространстве, к грязи, не обеспечивают нахождения сваленного в кучу товара... Технология RFID наиболее полно соответствует всем требованиям компьютерной системы сбора информации и управления. Механизм антиколлизии (о нем мы говорили в предыдущей статье), позволяющий одновременно регистрировать до нескольких десятков RFID-меток, находящихся в поле считывателя, делает данную технологию незаменимой в распознавании и регистрации объектов и их прав в реальном времени.

Как в свое время штриховые коды стали наносить на продукцию непосредственно на производстве, так и RFID-метки уже сегодня начинают имплантировать в товары при их изготовлении и упаковке. И еще одна аналогия. Широкому распространению штриховых кодов способствовала стандартизация (хотя, надо заметить, стандартов существует несколько). Аналогично обстоит дело и с RFID. Уже сегодня существует несколько общепризнанных в мире стандартов, о которых мы поговорим ниже.

Как всегда, среди лидеров и основоположников в данном направлении оказалась компания Philips. Ее метки типа I-Code 1 стали одними из первых, получивших массовое распространение в мире. l-Code опередил появление первого стандарта в данной области — ISO 15693, хотя и имеет с ним много общего. После появления стандарта Philips оперативно выпустил новую версию меток — I-Code SLI, которые производятся одновременное I-Code 1. Поскольку именно ISO 15693 на сегодняшний день является основным стандартом в области меток для логистики и аналогичных приложений, давайте остановимся на нем немного подробнее.

ISO 15693E

Данный стандарт, в отличие от ISO 14443, разработан специально для приложений, связанных с идентификацией различных товаров и продукции. Базирующийся на частоте 13,56 МГц, он отличается от «карточного» стандарта по ряду признаков. Главное отличие — это ориентация на большие расстояния работы с метками. Если для карт определены рабочие расстояния до 10 см, то для меток это расстояние составляет метр и более, в зависимости от конструкции антенны. В связи с этим минимальная напряженность поля, при которой метка должна устойчиво работать, составляет всего 150 мА на метр, что в 10 раз меньше, чем для proximity-карт. Как и в ISO 14443, предусмотрена работа с двумя индексами модуляции — 10 и 100%, но при этом скорость обмена значительно ниже: 6,6 кбод (килобит в секунду) в низкоскоростном режиме и около 26,5 кбод в высокоскоростном режиме (для сравнения: для proximity-карт по ISO 14443 минимальная скорость обмена составляет 106 кбод). Это также связано с обеспечением максимальной дальности и с требованием минимизации помех при работе на больших мощностях считывателя.

Стандартом также регламентируется организация памяти меток (в отличие от карт, для которых она может быть произвольной): максимальный объем памяти может составлять 256 блоков по 256 бит, то есть 8 кбайт.

Набор команд ISO 15693 ориентирован именно на идентификацию предметов и включает четыре подмножества — это обязательные команды, которые должны поддерживаться метками всех производителей, необязательные команды, а также пользовательские команды и команды производителя, которые каждый производитель определяет сам для реализации специфических функций. Пользовательские команды используются в процессе эксплуатации меток, а команды производителя являются закрытыми для пользователей и могут реализовывать функции, связанные с тестированием меток при их производстве или решать другие аналогичные технологические задачи.

Механизм антиколлизии, позволяющий выбрать для текущего диалога только одну из меток, находящихся в поле считывателя, основан на понятии временных слотов, как и для карт по ISO 14443-В. Отличается он тем, что слот для ответа выбирается не по случайному алгоритму, а на основе серийного номера метки, то есть более детерминирован, а потому обеспечивает более точную оценку зависимости времени идентификации всех меток при их большом количестве. Длина идентификатора (серийного номера) метки составляет 64 бита, то есть 8 байт (для большинства бесконтактных смарт-карт длина серийного номера составляет всего 4 байта). Увеличение длины идентификатора объясняется тем, что метки могут иметь намного более короткий срок жизни и для покрытия необходимости в уникальности номера на протяжении относительно длительного времени требуется значительный резерв. Для справки: 64-битный серийный номер обеспечивает 1018 комбинаций, что в миллиарды раз больше численности населения планеты.

Еще одна интересная особенность стандарта — обязательное наличие в метках функции EAS, то есть функции защиты товаров от краж. Сегодня такая защита реализуется двумя способами: наклеиванием или имплантацией в упаковку специальных защитных меток, пережигаемых при прохождении товара через кассу, либо прикреплением специальных многоразовых меток к товару с последующим их удалением в момент продажи с помощью специальных устройств — «детачеров». Многоразовые метки наверняка все встречали в супермаркетах на одежде, дорогих алкогольных напитках и так далее. RFID-метки позволяют выполнять такую функцию в качестве дополнительной опции.

Примеры выполнения меток можно видеть на рис. 1.

Рис. 1. Метки стандарта ISO 15693

...и его проблемы

Однако отключение функции EAS при продаже товара в розничной сети не нарушает функционирование метки в целом, что уже было поводом для нескольких судебных разбирательств. Потребителей крайне волнует вопрос приватности, они не согласны с тем, что сохранившаяся в одежде или обуви метка позволит идентифицировать их в любом месте — был бы там только считыватель соответствующего типа. Около 30 крупных правозащитных организаций США и Великобритании подписали воззвание к представителям ИТ-индустрии с предложением добровольно прекратить разработку и внедрение RFID-меток. Эти крошечные метки могут быть интегрированы в любой продаваемый в магазинах товар для контроля оплаты на выходе из магазина. Защитников конфиденциальности беспокоит, что технология радиочастотной идентификации может эксплуатироваться правительствами для наблюдения за гражданами, а также хакерами и преступниками. Воззвание подписали, среди прочих, Американский союз гражданских свобод (ACLU), Электронный фронт (EFF), Информационный центр электронной конфиденциальности (EPIC) и британская Организация исследований информационной политики (FIPR).

Как бы то ни было, но подобные конфликты сдерживают развитие технологии, и чем бы дело закончилось — неизвестно, если бы не инженерная мысль, подогреваемая коммерческим интересом. Для решения назревшей проблемы было предложено новое решение — ЕРС, о котором мы расскажем ниже.

Коль скоро мы затронули вопросы свободы личности и конфиденциальности, отвлечемся от конкретного стандарта, чтобы продолжить тему приватности. В США существует уже не первый год практика вживления RFID-меток людям, разрешены они и в Мексике. Вживляемые человеку идентификаторы могут оказаться полезны: код может быть связан с базой данных, в которой находится информация любого рода, в том числе и медицинские данные. Для многих семей, где есть тяжело больные люди (дети, страдающие аутизмом, детским церебральным параличом или синдромом Дауна, пожилые люди с синдромом Альцгеймера), такой чип — это возможность вовремя получить медицинскую помощь, найти потерявшегося человека, пока он не попал в беду. Особенно это касается тех случаев, когда сам больной не может рассказать врачу о своем состоянии, указать свое имя и координаты родственников. Кроме того, вживление меток людям пока, в основном, производится на добровольной основе. Почему «в основном»? Да потому, что для ряда категорий людей (пожарные, полицейские, кадровые военные) уже сейчас эта технология вводится в обязательном порядке.

Не обошла эта тенденция и Россию. По данным пресс-службы компании RussGPS, оператора услуг глобального позиционирования, начинаются поставки в Россию технологии RFID «VeriChip» производства Applied Digital Solutions (ADSX, США). Идентификатор VeriChip размером 11x2,1 мм вводится под кожу человека (обычно в области трицепса), для чего используется местная анестезия и одноразовый шприц. RussGPS предлагает использовать технологию VeriChip для сотрудников МЧС и силовых ведомств, чья профессиональная деятельность связана с постоянным риском, а также для лиц, страдающих тяжелыми заболеваниями, связанными с расстройством памяти. Крохотный чип может спасти жизнь человеку, «сообщив» о группе крови, индивидуальной непереносимости отдельных лекарств или диагнозе заболевания. В течение 2004 года RussGPS закупит 1000 идентификаторов VeriChip и 100 считывателей. Всего за следующие пять лет компания рассчитывает закупить 51 тыс. VeriChip и 2,6 тыс. считывателей.

ЕРС

Но вернемся к идентификации товаров. Около трех лет назад велась бурная работа по выработке стандарта GTAG (Global Tag), призванного узаконить в мировом масштабе технологию маркировки изделий с помощью RFlD-меток. Однако недавно ISO (международная организация по стандартизации) свернула этот проект в пользу нового, названного ЕРС (Electronic Product Code) — электронный код продукта. Новый проект решает сразу две проблемы: во-первых, благодаря уменьшению объема памяти существенно снижается стоимость меток (в типовой метке ЕРС вообще нет перезаписываемой в процессе эксплуатации памяти). Как следствие, цена при массовом производстве резко снижается (в близкой перспективе до значений порядка 5 центов за метку). Во-вторых, удается решить проблему с правозащитниками, протестующими против электронной маркировки: в систему команд метки вводится команда «уничтожения» (destroy). После ее выполнения метка физически остается, однако вместо функционирующего устройства мы получаем безмолвную песчинку кремния.

ЕРС пока еще не имеет статуса всемирного стандарта, он проходит стадию с более скромным названием «рекомендации», однако, судя потому, что ведущими производителями кристаллов для меток уже реализованы все его положения, до официального утверждения ЕРС осталось совсем немного времени. Разработка ЕРС поддерживается организацией AUTO-ID Center, в которую входят исследовательские группы ряда университетов, а также компании, занимающиеся разработкой перспективных методов идентификации.

Концепция ЕРС охватывает несколько частотных диапазонов, в том числе и самый пока популярный 13,56 МГц, и делит идентификаторы на несколько классов, в зависимости от объема памяти и ее распределения. В табл. 1 представлена структура идентификаторов различных типов (размеры элементов даны в битах). Такое разнообразие призвано обеспечить совместимость с уже существующими и широко используемыми в мире системами штрихового кодирования, что облегчит переход на новую систему бесконтактной идентификации товаров. Как только рекомендации сформировались, ведущие производители анонсировали продукты, совместимые с приведенными спецификациями, но обладающие и дополнительными возможностями, в частности дополнительной памятью. Стандарты — стандартами, а конкурентная борьба (точнее, победа в ней) -превыше всего...

Таблица 1

Более высокие частоты

Мы посвятили данный материал в основном рассмотрению того, что делается в самом «обжитом» диапазоне 13,56 МГц, но и сверхвысокочастотные диапазоны 900 МГц и 2,45 ГГц уже проторили себе дорожку в жизнь. Необходимость использования данного диапазона диктуется требованиями по дальности идентификации. Если для стандарта ISO 15693 максимальная дальность составляет около 1,2 м даже при использовании больших антенн и мощностях считывателя, достигающих единиц ватт, то для сверхвысокочастотных (СВЧ) диапазонов дальность может достигать 10 метров при заметно меньших размерах антенн и сопоставимой мощности считывателей. В табл. 2 приведены максимальные дальности для пассивных меток UCODE HSL (Philips) для различных регионов, поскольку в разных странах действуют разные нормы на мощность СВЧ-излучения. В колонке «Реальная дальность» приведены данные, измеренные при работе метки и считывателя в складских условиях и размещении меток на реальных товарах.

Таблица 2

Методы «общения» считывателей и меток в СВЧ-диапазонах регламентируются действующими стандартами: это ISO 18000, части 4 и 6, а что касается структур данных и систем команд — стандартами ISO 18185, EAN-UCC GTAG и другими, в зависимости от области применения.

Если вспомнить, что 2,45 ГГц — это диапазон Bluetooth и других коммуникационных протоколов, имеющих прямой выход в Интернет, то дальше становятся понятны слова одного из руководителей компании SUN: «В ближайшем будущем каждый простейший объект будет подключен к Интернету через свой адрес и уникальный идентификатор». Что же, еще немного поживем и все увидим... Нестандартные решения Работы по идентификации в СВЧ-диапазоне велись и раньше, до принятия стандартов и разработки массовых недорогих меток. Потребность в быстрой и «дальнобойной» идентификации существует уже давно, в частности, в области автомобильной идентификации, на железнодорожном транспорте и в других случаях. Поэтому стоит упомянуть о соответствующих решениях, имеющихся на коммерческом рынке. Шведская фирма TagMaster AB производит автономные и сетевые считыватели с одноименным названием с использованием активных идентификаторов собственной разработки, выполненных в виде толстых пластиковых карт. Частотный диапазон системы — от 2,435 до 2,465 ГГц, при выходной мощности считывателя 50 мВт обеспечивается дальность до 8 метров. Внешний вид считывателя и метки показан на рис. 2.

Рис. 2. Считыватель и метка TagMaster

Аналогичный продукт выпускает голландская компания NEDAP. Считыватель Nedap Transit обеспечивает дальность порядка 10 метров с различными типами идентификаторов (рис. 3). К сожалению, стоимость упомянутых считывателей и меток достаточно высокая -до 3000 долларов за считыватель и около 25 долларов за идентификатор. Остается надеяться, что в скором времени российские разработчики создадут аналогичные решения по более приемлемым для нас ценам.

Рис. 3. Считыватель и метки NEDAP

Вместо заключения

Итак, обзор современных технологий бесконтактной идентификации завершен. Однако это только начало истории RFID-технологии. Все проводившиеся в предыдущие годы разработки составили фундамент, на базе которого теперь стало возможным действительно массовое внедрение RFID в общемировом масштабе, в первую очередь за счет того, что выработаны и реализуются в конкретных проектах стандарты, признанные всеми ведущими игроками на этом поле. Хотелось бы надеяться, что и российские разработчики и производители не оставят эту тему без внимания и порадуют нас красивыми решениями, не уступающими мировым стандартам, тем более, что спрос на эти решения есть уже сегодня.

«Бумажный» вариант статьи (стр. 86-88 № 4 СБ) содержит техническое обозрение по теме «Считыватели меток для транспорта и логистики». Информация получена непосредственно от производителей и поставщиков оборудования.

Об авторе: Л.А. Стасенко, генеральный директор компании «Релвест»

_________

Источник — Secuteck.Ru

Поиск по разделу
© 2000—2018 Институт экономической безопасности, e-mail: webmaster@bre.ru