RFID: "метка страха" или технология будущего?

Появление несколько лет назад миниатюрных чипов радиочастотной идентификации (RFID) поначалу было встречено обществом с большим воодушевлением. Представители самых разных областей человеческой деятельности тут же стали строить грандиозные планы по использованию новой технологии. Транспортники и почтальоны увидели в RFID новые возможности для совершенствования логистики, торговцы — для управления движением товаров и их учета, медики — для облегчения участи больных старческим слабоумием, представители правоохранительных органов — для контроля за условно-досрочно освобожденными преступниками, владельцы домашних животных — для того, чтобы находить потерянных питомцев. И так далее, и тому подобное… Некоторые госчиновники даже начали предлагать вживлять RFID-чипы подкожно всем гражданам подряд, создавая таким образом "паспорт, который всегда с тобой". В целях борьбы с терроризмом, разумеется.

Однако со временем эйфория начала проходить. Первыми спохватились правозащитники, увидевшие, как в образе RFID начала материализовываться зловещая фигура "Большого Брата". Затем забеспокоились специалисты по защите информации. Слишком уж часто в последнее время начали пропадать базы данных с персональной информацией по сотням тысяч людей. Только в 2005 году таких громких скандалов было не менее полусотни. И неизвестно, что может произойти, попади в руки злоумышленников аналогичная база данных с информацией, содержащейся в RFID-чипах. Потом встал вопрос о хакерах: наверняка же найдутся умельцы, способные спаять устройство, умеющее считывать информацию с радиометок и даже записывать туда что-то совсем другое. Представляете, какие возможности для злоумышленников! Переписал содержание метки — и чужой товар доставляют прямиком к тебе. Или решил сменить паспорт — меняй содержимое подкожного RFID-чипа. И так далее… Одним словом, в последнее время к технологии RFID в мире относятся все прохладнее. Однако ее возможности действительно очень велики — жалко, если столь перспективная разработка просто так канет в небытие. Попробуем разобраться, каковы же все-таки плюсы и минусы технологии RFID.

Особенности технологии RFID

Во-первых, данные идентификационной метки могут дополняться и видоизменяться. Если данные штрихового кода записываются только один раз (при его печати), то информация, хранимая радиочастотной меткой, может быть изменена, дополнена или даже заменена на совершенно другую при наличии соответствующих условий. Во-вторых, на радиометку можно записать очень много данных. Недавно разработанные двумерные и матричные штрих-коды способны хранить большой объем данных, однако их практическое использование сдерживается необходимостью использования специфических принтеров и устройств считывания (сканеров). Обычные штриховые коды могут поместить информацию не более 50 байт (знаков), причем для воспроизведения такого символа понадобится площадь размером со стандартный лист формата А4. В свою очередь, радиочастотная метка может легко поместить 1000 байт на микросхеме площадью в один квадратный сантиметр. В третьих, данные на RFID-метке могут быть засекречены. Дело в том, что, как и любое цифровое устройство, радиочастотная метка обладает возможностями, позволяющими закрыть паролем операции записи и считывания данных. Кроме того, информацию можно зашифровать. В одной и той же метке можно одновременно хранить закрытые и открытые данные. Это может сделать радиочастотную метку идеальным средством, защищающим товары и материальные ценности от подделок и краж, но и потенциальных опасностей содержит немало. В- четвертых, расположение метки не имеет особого значения для считывателя данных. В целях обеспечения автоматического считывания штрих-кода комитетами по международным стандартам (в том числе EAN International) разработаны правила размещения символов штрихового кода на товарной и транспортной упаковке. Для радиочастотных меток эти требования несущественны. Единственное, что требуется для считывания информации с радиочастотной метки, — это ее нахождение в зоне действия сканера RFID. Ну и, наконец, радиометка лучше защищена от воздействия факторов окружающей среды. Радиочастотные метки не требуется размещать на внешней стороне упаковки (объекта)., поэтому они оказываются лучше защищенными в условиях хранения, обработки и транспортировки логистических единиц. В отличие от штрих-кода, на них не воздействуют пыль и грязь.

Сферы применения

Технология RFID уже сейчас понемногу используется во всех областях автоматического получения данных. RFID-системы применяются в разнообразных случаях, когда требуется оперативный и точный контроль, отслеживание и учет многочисленных перемещений различных объектов. При этом область применения системы определяется ее рабочей частотой. Высокочастотные (850-950 МГц и 2,4-5 ГГц) используются там, где требуются большое расстояние и высокая скорость чтения — например, контроль железнодорожных вагонов, транспортных контейнеров или автомобилей. Например, считыватель устанавливают на воротах или шлагбаумах, а транспондер закрепляется на ветровом или боковом стекле автомобиля. Большая дальность действия делает возможной безопасную установку ридеров вне пределов досягаемости людей. Промежуточной частоты (10-15 МГц) хватает там, где должны быть переданы большие количества данных. Область применения — логистика отслеживания товарооборта, розничная торговля: инвентаризация товаров, учет складских перемещений. Низкочастотные метки (100-500 КГц) используются там, где допустимо небольшое расстояние между объектом и ридером. Обычное расстояние считывания составляет 0,5 метра, а для меток, встроенных в маленькие "брелоки", дальность чтения, как правило, еще меньше — около 0,1 метра. Область применения: большинство систем управления доступом, бесконтактные карты, управление складами и производством.

Торговля и логистика

Розничная торговля сталкивается с множеством проблем, когда дело касается вопросов управления инвентаризационными мероприятиями и цепями поставок. В торговле радиочастотная идентификация предполагает более точный контроль за цепью поставок, лучшее управление инвентаризацией и лучшее планирование закупок. Время, необходимое для исполнения трудоемких мероприятий на складе и в магазине, в огромной степени сокращается, одновременно при этом значительно повышается надежность и точность полученных данных. Компании, которые уже применяют радиочастотные системы в цепи поставок, высоко оценивают преимущества этих систем и вызванное ими значительное снижение инвентаризационных затрат. К примеру, сеть немецких гипермаркетов Rewe обязала своих поставщиков снабжать поставляемую продукцию специальными RFID-этикетками на упаковке. Такое новшество вызвано необходимостью более четко отслеживать путь товара начиная от изготовления и транспортировки. Rewe начала с тестирования RFID-технологий в одном из своих гипермаркетов в Германии. Сначала этикетки наклеивались только на крупные упаковки, а затем уже и на всю продукцию. Одна из проблем, которые предстоит решить в этой связи — научиться считывать радиочасточные сигналы с разной упаковки, а не только с определенных видов упаковочных материалов. Конкурент Rewe — крупнейший ритейлер Wal-Mart — также недавно сделал заявление о своем намерении использовать радиочастотные ярлыки для всей предлагаемой продукции. Также и торговая сеть Metro уже более года тестирует систему RFID для своей продукции. А американская армия планирует вскоре начать использование RFID-меток для упорядочения снабжения своих войск по всему миру всем необходимым. Дело в том, что Пентагон до сих пор страдает от неупорядоченной логистики: то солдаты в Ираке вместо бронежилетов лифчики получат, то танкам "Абрамс" вместо снарядов револьверные патроны пришлют… Теперь американцы планируют создать единую компьютерную систему управления снабжением войск, в основе которой будут лежать данные с множества RFID-чипов, которыми планируется оснастить каждый транспортный контейнер. Вот только не совсем понятно, что получится в результате: порядок или еще больший хаос. Время покажет. Правда, представителям торговли еще только предстоит решить проблему относительно высокой стоимости RFID-чипов. Дело в том, что примерная стоимость пассивной радиочастотной метки, работающей на средних частотах 13,56 МГц, составляет $1 при приобретении около 1 шт., $0,2 при приобретении 100 шт. и $0,1 при приобретении свыше 100.000 шт. Таким образом, стоимость радиочастотных меток значительно превышает стоимость этикеток со штрих-кодом на упаковке товаров. Изображение символа штрихового кода EAN-13, включенное в общее оформление упаковки, практически ничего не стоит. В случае использования самоклеящейся этикетки ее цена составляет всего $0,02. Поэтому в настоящее время использование радиочастотных меток размещения кода EAN-13 оказывается экономически неоправданным. Вместе с тем использование радиочастотных меток целесообразно для защиты дорогих товаров от краж или для обеспечения сохранности изделий, переданных на гарантийное обслуживание. В сфере логистики и транспортировки грузов стоимость радиочастотной метки может оказаться совершенно незначительной по сравнению со стоимостью содержимого контейнера. Поэтому крупные супермаркеты могут начать использование RFID с применения радиочастотных меток на упаковочных ящиках, паллетах и контейнерах.

Без Microsoft не обошлось

Отдельно стоит сказать о роли во всей этой истории Microsoft. Еще в апреле 2004 г. она присоединилась к организации EPCglobal Inc., которая была создана ведущими компаниями и отраслями промышленности для создания стандартизированной сети, поддерживающей RFID во всем мире. Цель такого шага очевидна: корпорация планирует играть ведущую роль в разработке стандартов RFID. Кроме того, Microsoft явилась инициатором создания новой всемирной организации — Microsoft RFID Council, целью которой является создание условий для эффективного использования технологии RFID. Она будет заниматься разработкой решений RFID в соответствии с мировыми стандартами. Задача — создать решения, которые были бы недорогими, удобными в использовании, построенными на масштабируемой технологической инфраструктуре. Членами Microsoft RFID Council уже сейчас являются крупные консалтинговые компании, системные интеграторы, независимые разработчики ПО и производители аппаратуры. Само собой, Microsoft планирует обеспечить совместимость ОС Windows с радиоидентификационным оборудованием и соответствующим ПО. Правда, Microsoft пока не сообщает, когда и в каких версиях Windows появится поддержка технологии радиоидентификации. Однако на конференции TechEd в Амстердаме компания уже продемонстрировала тестовую версию Windows с расширенной поддержкой RFID на базе ОС Windows Server 2003.

Разработки Hitachi

Компания Hitachi создала самый тонкий в мире RFID-чип. Такое полупроводниковое устройство может встраиваться не только в этикетки товаров (или даже сами товары) и пластиковые карточки, но даже в бумажные документы, обеспечивая их гарантией подлинности. Дело в том, что новая микросхема по размерам не больше песчинки: ее стороны всего лишь 0,15х0,15 мм, а толщина — 7,5 микрометра. Чип разработан на основе созданной ранее микросхемы Hitachi ?Chip, размеры которой — 0,4х0,4 мм. Уменьшить расстояние между элементами цепи специалистам удалось с помощью технологии SOI. При традиционном производстве транзистор формируют прямо на кремниевой подложке. При SOI-процессе (который использует, кстати говоря, и AMD) слой изоляции и монокристаллический кремниевый слой наносятся на кремниевую подложку, и лишь затем "собирается" транзистор. Такой способ позволяет значительно уменьшить паразитные утечки тока, отсечь влияние других компонентов (интерференция сигналов близко расположенных устройств) и таким образом увеличить производительность транзистора. Столь малый размер чипов позволит повысить производственные мощности, так как на кремниевую подложку поместится больше микросхем. Что касается практического применения ?Chip и новинки, то устройства используют внешние антенны для приема микроволн на частоте 2,45 ГГц. Полученную энергию чип направляет для беспроводной отправки идентификационного номера (ID) 128 бит, записываемого при производстве в память ROM. Такой тип RFID-чипов — без батареи — называется пассивным. Работать с крохотным передатчиком можно на расстоянии до 8 метров.

Разработки Philips

Компания Philips, в свою очередь, продемонстрировала техническую осуществимость изготовления RFID-меток из… пластика. В отличие от кремниевых чипов, пластиковые RFID можно просто печатать на пластиковой подложке без использования сложных технологических процессов. Данная разработка, как предполагают ее авторы, поможет сделать радиоидентификационные метки еще популярнее, поскольку их производство станет намного менее затратным. Возможности данного типа RFID впервые были представлены на конференции International Solid-State Circuits Conference (ISSCC), проходившей в США. Изготовленный таким образом чип может транслировать мультибитовый идентификационный сигнал на частоте 13,56 МГц.

И все-таки они уязвимы…

Австралийские исследователи успешно продемонстрировали возможность выводить из строя метки RFID, воздействуя на них радиоволнами с разными частотами. Во время испытаний стандартные метки и считыватели RFID первого поколения теряли работоспособность после того как были перегружены данными. Испытания проходили в университете Эдит Кован в городе Перт и явно сильно испортили настроение приверженцам RFID-технологий. В отчете ученых прямо указано: "В новых метках RFID типа UHF обнаружены уязвимости, и это должно насторожить всех, кто внедряет систему RFID для управления ответственными или связанными с опасностью для человека процессами". Стандартные метки RFID второго поколения также можно вывести из строя, утверждают исследователи. Эти метки устроены сложнее по сравнению с RFID первого поколения и могут работать с четырьмя разными скоростями. Метки RFID обнаруживаются считывателем, когда попадают в зону его действия. Считыватель поддерживает связь с метками, переключаясь между каналами в выделенном диапазоне частот (902-928 МГц). Считалось, что это надежно, так как в случае появления помех считыватель может перейти на другую частоту. Однако в ходе испытаний австралийские исследователи насыщали частотный диапазон, используемый метками, что не позволяло им соединяться со считывателем. В отчете говорится, что использование скачкообразной перестройки частоты не спасает от DoS-атак, так как метки не способны перестраивать частоту самостоятельно. Исследователи продемонстрировали, что с расстояния одного метра можно нарушить связь между метками и считывателями, переводя метку в состояние "ошибки связи". Несмотря на то, что при наличии помех считыватели могут перестраивать частоту в пределах выделенной полосы, метки RFID не могут этого делать, так как воспринимают всю полосу как один канал.

Денис Лавникевич


Компьютерная газета. Статья была опубликована в номере 22 за 2006 год в рубрике технологии

©1997-2022 Компьютерная газета