9.7. Радиочастотная идентификация (rfid-системы)

Изначально, технология RFID использовала диапазон низких частот, поэтому LF (Low Frequency) – технология, принятая для самого старого варианта RFID, которая использовалась главным образом в производстве и сельскохозяйственных направлениях деятельности. ISO 11784 и ISO 11785 - два широко распространенных стандарта в области низких частот (125 кГц), которые широко использовались и используются в области идентификации и слежения за животными. При этом ISO 11784 определяет структуру данных признака животных (в этом стандарте, животные могут быть идентифицированы кодом страны и уникальным национальным удостоверением личности). ISO 11785 был посвящен техническим аспектам коммуникации.

Но в скором времени развитие самой технологии (выход на новые частоты) и областей ее применения (структура данных, протоколы обмена) настолько ускорило темп, что число стандартов ISO значительно выросло (таблица 3).

Таблица 3. Стандарты ISO/IEC в области RFID

В настоящее время для каждого из выделенных частотных диапазонов действуют свои стандарты со своей степенью проработки. В настоящее время выделяются следующие диапазоны частот, для которых существуют международные стандарты ISO: 125-135 кГц, 860-930 МГц, 13.56 МГц и 2.45 ГГц (диапазоны 5.8 ГГц и 433.22 МГц в настоящее время практически не используется). На каждом из выделенных диапазонов работают приложения и прикладные системы, схожие по функциям (Таблица 4).

Таблица 4. Стандарты ISO по частотному диапазону

Ниже приведены параметры, соответствующие наиболее распространённым стандартам RFID для HF-диапазона частот.

Таблица 5. Стандарты ISO по частотному диапазону

Кроме широко известных стандартов ISO, широкое распространение и популярность получили стандарты EPC Global. EPC Global стала заниматься стандартизацией после того, как основанная в 1999 году при Массачусетском университете Auto ID Labs, занимавшаяся вопросами определения стандартов в области сверхвысоких частот (UHF), закрылась в октябре 2003 года. Чтобы завоевать рынок и быть понятной потребителям RFID компания EPC Global начала с того, что выделила определенные функциональные группы меток, назвав их классами. Еще при Auto ID Labs были выделены следующие группы (классы):

• Класс 0. Группа пассивных меток для идентификации объекта (Passive Identity Tag). Эти метки содержат только так называемый «электронный код продукта» (Electronic Product Code, EPC) в неизменяемом виде и использующий проверку CRC для обнаружения ошибок.

• Класс 1. Группа пассивных меток с функциональными возможностями (Passive Functional Tag). Эта большая группа меток содержит все метки, имеющие какие либо дополнительные функции, отличающие их от первой группы. Примером таких функции могут быть перезаписываемый EPC, шифрование данных и т.п.

• Класс 2. Группа «полупассивных» меток (Semi-Passive Tag). К этой группе были отнесены все метки, использующие дополнительно источник питания. При этом основным источником питания должен являться считыватель, а точнее, излучаемая им энергия.

• Класс 3. Группа активных меток (Active Tag). Эти метки содержат встроенный источник питания, полностью обеспечивающий метку необходимой энергией вне зависимости от считывателя.

• Класс 4. Группа активных RFID-меток (RFID Tag). Эти метки не только содержат встроенный источник питания, но и набор определенной логики, позволяющей метке обмениваться данными с такой же меткой или обычным считывателем.

В настоящее время существует два поколения стандартов EPC (Generation 1, Generation 2). В первом поколении были определены только метки класса 0 и класса 1(Class 0, Class1). Метки класса 0 (C0g1) программировались во время изготовления и получали атрибут «только чтение («R/O»). В метки класса 1 (C1g1) информация могла быть записана пользователем только один раз, они получили атрибут «одна запись, множественное чтение («WORM»). Класс 0 и класс 1 имеют различные протоколы для работы со считывателем. Следует упомянуть и о модификациях классов, которые поддерживаются так называемыми «открытыми» стандартами EPC Global.. Наиболее широко используемые модификации это класс 0+ (С0+g1) –отличается размером памяти (96 бит вместо принятых изначально 64 бит) и класс 1b (С1bg2), где всего 128 бит, 96 (код EPC) из которых доступно для многократной записи.

Толчком к созданию меток класса 2 поколения послужил спрос на метки, содержащие большее количество информации и имеющие возможности множественной записи («WMRM»). Ответом EPC Global стали метки первого поколения класса 2 (C2g1), поддерживающие оба протокола обмена данными со считывателем.

Однако, развитие RFID-технологий шло такими высокими темпами, что в 2003 EPC Global, чтобы угнаться за столь быстро развивающейся отраслью начинает выпускать второе поколение стандартов. Чтобы избежать проблем, возникающих при работе с метками первого поколения, EPC Global ввела общий протокол обмена данными для всех продуктов второго поколения. Протокол изначально разрабатывался для меток класса 1 второго поколения, но должен быть пригоден для работы с разрабатываемыми в перспективе классами (планируется создать метки класса 2, 3 и 4).

В настоящее время, метки класса 0 и класса 1 доступны для коммерческого использования. 96-битовый EPC обеспечивает уникальные идентификаторы для 268 миллионов компаний. Каждый изготовитель может иметь 16 миллионов классов объекта и 68 миллиардов регистрационных номеров в каждом классе. Есть и новые схемы нумерации, которые начинаются 128-битовыми и 256-битовыми регистрационными номерами, чтобы обеспечить совместимость с новыми выпускаемыми стандартами второго поколения.

Сеть EPC, или как ее еще называют UCCNET, отслеживает теговые объекты EPC, в процессе их движения через цепь поставки из источника к потребителю. Сеть EPC состоит из следующих основных компонентов, которые используются в системе стандартов:

• ONS (Object Naming Services) -службы именования объектов, аналог DNS (Dynamic Named Services) типичной компьютерной сети. Каждый признак EPC привязан к детальной информации об объекте через локальную сеть (LAN) или Web

• Savant - технология программного обеспечения, служащая «нервной системой» для сети, управляющая потоком данных между метками и считывателями.

• PML (Physical Markup Language) – язык физического обозначения, поднабор из XML-языка, который был определен как стандартная платформа развития для сети EPC

Индустрия RFID быстро движется вперед, расширяя текущие стандарты и создавая новые, требуемые для международного внедрения технологии. ISO - глобальная власть в области стандартизации, и EPC Global - главная сила на рынке RFID, располагающая большой поддержкой промышленности и потребителей, в настоящее время больше соперничают, чем сотрудничают, что приводит к малоэффективной политике управления мировыми стандартами. Так, в настоящее время, стандарты EPC Global охватывают следующие области (Таблица 6).

Таблица 6. Стандарты EPC Global

Наиболее интересны стандарты EPC Global второго поколения (Gen 2), позиционируемые компанией как единый мировой стандарт.

Gen 2 – результат процесса стандартизации, управляемого EPC Global, дочерней компанией Uniform Code Council и EAN International, международных организаций по стандартизации, ответственных за широкое внедрение штрих-кода (Universal Product Code UPC). Так Symbol - член-учредитель EPC Global, поддерживает обе технологии Gen 1 и Gen 2, выпуская считыватели, которые уже сейчас можно программно перевести на Gen 2, и метки Gen 2, которые скоро поступят в продажу.

Ожидается, что протокол EPC Global Gen 2 станет лидирующим стандартом для RFID с рабочей частотой систем в UHF диапазоне 900 МГц, который преодолевает многие ограничения решений EPC Global Class 0 и Class 1 первого поколения.

Gen 2 представляет собой концепцию с улучшенными качествами и стандартами работы, такими как функционирование нескольких считывателей в непосредственной близости друг от друга, соответствие всем нормам мировых регулирующих органов, высокий уровень качества считываемости меток, высокая скорость считывания, возможность многоразовой записи информации на метки и повышенный уровень безопасности.

Радиоканальное устройство позволяет считывать идентификационный код на большом расстоянии, но может быть легко взломано, как любое устройство, работа которого основана на использовании радиочастот. Поэтому есть необходимость применения схем «блуждающих» кодов.

Карта со встроенным чипом и контактами для считывателя, хорошо защищена от взлома. В последнее время применяется не слишком часто. Считыватели радиоканальных карт установлены на предприятиях, засекреченных менее основательно, нежели вышеозначенные. Это самые распространенные объекты, безопасность которых, несомненно, важна, но скорее на бытовом, нежели на государственном уровне. Существуют различные протоколы передачи информации, используемые при работе радиоканальных считывателей: Em-Marin, Deis-ter, Hitag1/Hitag2, HID. Все они предполагают использование при работе частоты в 125 кГци при проведении сеанса связи между считывателем и картой передают в открытом виде UIN карты. Основной сильной стороной считывателей, основывающихся на работе с радиоканалами, это отсутствие задержек при идентификации, работа на расстоянии от 0 до 1 метра, невысокая стоимость и предельная простота в обслуживании. Но простой доступ к радиоканалу в момент открытой передачи UIN позволяет легко перехватить эту информацию, которую позже можно будет использовать для незаконного доступа на объект. В этом случае может использоваться функция запрета повторного прохода. Это может стать проблемой для личностей, планирующих несанкционированный визит, однако от копирования карты и ее дальнейшего использования злоумышленником не защитит. В целях обеспечения безопасности именно от копирования идентификационных данных используется новая Smart-технология. Для сеанса связи между считывателем и Smart-картой и используется частота 13,56 МГц. Smart-протоколы бывают следующих видов: Legic, Mifare, iC-lass. Общей особенностью перечисленных протоколов является то, что каждая Smart-карта оснащена встроенной памятью с несколькими секторами и вычислительным процессором. Чем выше частота передачи, тем больше скорость обмена данными между считывателем и картой. Плюс к тому, в отличие от обыкновенного радиоканального считывателя, обмен данными происходит в три этапа, каждый из которых представляет собой посылку разнообразной по содержанию информации. Это препятствует копированию идентификационного номера карты. Например, карта стандарта Mifare при попадании в рабочее поле Smart-считывателя отправляет ему не только UIN, но и случайное число. Считыватель отправляет обратно в карту обработанное число; такой обмен происходит еще раз. После второго вычисления со считывателя на контроллер УПУ направляется номер карты, который, в случае совпадения с данными контроллера, служит ключом для пропускного устройства. Исходная информация для вычислений меняется раз от раза. Таким образом гарантируется подлинность карты стандарта Mifare, а не использование ее копии. Исходя из этого, можно сказать, что копирование данных путем вторжения в радиоканал будет бесполезным. Причем из-за разбиения памяти на сектора Smart-карты могут обеспечивать доступ к различным отделам и помещениям охраняемого объекта: ведь ту информацию, которая в случае радиоканальной идентификации пришлось бы записывать на разные карты, в памяти Smart-карты разносятся в разные сектора. Контроллеры таких систем контроля и управления доступом при этом могут быть не связаны между собой. Когда система состоит из автономных контроллеров, Smart-карта связывает оператора СКУД и недоступные для него пункты доступа. Оператор может внести изменения в Smart-карту, а не в удаленный контроллер. Такая централизованность позволяет экономить человеческие и материальные, а также временные ресурсы. Еще эта характеристика Smart-карт может обеспечивать системность СКУД и связывание их в единую сеть с единым головным рабочим местом оператора, которая может быть значительно разнесена по пространственным характеристикам. Таким образом, можем сделать следующие выводы: по результатам нашего анализа особенностей радиоканальной, биометрической и Smart-технологий обеспечения безопасности объектов, выбор требуемой системы контроля и управления доступом должен основываться на уровне требований к безопасности охраняемого объекта. Радиоканальные карты удобны для использования на предприятиях с большим количеством работников, имеющих доступ в закрытую зону, а также с требованиями в плане безопасности, близкими к стандартным, так как они наименее хорошо защищены от перехвата данных и передачи. Smart-технологии обеспечивают большую безопасность, но все же они не гарантируют невозможность передачи карт посторонним лицам. Биометрические же системы необходимо применять на объектах с высокой секретностью, так как могут наиболее достоверно идентифицировать личность входящего там, где их применение в связи с высокой стоимостью аппаратуры будет оправдано.