ВСТУП до RFID

Метою моєї науково-дослідної роботи є створення системи контролю і обмеження доступу в приміщення на основі безконтактного зчитування і ідентифікації радіо-частотних міток(RFID).

RFID - це технологія, що дозволяє передавати і отримувати інформацію від об'єктів, що ідентифікуються, по радіоканалу, не вимагає наявності прямої видимості або фізичного контакту між зчитувачем і ідентифікатором.

Завдяки наявності цих двох незаперечних переваг перед іншими, RFID поступово витісняє такі «відмираючі» технології ідентифікації, як штрих-кодування і магнітні карти.

RFID-ідентифікатори не тільки зручніші в застосуванні, але і можуть зберігати в собі більше інформації, дозволяють використовувати різні системи кріптованія даних для захисту від копіювання і фальсифікації.

На даному етапі RFID технології інтенсивно розвиваються і охоплюють все нові сфери життя людей і суспільної діяльності в цілому. Це, в принципі, і обусловлює зростаючу відповідальність, яка покладається на методи радіочастотної ідентифікації. Росте потреба в розробках нових методів шифрування даних, в розробках і удосконаленні каналів асинхронної передачі даних, у використанні більш захищених алгоритмів кодування.

Огляд існуючих розробок

Захист автомобільних причепів від угонов

У Великобританії широко поширені автомобільні причіпні будиночки-фургони типу «caravan». Щорічно їх продається до 24 000 штук за ціною від 6 до 25 тисяч фунтів стерлінгів. Їх збереженням в першу чергу стурбовані страхові компанії, тому описана нижче захисна схема для автовласників реалізована безкоштовно. При виготовленні кожному будиночку-фургону привласнюється унікальний ідентифікаційний код VIN, що складається з 17 буквено-цифрових знаків. Цей код реєструється при продажі разом з даними про власника будиночка в спеціальній асоціації, що складається з 35 фірм-виробників фургонів, 100 ділерських компаній і 550 автостоянок.

З 1998 року упроваджена схема маркіровки будиночків. Ідентифікаційний код VIN методом хімічного травлення наноситься на всі стекла з одночасним дублюванням цієї інформації в пам'яті радіочастотної мітки. Пасивна радіочастотна мітка типу WORM розробки компанім TIRIS (Texas Instruments, Northamptron, UK) має розміри кредитної карти і забезпечена програмованою пам'яттю ємкістю 1360 біт (близько 170 буквено-цифрових знаків).

Мітка встановлюється усередині фургона при збірці на заводі. Дані про власника одноразово записуються в пам'ять WORM у момент продажу, і після цього вже не можуть бути змінені. Якщо навіть викрадач фургона замінить всі стекла на інших з власною графіровкой, він не зможе змінити код транспортного засобу VIN і дані про власника в пам'яті радіочастотної мітки. У свою чергу ця інформація прочитується з мітки дистанційно при русі фургона мимо поста дорожньої поліції. Якщо дані про угін є в поліцейському комп'ютері, тривожний сигнал буде виданий автоматично. Знову ж таки, якщо код VIN на склі фургона не відповідає даним ліченим з радіочастотної мітки, автовласник порушить увагу поліції.

Контроль руху суспільного транспорту

Італійська компанія, що здійснює перевезення пасажирів суспільним траспортом в м. Туріні (Італія), ввела в дію систему контролю за рухом тих, що належать їй - 900 автобусів і 300 трамваїв. У ній використовуються пристрої RFID розробки Confident, TAGMASTER і Kista (Швеція). Турін став третім італійським містом, яке придбало вказану систему.

Невеличка радіочастотна мітка встановлюється на кожному автобусі і трамваї. При поверненні автобуса з маршруту центральний комп'ютер (звичайна «персоналка») по сигналу, ліченому з мітки, автоматично реєструє дату і час прибуття.

При виході на маршрут реєстрація повторюється, при цьому водій бачить свій ідентифікаційний номер, номери автобуса (трамвая) і маршруту, що відображаються на великому екрані біля воріт парка. Водієві не потрібно зупинятися або проїздити в безпосередній близькості від зчитувача: міткі, що працюють в частотному діапазоні 2,45 Ггц, дозволяють зчитувати з них інформацію на відстані до 6 метрів. Система дозволяє оптимально планувати завантаження водіїв автобусів і трамваїв і контролювати своєчасність виходу на маршрут і повернення з маршруту.

Електронна маркіровка товарів у торгівлі

Компанія Sainsbury's Supermarkets (Великобританія), що володіє мережею з 381 супермаркету, ухвалила рішення про електронну маркіровку товарів. Використовується технологія радіочастотної ідентифікації CHECKPOINT SYSTEMS (Harlow, UK). Малорозмірні мітки RFID завтовшки з лист паперу запресовуються в упаковку товарів ще на етапі їх виробництва. У магазинах встановлені детектори захисту від крадіжок на входах і виходах торгівельного залу. Детектори виявляють присутність радіочастотної мітки і видають сигнал тривоги. Дезактиватори міток розташовані у касира.

Стандартні сканери штрихового коду 2010 серій Scantech (Голландія) спеціальним чином допрацьовані і дозволяють замість традиційних двох послідовних операцій зчитування коду товару з подальшим зняттям захисту виконувати одну, об'єднуючу обидві вказані функції. Система довела свою ефективність. В першу чергу маркіруються товари з групи риски (найбільш схильні до крадіжок), а також товари в дорогих секціях. Маркіровані і немаркіровані товари не відрізняються на вигляд (видно тільки штриховий код, але невідомо, чи запресована мітка в упаковку і в якому місці). Застосування вказаної схеми скорочує час роботи касира і загальну кількість контрольного устаткування в торговому залі. Планується перевести все 100% товарів на маркіровку радіочастотними мітками.

Схожа система під найменуванням «Альбатрос» розробляється для торгової компанії El Corte Ingles (Іспанія) за технологією фірми PHILIPS. Використовуються мітки типу R/w з внутрішньою пам'яттю 512 біт, в якій розміщується унікальний номер мітки (64 біт) і місце для інформації користувача (384 біт). Дані гарантовано зберігаються в пам'яті протягом 10 років. Розміри міток - 5х5 см, ефективна дальність до зчитувача - 1,2 м, робоча частота 13,56 Мгц, швидкість роботи зчитувача - 20 міток в секунду. Реалізована функція антиколізії: мітки однотипних товарів селектіруются і не змішуються в обліковій системі. Для боротьби з крадіжками з двох сторін проходу в зал встановлюються антени зчитувача (всього 2), при цьому ширина проходу досягає 1,5 метра.

Контоль доступа

За даними журналу «IT Reseller» від загальної кількості проданих в Європі систем RFID 16% складають системи контролю доступу. Схеми роботи достатньо прості: радіочастотна мітка з даними співробітника є по суті електронним пропуском, виготовленим у вигляді брелока для ключів, фірмового значка, браслета або навіть циферблату для наручного годинника («Stid» FRANCE). Зчитувачі радіочастотних міток встановлюються на турнікетах при вході в будівлю компанії, а також на дверях приміщень з обмеженим доступом співробітників. Достатньо тільки мати при собі електронний пропуск, щоб код був злічений, перевірений комп'ютером, звірений із списком співробітників, яким дозволений допуск і одночасно з автоматичним відкриттям дверей відмічений в пам'яті комп'ютера з вказівкою посади, прізвища і ініціалів співробітника, а також дати і часу проходу. Недоліком системи може бути прохід групи по одному пропуску, який усувається установкою турнікетів і візуальним контролем з боку служби спостереження.

Перелік вирішуваних у роботі завдань ( + новизна і ін.)

У технологіях RFID безперечно багато достоїнств, проте слід усвідомлювати той факт, що сфера її застосування може бути різноманітною. Більш того, одна і та ж мітка може бути ключем до одній або декількох різних дверей, ключем запалення Вашого автомобіля і навіть інструментом оплати товарів та послуг. Природно, що такі важливі речі приводять нас до питання про безпеку, збереження і захист свого майна і особистого життя в цілому.

Якщо ми говоримо про використання RFID-ключей для контролю і обмеження доступу в приміщення, то найбільш важливі і значущі проблеми, які належить вирішувати в роботі це:

- Понизити «скануємость» і підвищити захищеність радіочастотних міток від копіювання. Вибір і/або розробка системи кодування, що дозволяє захистити мітку від копіювання яким-небудь сканером.

- Забезпечити одночасне зчитування. Одночасне зчитування декілька міток без вживання додаткових заходів і введення додаткових розробок може привести до того, що сигнали двох міток будуть накладатися один на іншій.

- Вивчити схильність перешкодам у вигляді електромагнітних полів Системи RF ідентифікації можуть бути чутливі до перешкод у вигляді електромагнітних полів. Тому необхідно ретельно проаналізувати умови, в яких система RFID експлуатуватиметься і виробити необхідні заходи протидії.

- Врахувати вплив електромагнітного поля на здоров'я людини. Самі радіочастотні мітки не представляють ризик для здоров'я, оскільки 99,9% часу вони не активні. А ось зчитувачі є випромінювачем електромагнітного поля, вплив якого, у свою чергу, є предметом багатьох суперечок і дискусій дослідників всього світу.

Розробки у сфері безпеки RFID

Теоретичні завдання забезпечення безпеки RFID

Високі технології, які використовує суспільство в першу чергу повинні бути безпечні для цього суспільства. Слід розробити рішення і не допустити, щоб RFID можна було б використовувати на шкоду своєму споживачеві. Із цього приводу ведеться багато діськусий і шукаються конкретні як технічні, так і алгоритмічні рішення. Але теоретично всі дослідження виходять з основних теоретичних способів «злому»: Один з таких експериментів описаний в статтіVulnerabilities in First-Generation RFID-enabled Credit Cards (Thomas S. Heydt-Benjamin, Daniel V. Bailey, Kevin Fu, Ari Juels, and Tom O'Hare).

Приховане зчитування Такий тип атаки припускає, що мітка може відгукуватися на зчитування від стороннього зчитувача. Тобто в простому варіанті - хтось може на відстані декількох метрів зчитувати інформацію зі всіх RFID-меток у Вашій кишені. Звичайно не 100%, але дуже ефективний і очевидний варіант - додати кнопку активації на саму мітку (кнопку на ризрив ланцюга живлення). Ще один варіант - зменшити діапазон зчитування. Для того, щоб захистити інформацію не тільки апаратним, але і програмними методом пропонується закривати доступ до кожного сектора індивідуальною парою ключів.

Підслуховування Даний тип атаки полягає у звичайнї записі всіх вихідних даних RFID-метки, для подальшого еммулюванія даної мітки. Тому слід використовувати яку-небудь систему з змінним ключем доступу. Наприклад «three-pass authentication». Алгоритм такої системи виглядає так: