如何定義RFID標簽和讀卡器

作為在供應鏈上跟蹤產(chǎn)品的一種手段，RFID在訪(fǎng)問(wèn)控制和越來(lái)越多的傳統應用(如售票)中迅速得到采用。RFID系統一般由單芯片RFID標簽和一個(gè)RFID讀卡器組成，標簽上集成了射頻前端、存儲器和控制器，RFID讀卡器可對標簽上的數據進(jìn)行解碼，然后進(jìn)行適當的操作(比如打開(kāi)門(mén)鎖)。RFID標簽類(lèi)似于條形碼，但它們是以電子方式存儲產(chǎn)品信息。最新的RFID標簽除了具有安全特性外，還具有隨著(zhù)產(chǎn)品在供應鏈上傳輸，自動(dòng)更新相關(guān)信息的能力。

RFID標簽可用于跟蹤從家庭寵物、家畜到高端電子產(chǎn)品的所有物品。它們可以自動(dòng)征收過(guò)橋費和道路費，可以限制接近敏感區域。最近，RFID標簽開(kāi)始進(jìn)入安全性更高的領(lǐng)域，如制藥、無(wú)接觸支付、貨運安全以及電子護照等。

這些信息應用和安全密集型應用必須采用新的標準來(lái)定義RFID標簽和讀卡器。這種標準包括：標簽上存儲器的可用性、加密算法的魯棒性、標簽上不同信息區的數目和安全性。

存儲密度和配置能力

RFID標簽必須能夠支持更精確的跟蹤機制。以制藥業(yè)為例，據美國食品與藥品管理局(FDA)統計，假藥的數量在過(guò)去5年中增加了10倍。在最壞的情況下，假藥甚至可能危及病人的生命。制造商在藥片上的 標記可?逼真地復制，達到以假亂真的效果。包裝上的條形碼雖然可以提供一些額外的信息和安全措施，但也很容易被掃描和復印。估計全球有10%的處方藥是假藥，每年因此而無(wú)辜喪失的生命數以萬(wàn)計。

為阻止假藥泛濫，美國佛羅里達州規定，從2006年7月1日起，處方藥必須具有紙面的藥歷檔案，包含藥品的名稱(chēng)、劑量表、濃度、制造商、批號數量、相應的發(fā)票/付運/轉賬憑單號、交易日期、每一位所有者的名稱(chēng)和地址、每一位用藥者的名稱(chēng)和地址、鑒定證書(shū)、每一位批發(fā)商的聯(lián)絡(luò )信息、確認該藥歷檔案信息準確完整性的簽名或宣誓，以及制造商的跟蹤號碼等信息。美國加利福尼亞州要求從2009年1月1日起，藥品必須具備電子藥歷檔案，其它各州也將紛紛效仿。

對目前市面上眾多的RFID標簽而言，要跟蹤如此多的信息非常困難，這不僅要求容量可觀(guān)的片上存儲器，而且該存儲器必須能配置有多個(gè)不同的安全區域。例如，制造商的ID、制造日期和產(chǎn)品規格等信息應該是所有人都可以讀取，但只有制造商才能夠寫(xiě)入；零售商的ID不僅可由分銷(xiāo)商寫(xiě)入，也可以在零售點(diǎn)由被授權人來(lái)更新。

這類(lèi)數據及安全密集型應用可能要求6?Kb的片上EEPROM和多達16個(gè)不同的用戶(hù)區(圖1)。設計工程師應該注意，對正在開(kāi)發(fā)的應用而言，標簽供應商是否提供足夠的存儲密度和用戶(hù)配置能力。絕大多數標簽的存儲器容量都在2Kb及以下，且通常只有兩個(gè)存儲區。雖然這種存儲密度對動(dòng)物跟蹤應用來(lái)說(shuō)綽綽有余，但尚不足以滿(mǎn)足跟蹤復雜供應鏈中每個(gè)接收環(huán)節信息的要求。

圖1：Atmel提供一系列RFID標簽，帶有從6?b只讀存儲器到6?
k位讀/寫(xiě)保護存儲器，以及4到16個(gè)存儲區。

RFID安全性

安全性是RFID系統的一個(gè)重要問(wèn)題，但一直以來(lái)，RFID系統的安全性(一般由標簽和標簽讀卡器供應商提供)仍遠遠不夠(圖2)。如今的大部分RFID標簽都采用老舊的帶48位密鑰的加密算法，利用筆記本電腦在數小時(shí)內就可以對這種算法進(jìn)行破解。

圖2：RFID系統典型安全流程的模塊示意圖。

不過(guò)，現在的狀況有了改善。一些RFID供應商推出了能支持帶6?位密鑰的高級加密算法的標簽和讀卡器。從48位密鑰發(fā)展到6?位密鑰，安全性能的提升不僅僅是50%。在密鑰長(cháng)度的階乘排列組合數目方面，6?位算法比48位算法多出6?,000倍，因此，6?位密鑰的破解難度更大。設計人員應該選擇能提供有效、安全的加密算法的標簽，密鑰長(cháng)度至少為6?位。