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在訪問控制和越來越多的傳統(tǒng)應用(如售票)中迅速得到采用。RFID系統(tǒng)一般由單芯片RFID標簽和一個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(shù)據(jù)進行解碼，然后進行適當?shù)牟僮?比如打開門鎖)。RFID標簽類似于條形碼，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，還具有隨著產(chǎn)品在供應鏈上傳輸，自動更新相關信息的能力。

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。它們可以自動征收過橋費和道路費，可以限制接近敏感區(qū)域。最近，RFID標簽開始進入安全性更高的領域，如制藥、無接觸支付、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(qū)的數(shù)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(jù)美國食品與藥品管理局(FDA)統(tǒng)計，假藥的數(shù)量在過去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，每年因此而無辜喪失的生命數(shù)以萬計。

為阻止假藥泛濫，美國佛羅里達州規(guī)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、劑量表、濃度、制造商、批號數(shù)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和地址、每一位用藥者的名稱和地址、鑒定證書、每一位批發(fā)商的聯(lián)絡信息、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的片上存儲器，而且該存儲器必須能配置有多個不同的安全區(qū)域。例如，制造商的ID、制造日期和產(chǎn)品規(guī)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入；零售商的ID不僅可由分銷商寫入，也可以在零售點由被授權人來更新。

這類數(shù)據(jù)及安全密集型應用可能要求6?Kb的片上EEPROM和多達16個不同的用戶區(qū)(圖1)。設計工程師應該注意，對正在開發(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配置能力。絕大多數(shù)標簽的存儲器容量都在2Kb及以下，且通常只有兩個存儲區(qū)。雖然這種存儲密度對動物跟蹤應用來說綽綽有余，但尚不足以滿足跟蹤復雜供應鏈中每個接收環(huán)節(jié)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/寫保護存儲器，以及4到16個存儲區(qū)。

RFID安全性

安全性是RFID系統(tǒng)的一個重要問題，但一直以來，RFID系統(tǒng)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(shù)小時內就可以對這種算法進行破解。

圖2：RFID系統(tǒng)典型安全流程的模塊示意圖。

不過，現(xiàn)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%。在密鑰長度的階乘排列組合數(shù)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，密鑰長度至少為6?位。