Una mirada interna: RFID en el mundo moderno. Parte 1: RFID en la vida cotidiana

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¡Más etiquetas RFID para el dios de las etiquetas RFID!

Desde la publicación del artículo sobre etiquetas RFID ya han pasado casi 7 años. Durante esos años de viajes y estadías en distintos países,he acumulado un gran número de etiquetas RFID y tarjetas inteligentes en los bolsillos: tarjetas protegidas (como permisos o tarjetas bancarias), pases de esquí, billetes de transporte público, indispensables en lugares como los Países Bajos, entre otras cosas.

En resumen, ha llegado el momento de examinar todo este zoológico presente en el KDPV. En una nueva serie de artículos sobre RFID y tarjetas inteligentes continuaré el relato prolongado sobre el mercado, las tecnologías y el funcionamiento interno de los micro-chips, sin los cuales nuestra vida cotidiana ya no sería concebible, desde el control del inventario de productos (por ejemplo, abrigos) hasta la construcción de rascacielos. Además, durante este tiempo han surgido nuevos jugadores (como los chinos) además de los ya conocidos NXP, de los cuales vale la pena hablar.

Como de costumbre, el relato estará dividido en partes temáticas que publicaré a medida que pueda, tenga recursos y acceso a equipos.

Prólogo

Probablemente, es útil recordar que la apertura de etiquetas para mí fue la continuación de mi afición por la microscopía electrónica y el corte del chip de nVidia en ya lejano 2012. En ese artículo breves términos, se revisó la teoría del funcionamiento de las etiquetas RFID, además de despejar y desmontar algunas de las etiquetas más comunes y accesibles en ese momento.

En cuanto a este artículo, probablemente no se puede añadir mucho en la actualidad: siguen siendo los mismos 3(4) estándares más comunes LF (120-150 kHz), HF (13.65 MHz – la gran mayoría de las etiquetas opera en este rango), UHF (en realidad hay dos rangos de frecuencia, 433 y 866 MHz), junto con un par de menos conocidos; los mismos principios de funcionamiento: inducción de señales de radio para alimentar el chip y procesamiento de la señal de entrada para devolver información al receptor.

En general, una etiqueta RFID se ve aproximadamente así: un sustrato, una antena y el propio chip.
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La etiqueta Tag-it de Texas Instruments

Sin embargo, el 'paisaje' de la aplicación de estas etiquetas en la vida cotidiana ha cambiado significativamente.

Si en 2012 el NFC (Comunicación de Campo Cercano) era una cosa extraña en los smartphones, cuya utilidad no estaba clara. Gigantes como Sony, por ejemplo, promovían activamente NFC y RFID como una forma de conectar dispositivos (el altavoz de la primera Sony Xperia que se conecta mágicamente al tocar el teléfono) - ¡Vaya! ¡Contenido impactante!) y cambiar estados (por ejemplo, llegas a casa, pasas el teléfono por la etiqueta, este activa el sonido, se conecta al WiFi, etc.), lo cual, según mi percepción, no tenía mucha popularidad.

En 2019, solo el perezoso no usaba tarjetas inalámbricas (que en gran medida son lo mismo que NFC), teléfonos con tarjetas virtuales (mi hermana exigía enfáticamente NFC en su nuevo teléfono) y otros 'simplificadores' de la vida basados en esta tecnología. RFID se ha convertido en una parte esencial de nuestra vida cotidiana: billetes de autobús desechables, tarjetas de acceso a muchos edificios de oficinas y más, billeteras mini dentro de organizaciones (como, por ejemplo, CamiPro en EPFL) 'y otros, y otros, y otros'.

De hecho, por esta razón se ha acumulado una gran cantidad de etiquetas, cada una de las cuales resulta tentadora para abrir y ver qué hay dentro: ¿qué chip está instalado? ¿está protegido? ¿qué tipo de antena tiene?

Pero todo a su debido tiempo...
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Estos diminutos trozos de silicio han hecho que nuestro mundo sea lo que conocemos hoy

Unas palabras sobre la apertura de las etiquetas

Recuerda que para llegar al chip es necesario realizar un desaprocesamiento del producto utilizando algunos reactivos químicos. Por ejemplo, quitar la envoltura (generalmente, se trata de una tarjeta o etiqueta redonda de plástico, dentro de la cual se encuentra la antena), desconectar cuidadosamente el chip de la antena, limpiar el chip de pegamento/aislante, y en ocasiones eliminar partes de la antena que están fuertemente soldadas a las almohadillas de contacto, y solo entonces ver el chip y su disposición.

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Desaprocesamiento – un sentimiento complejo

En los últimos años, se han mejorado increíblemente los materiales utilizados para fijar los chips. Por un lado, esto ha incrementado la fiabilidad de la fijación del chip y reducido la cantidad de defectos; por otro lado, ahora no se puede limpiar el chip simplemente hirviéndolo en acetona o ácido sulfúrico concentrado para disolver o quemar la materia orgánica. Ahora hay que ingeniare, escogiendo una mezcla de ácidos para eliminar las capas no deseadas sin dañar la metalización del chip.
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Dificultades en el de-procesamiento: cuando el pegamento del chip no se quita bajo ninguna circunstancia... Aquí y en adelante. LM – microscopía láser, OM – microscopía óptica

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O así…

A veces, por supuesto, hay un poco más de suerte y el chip, incluso con la capa aislante, queda relativamente limpio, lo que no afecta mucho la calidad de la imagen:
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NB: El manejo de ácidos concentrados y disolventes debe hacerse en un lugar bien ventilado, ¡o mejor aún, al aire libre! ¡No intentes repetir esto en casa, en la cocina!

Parte práctica

Como ya mencioné al principio del artículo, en cada parte se presentarán diferentes tipos o varias etiquetas: de transporte (transporte público y pases de esquí), protegidas (principalmente tarjetas inteligentes), "cotidianas" y así sucesivamente.

Comencemos hoy con las etiquetas más simples que se pueden encontrar prácticamente en cualquier lugar. Las llamaremos «etiquetas cotidianas», porque se pueden encontrar prácticamente en cualquier sitio: desde el número en un maratón hasta conferencias y entrega de productos.
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Las etiquetas discutidas en este artículo están destacadas con un punto azul.

Etiquetas UHF de largo alcance

Muchos lectores de Habr practican y aman el deporte. En los últimos años ha surgido una tendencia marcada a participar en diversas carreras, medio maratones e incluso maratones. A veces, incluso correr 10 km no es un pecado por la medalla. 10 km no es un pecado correr..

Generalmente, antes del inicio del evento se entrega un número de participante con pequeñas inserciones de espuma en los laterales, detrás de las cuales, ¡oh horror!, se oculta la famosa etiqueta RFID. Los paranoicos definitivamente deben estar alerta al participar en este tipo de eventos. En realidad, no es así. Dado que en competiciones como estas se utiliza la salida masiva, es necesario cronometrar el tiempo de cada participante desde que cruza la línea de salida hasta la meta. Al pasar por un marco especial en forma de puertas de inicio y fin, cada participante inicia y, por lo tanto, detiene un cronómetro invisible.

Las etiquetas se ven aproximadamente así:
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Como ha demostrado la experiencia, incluso en Suiza hay, al menos, dos etiquetas que se utilizan en este tipo de eventos masivos. Se diferencian tanto por las antenas (de manera condicional, estrecha y ancha) como por el dispositivo del chip. Sin embargo, en ambos casos, se trata de un chip común, sin protección, sin ninguna sofisticación y, al parecer, con una pequeña memoria. Y, como ha demostrado la experiencia, además del mismo fabricante - IMPINJ.

Me resulta difícil juzgar si se graba algo en el chip, probablemente solo sirve para la identificación. Si sabe más, ¡escriba en los comentarios!
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Chip de IMPINJ y antena ancha

Esta etiqueta ya ha sido publicada en los análisis de los expertos. Puede leer más sobre la etiqueta Monza R6 del fabricante estadounidense IMPINJ aquí (pdf).
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LM (izquierda) y OM (derecha) imágenes a 50 aumentos.
Se puede descargar la imagen HD aquí

Otro tipo de seguimiento del tiempo parece un poco más complejo que el chip Monza R6, además, el chip no tiene ninguna marca, por lo que es difícil compararlos.
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Chip 'OVNI' de un fabricante 'desconocido'

Como se descubrió durante las investigaciones alrededor de este chip: el fabricante es el mismo - IMPINJ, y el nombre en clave del chip es Monza 4. Puede leer más aquí (pdf)
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Etiquetas de campo cercano en transporte y logística

Sigamos adelante, las etiquetas RFID se utilizan con éxito en el transporte y la logística para la contabilización automatizada/semiautomatizada de mercancías.

Por ejemplo, cuando pedí unas gafas RayBan, dentro de la caja había una etiqueta RFID similar. El chip está marcado como SL3S1204V1D de 2014 y fue fabricado por NXP.
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Una de las dificultades de trabajar con RFID modernos es despegar el chip del pegamento y el aislamiento...

Puedes leer información sobre la etiqueta. aquí (pdf). La clase/estándar de la etiqueta es - EPC Gen2 RFID. Por cierto, al final del documento es curioso observar el change log que demuestra en parte el proceso de lanzamiento de la etiqueta al mercado. Entre las aplicaciones se encuentra la gestión de inventarios en retail y moda. Por lo tanto, la próxima vez que compres algo relativamente caro (200$+), presta atención, tal vez también encuentres una etiqueta similar.
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HD decidió no hacer...

Otro ejemplo es una caja (aunque ya no recuerdo de dónde apareció), en cuya parte interna había una etiqueta "de producto" pegada.
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Lamentablemente, no encontré documentación específica para este chip, sin embargo, en el sitio web de NXP hay un pdf sobre el chip gemelo SL3S1203_1213. El chip está fabricado bajo el estándar EPC G2iL(+) y aparentemente tiene protección contra interferencias. Funciona de manera muy simple: la ruptura del puente OUT-VDD activa una señal y la etiqueta deja de funcionar.

¿Tienes algo que añadir? ¡Escribe en los comentarios!
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Conferencias y exposiciones

Un caso típico de aplicación de RFID para la rápida identificación de personas son las diferentes insignias en conferencias, exposiciones y otros eventos. En este caso, el participante no necesita dejar su tarjeta de visita ni intercambiar contactos de la manera tradicional, solo necesita acercar la insignia al lector y toda su información de contacto se transfiere al contraparte. Además de la tradicional inscripción y entrada a la exposición.

Dentro de la etiqueta que obtuve tras la exposición de la industria IMAС, había una antena redonda con un chip de NXP MF0UL1VOC, es decir, una nueva generación de MIFARE. Puedes encontrar información detallada aquí (pdf).
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Uno de los ejemplos característicos de uso de insignias inteligentes en la exposición IMAС
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Se puede descargar la imagen HD aquí

Por cierto, para aquellos interesados en ver tanto la parte de hardware como la de software de la etiqueta, a continuación se presentarán capturas de pantalla del programa NFC-Reader, donde también se puede ver el tipo y clase de la etiqueta, la cantidad de memoria, cifrado y más.
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Inesperadamente, chip protegido

En conclusión, quiero mencionar la última etiqueta, que fue analizada en la primera cohorte de etiquetas "cotidianas". La obtuve de mi tiempo de colaboración con Prestigio. El propósito principal de la etiqueta es realizar alguna acción preestablecida, como encender luces o iniciar la reproducción de música en el ecosistema de un hogar inteligente. Cuál fue mi sorpresa al descubrir que, primero, abrirla resultó ser todo un entretenimiento, y, segundo, dentro me esperaba una sorpresa: un chip completamente protegido.
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Bueno, tendré que dejarlo para un mejor momento, cuando se trate de chips protegidos; volveremos a ello. Por cierto, a quienes les interese conocer más sobre las posibilidades de protección y uso de RFID en diferentes áreas, recomiendo esta presentación relativamente reciente.

En conclusión

Aún no hemos terminado con las etiquetas "cotidianas"; en la segunda parte nos espera un sorprendente mundo de RFID chino, e incluso con chips chinos. ¡Estén atentos!

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Fuente: habr.com

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