🥇Pilguheit seestpoolt: RFID tänapäeva maailmas. Osa 1: RFID igapäevaelus

Rohkem RFID-silte RFID-siltidele!

Alates artikli avaldamisest RFID-siltide kohta on möödunud juba peaaegu 7 aastat. Selle aasta jooksul, reisides ja viibides erinevates riikides,, on taskutesse kogunenud tohutult RFID-silte ja nutikaarte: kaitstud kaardid (näiteks load või pangakaardid), suusapassid, ühistranspordi piletid, ilma milleta ei saa näiteks Hollandis hästi hakkama, ja muud.

Ühesõnaga, kogu selle loomade kollektsiooni, mis on esindatud KDPV-l, on aeg selgusele jõuda. Uues artiklite seerias RFID ja nutikaartide kohta jätkan pikale veninud narratiivi turust, tehnoloogiatest ja tõeliselt mikro-kiipidest, ilma milleta ei saa meie igapäevaelu enam ette kujutada, alates kaubavoogude jälgimisest (näiteks karusnahkadest) kuni pilvelõhkujate ehitamiseni. Lisaks on selle aja jooksul tulnud uusi mängijaid (näiteks Hiina) peale kulunud NXP, kellest tasub rääkida.

Nagu tavaliselt, jaguneb narratiiv temaatiliste osadeks, mille ma oma võimete ja varustuse kättesaadavuse järgi järk-järgult avaldan.

Eessõna

Niisiis, on võib-olla mõistlik meenutada, et märgiste avamine oli minu jaoks jätk minu hobi, milleks oli elektrooniline mikroskoopia ja lõikamine nVidia kiibist kaugelt aastast 2012. Sel aastal selles artiklis käsitleti möödaminnes RFID-märgiste tööteooriat ning avati ja analüüsiti mitmeid tol ajal kõige levinumaid ja ligipääsetavamaid märke.

Sellele artiklile pole võib-olla tänapäeval suurt midagi lisada: endiselt on olemas 3(4) kõige levinumat standardit, LF (120-150 kHz), HF (13,65 MHz – enamik märke töötab selles vahemikus), UHF (tegelikult on siin kaks sagedusvahemikku: 433 ja 866 MHz), millele järgneb veel paar vähem tuntud standardit;samad tööpõhimõtted – kiibistiku toitmine raadiosagedustega ja sisendsignaali töötlemine, et edastada teavet tagasi vastuvõtjale.

Üldiselt näeb RFID-märgistus välja umbes nii: alus, antenn ja ise kiip.

Tag-it märgis Texas Instrumentsilt

Siiski on oluliselt muutunud nende märkide kasutamise ''maastik'' igapäevaelus.

Kui 2012. aastal oli NFC (Lähivälja side) oli nutikas asi nutitelefonis, mille kasutamise võimalused olid segased. Sellised hiiglased nagu Sony edendasid aktiivselt NFC-d ja RFID-d, et seadmeid ühendada (esimene Sony Xperia kõlar, mis ühendub maagiliselt telefoni puudutamisel – Vau! Šokeeriv sisu!) ja muutma olekuid (näiteks, kui koju tulles puudutad märgist, lülitab telefon heli sisse, ühendub WiFi-ga jne), mis, nagu mulle tundub, ei leidnud erilist populaarsust.

Kuid 2019. aastaks ei olnud keegi, kes ei kasutaks traadita kaarte (olgu see sama NFC suures plaanis), nutitelefone virtuaalsete kaartidega (õde nõudis oma telefoni vahetamisel jõuliselt NFC-d) ja muid elu «lihtsustajaid», mis põhinevad sellel tehnoloogial. RFID-st on saanud lahutamatu osa meie igapäevaelust: ühekordsed bussipiletid, kaardid paljude kontorite ja teiste hoonete sissepääsuks, minikassad organisatsioonides (näiteks CamiPro EPFL-is) «ja muud, ja muud, ja muud».

Seetõttu on kogunenud nii palju silte, millest igaüht tahaks lahti teha ja vaadata, mis seal sees on: kelle kiip on paigaldatud? kas see on kaitstud? milline antenn on seal?

Aga räägime kõigest omamoodi…

Just need pisikesed silikoonitükid on loonud meie maailma selliseks, nagu me seda täna tunneme.

Mõned sõnad silte avamise kohta

Kordan, et kiibini jõudmiseks tuleb toote dekoodamiseks kasutada teatud keemilisi aineid. Näiteks eemaldada ümbris (tavaliselt on see kaart või ümmargune plastikkate, mille sees on antenn), hoolikalt eraldada kiip antennist, puhastada kiip liimist/isolatsioonist, mõnikord eemaldada antenni osi, mis on tihedalt kinnitatud kontaktpindadele, ja alles siis näha kiipi ja selle kompositsiooni.

Dekoodamine on keeruline tunne

Viimastel aastatel on märkimisväärselt paranenud materjalid, mida kasutatakse kiipide kinnitamiseks. Ühelt poolt on see suurenenud kiibi kinnituse usaldusväärsust ja vähendanud defekte; teisalt, lihtne keetmine atsetoonis või kontsentreeritud väävelhappes, et orgaanikat lahustada või põletada, ei aita kiipi enam puhastada. Peame leidma keerulisi lahendusi, valima hapete segu, et eemaldada mittehaalduvad kihid, kuid samas mitte kahjustada kiibi metalliseerimist.

Dekompleksimise raskused: kui kiibi liim ei eemaldu mingitel tingimustel... Siin ja edaspidi LM – lasermikroskoopia, OM – optiline mikroskoopia

Või nii...

Mõnikord on loomulikult natuke rohkem õnne ja kiip, isegi isoleeriva kihi korral, osutub suhteliselt puhtaks, mis ei mõjuta pildi kvaliteeti oluliselt:

NB: Kontsentreeritud hapete ja lahustitega töötamine peaks toimuma hästi ventileeritavas ruumis, veel parem õues! Ärge proovige seda kodus, köögis!

Praktiline osa

Nagu ma juba artikli alguses märkisin, esitleme igas osas eraldi tüüpe või mitmeid silte: transpordilised (üleriigilised transpordivahendid ja suusakaardid), kaitstud (peamiselt nutikaardid), "igapäevased" ja nii edasi.

Alustame täna kõige lihtsamate siltidega, mida võib kohata praktiliselt igal pool. Nimetame neid "igapäevasteks siltideks", kuna neid võib leida praktiliselt igal pool: maratoni numbrist konverentside ja kaubaveoni.

Käesolevas artiklis käsitletud sildid on esile tõstetud sinise katkise joonena.

Pikamaa UHF sildid

Paljud Habra lugejad tegelevad ja armastavad sporti. Viimase paar aasta jooksul on selgelt välja kujunenud trend osaleda erinevates jooksudes, poolmaratonides ja isegi maratonides. Medalli nimel võib mõnikord isegi 10 km joosta olla vale.

Tavaliselt antakse enne ürituse algust osalejatele number, millel on väiksed vahtvõimendused külgedel, mille taga - oh õudust - peidab end kuulus RFID-silt. Paranoikud peavad kindlasti olema ettevaatlikud sellistes üritustes osalemisel! Tegelikult ei. Kuna sellistes võistlustes kasutatakse mass-starti, on oluline registreerida iga osaleja aeg hetkest, kui nad ületavad stardijoone, kuni finišini. Läbi spetsiaalse raami, mis näeb välja nagu stardi- ja finišiväravad, käivitab iga osaleja nähtamatu stoppo watch'i.

Sildid näevad välja umbes sellised:

Praktika on näidanud, et isegi Šveitsis on vähemalt kaks silditüüpi, mida kasutatakse sellistel massiüritustel. Need erinevad nii antennide (ütleme, kitsas ja lai) kui ka kiibi seadme poolest. Tõsi, mõlemal juhul on tegu täiesti tavalise kiibiga, ilma kaitseta, ilma igasuguste lisandustega ja ilmselt väikese mäluga. Ja nagu praktika on näidanud, on need ka sama tootja omad - IMPINJ.

Ma on raske öelda, kas midagi on kiipi salvestatud, tõenäoliselt teenib see lihtsalt tuvastamise eesmärki. Kui tead rohkem - kirjuta kommentaaridesse!

Kiip IMPINJilt ja lai antenn

See sild on juba olnud meistrite lõike töödes. Monza R6 sildi kohta, mille toodab Ameerika firma IMPINJ, saad lähemalt lugeda siit (pdf).

LM (vasakul) ja OM (paremal) pilt 50-kordse suurendusega.
HD-pildi saab alla laadida siin

Teine ajajälgimise meetod tundub olevat keerulisem kui Monza R6 kiip, samas puudub kahel kiibil igasugune märgistus, seega on nende võrdlemine keeruline.

«UFO» kiip «tundmatult» tootjalt

Selgus, et pärast erinevaid katseid selle kiibi ümber: tootja on sama - IMPINJ, ja kiibi koodnimi on Monza 4. Selle kohta saab rohkem infot siit (pdf)

LM (vasakul) ja OM (paremal) pilt 50-kordse suurendusega.
HD-pildi saab alla laadida siin

Lähiümbruse sildid transpordis ja logistikas

Jätkame, RFID-sildid on edukalt kasutusel transpordis ja logistikast kaupade automaatse/poolautomaatse arvestuse jaoks.

Näiteks, kui tellisin RayBani prillid, siis karbi sees oli sarnane RFID-silt. Kiip oli märgitud kui SL3S1204V1D 2014. aastast ja toodetud ettevõtte NXP poolt.

Üks peamisi tänapäevaste RFID-de kasutamise väljakutseid on kiibi puhastamine liimist ja isoleerimisest...

Märgi teavet saab lugeda siit (pdf). Märgi klass/standard on EPC Gen2 RFID. Muide, dokumendi lõpus on huvitav jälgida muutuste logi, mis osaliselt näitab märgi turule toomise protsessi. Rakenduste hulgas on inventuur (inventory management) jaemüügis ja moes. Seetõttu, kui järgmine kord ostate suhteliselt kallis toode (200$+), vaadake lähemalt, võib-olla leiate ka samasuguse sildi.

LM (vasakul) ja OM (paremal) pilt 50-kordse suurendusega.
HD otsustas mitte teha...

Teine näide – veel üks kast (kuigi ma ei mäleta, kust see mulle tuli), mille sisepinnale oli kleepitud selline "toodete" silt.

Kahjuks ei leidnud ma selle konkreetse kiibi dokumentatsiooni, kuid NXP veebisaidil on pdf kiibi kaksik SL3S1203_1213. Kiip on valmistatud EPC G2iL(+) standardi kohaselt ja ilmselt on sellel sissetungi kaitse (tamper alarm). Selle tööpõhimõte on lihtne: OUT-VDD lühiühendus katkestamine käivitab signaali, ja märk lakkab töötamast.

Kas teil on midagi lisada? Kirjuta kommentaarides!

LM (vasakul) ja OM (paremal) pilt 50-kordse suurendusega.
HD-pildi saab alla laadida siin

Konverentsid ja messid

RFID-tehnoloogia iseloomulik kasutusala kiireks inimeste tuvastamiseks – erinevad kaardid konverentsidel, messidel ja muudel üritustel. Sel juhul ei pea osaleja jätma oma visiitkaarti või ukselt ukseni kontakte vahetama, piisab vaid, kui tuua kaart lugeja juurde ja kogu kontaktteave on juba teisele osapoolele edastatud. See on peale traditsioonilise registreerimise ja messile sisenemise.

IMAС-ilt saadud sildi sisse oli paigaldatud ümmargune antenn NXP MF0UL1VOC kiibiga, teisisõnu, uus MIFARE'i generaator. Üksikasjalikku teavet leiate siit (pdf).

Üks iseloomulikke näiteid nutikate kaartide kasutamisest messil IMAС

LM (vasakul) ja OM (paremal) pilt 50-kordse suurendusega.
HD-pildi saab alla laadida siin

Muide, need, kes soovivad näha mitte ainult riistvara, vaid ka sildi tarkvara osa – allpool esitan ekraanipilte NFC-Readeri programmist, kus on samuti näha sildi tüüp ja klass, mälu maht, krüpteerimine ja muu.

Üllatuslikult kaitstud kiip

Kokkuvõtteks tahaksin märkida viimast sildi, mis pääses analüüsi esimeses rühmas "igapäevased" sildid. See jäi mulle veel ajast, mil tegin koostööd Prestigioga. Sildi peamine funktsioon on täita teatavat eelmääratud toimingut, näiteks nutika kodu ökosüsteemis (lülitada tuled sisse, alustada muusika esitust jne). Kuidas ma olin üllatunud, et esiteks oli selle avamine tõeline meelelahutus, ja teiseks ootas mind sees üllatus üllatustest täiesti kaitstud kiibi näol.

Noh, pean selle hetkeks kõrvale panema, kuni jõuame kaitstud kiipideni – me tuleme selle juurde tagasi. Muide, kellele huvi pakub, soovitan natuke lähemalt tutvuda kaitse ja RFID rakendamise võimalustega erinevates valdkondades – soovitan seda suhteliselt värsket esitlust.