Uno sguardo interno: RFID nel mondo moderno. Parte 1: RFID nella vita quotidiana

Uno sguardo interno: RFID nel mondo moderno. Parte 1: RFID nella vita quotidiana
Più etichette RFID al dio delle etichette RFID!

Da quando è stata pubblicata l'articolo sulle etichette RFID sono già passati quasi 7 anni. Durante questi anni di viaggi e soggiorni in vari paesi, nel mio portafoglio si è accumulato un enorme numero di etichette RFID e carte intelligenti: carte protette (ad esempio, permessi o carte bancarie), pass per sci, biglietti per i mezzi pubblici, senza i quali in alcuni Paesi Bassi proprio non si può andare, o qualsiasi altra cosa.

Insomma, in tutto questo zoo, presentato su KDPV, è giunto il momento di fare il punto. Nella nuova serie di articoli sulle etichette RFID e carte intelligenti, continuerò il racconto prolungato sul mercato, le tecnologie e la vera micro-chip, che sono ormai indispensabili nella nostra vita quotidiana, a partire dal monitoraggio del flusso di merci (ad esempio, pellicce) fino alla costruzione di grattacieli. Inoltre, nel frattempo si sono aggiunti nuovi attori (ad esempio, cinesi) oltre all'ormai inflazionata NXP, di cui vale la pena parlare.

Come al solito, il racconto sarà suddiviso in parti tematiche, che pubblicherò man mano che avrò la possibilità e l'accesso all'attrezzatura.

Prefazione

Quindi, vale la pena ricordare che l'apertura delle etichette per me è stata la continuazione dell'hobby di lavorare con la microscopia elettronica e il taglio del chip nVidia nel lontano 2012. In quell'articolo precedenza, è stata esaminata la teoria di funzionamento delle etichette RFID, e sono state aperte e smontate alcune delle etichette più comuni e accessibili all'epoca.

Per questo articolo, a dire il vero, poco si può aggiungere al giorno d'oggi: rimangono gli stessi 3(4) standard più diffusi LF (120-150 kHz), HF (13,65 MHz – la stragrande maggioranza delle etichette funziona in questo intervallo), UHF (di fatto qui ci sono due bande di frequenza 433 e 866 MHz), seguite da alcuni altri meno noti; gli stessi principi di funzionamento – induzione di onde radio per alimentare il chip e elaborazione del segnale in ingresso per restituire informazioni al ricevitore.

In generale, un'etichetta RFID appare più o meno così: un substrato, un'antenna e il chip stesso.
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L'etichetta Tag-it di Texas Instruments

Tuttavia, il "paesaggio" dell'uso di queste etichette nella vita quotidiana è cambiato drasticamente.

Se nel 2012, NFC (Near-Field Communication) era una novità nei telefoni smartphone, difficile da capire come e dove potesse essere utilizzato. Giganti come, ad esempio, Sony, promuovevano attivamente NFC e RFID come metodi per connettere dispositivi (il diffusore della prima Sony Xperia, che si collegava magicamente con il tocco del telefono – Wow! Contenuto scioccante!) e modificare stati (ad esempio, sei arrivato a casa, hai passato l'etichetta, il telefono ha acceso il suono, si è connesso al WiFi, ecc.), che per quanto ne so non ha riscosso particolare successo.

Nel 2019, tuttavia, solo chi non ci pensa non usa carte wireless (alla fine, lo stesso NFC) e telefoni con carte virtuali (mia sorella, cambiando telefono, ha insistito per avere NFC in quello) e altri "semplificatori" della vita basati su questa tecnologia. Le etichette RFID sono diventate parte integrante della nostra vita quotidiana: biglietti monouso per l'autobus, carte per l'accesso a molti edifici, anche non solo uffici, mini-portafogli all'interno delle organizzazioni (come, ad esempio, CamiPro all'EPFL) "e così via, e così via, e così via".

Proprio per questo motivo si è accumulata una quantità enorme di etichette, ognuna delle quali desidero aprire e vedere cosa si nasconde all'interno: quale chip è installato? è protetto? quale antenna è presente?

Ma di tutto ciò parleremo per punti...
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Sono proprio questi minuscoli pezzi di silicio che hanno reso il nostro mondo quello che conosciamo oggi.

Due parole sull'apertura delle etichette

Ricordo che per arrivare al chip è necessario effettuare un deprocessamento del prodotto utilizzando alcuni reagenti chimici. Ad esempio, rimuovere il rivestimento (di solito, è una carta o un'etichetta rotonda in plastica in cui è presente un'antenna), staccare delicatamente il chip dall'antenna, pulire il chip dall'adesivo/isolante, a volte rimuovere parti dell'antenna che sono saldamente attaccate ai contatti, e solo allora si può vedere il chip e il suo layout.

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Il deprocessamento – una sensazione complessa

Negli ultimi anni, i materiali utilizzati per fissare i chip sono stati incredibilmente migliorati. Da un lato, ciò ha aumentato la sicurezza della fissazione del chip e ridotto il tasso di difettosità; dall'altro, con la semplice ebollizione in acetone o acido solforico concentrato, per sciogliere o bruciare l'organico, ora è impossibile pulire il chip. Bisogna ingegnarsi, selezionare miscele di acidi per rimuovere gli strati non desiderati, ma senza danneggiare la metallizzazione del chip.
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Difficoltà di deprocessamento: quando l'adesivo non si rimuove in nessun modo… Qui e oltre LM – microscopia laser, OM – microscopia ottica

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O così...

A volte, naturalmente, si è un po' più fortunati e il chip risulta relativamente pulito anche con uno strato isolante, il che non influisce molto sulla qualità dell'immagine:
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NB: la manipolazione di acidi concentrati e solventi deve avvenire in un ambiente ben ventilato, meglio all'aperto! Non provate a farlo a casa, in cucina!

Parte pratica

Come ho già notato all'inizio dell'articolo, in ogni parte saranno presentati diversi tipi o più etichette: etichette di trasporto (trasporto pubblico e skipass), etichette protette (principalmente smart card), «etichetta quotidiana» e così via.

Iniziamo oggi con le etichette più semplici, che si possono incontrare praticamente ovunque. Le chiameremo "etichette quotidiane", perché si possono trovare praticamente ovunque: dal numero in una maratona a conferenze e consegne di merci.
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Le etichette discusse in questo articolo sono evidenziate con una linea blu tratteggiata

etichette UHF a lungo raggio

Molti lettori di Habr praticano e amano lo sport. Negli ultimi anni è emersa una forte tendenza a partecipare a diverse gare, mezze maratone e anche maratone. A volte, per la medaglia, vale la pena correre anche 10 km.

Di solito, prima dell'inizio dell'evento, viene assegnato un numero di partecipante con piccole imbottiture in schiuma sui lati, dietro le quali – oh orrore – si nasconde la famigerata etichetta RFID. Le persone paranoiche devono sicuramente stare all'erta quando partecipano a eventi di questo tipo! In realtà no. Poiché in queste gare si utilizza una partenza di massa, è necessario registrare il tempo di ciascun partecipante dal momento del passaggio della linea di partenza fino al traguardo. Attraversando un arco speciale che funge da partenza e arrivo, ogni partecipante avvia e, pertanto, ferma un cronometro invisibile.

Le etichette appaiono più o meno in questo modo:
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Come ha dimostrato la pratica, anche in Svizzera ci sono almeno due etichette utilizzate in eventi di massa simili. Si differenziano per le antenne (condizionatamente, stretta e larga) e per il design del chip. Tuttavia, in entrambi i casi si tratta di un chip normale, senza protezione, senza alcun fronzolo e, a quanto pare, con una memoria ridotta. Inoltre, come ha dimostrato la pratica, proviene dallo stesso produttore – IMPINJ.

Mi risulta difficile giudicare se venga registrato qualcosa sul chip, molto probabilmente serve solo per l'identificazione. Se sapete di più, scrivete nei commenti!
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Chip IMPINJ e antenna larga

Questa etichetta era già comparsa in tagli effettuati da artigiani. Maggiori informazioni sull'etichetta Monza R6 del produttore americano IMPINJ possono essere lette qui (pdf).
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LM (a sinistra) e OM (a destra) immagini ingrandite 50 volte.
È possibile scaricare l'immagine in HD qui

Un altro tracciamento del tempo appare un po' più complesso rispetto al chip Monza R6, mentre sul chip non è presente alcuna marcatura, quindi è difficile confrontarli.
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Chip "UFO" di produttore "sconosciuto"

Come è emerso durante le ricerche sul chip: lo stesso produttore — IMPINJ, e il nome in codice del chip è Monza 4. Maggiori informazioni possono essere trovate qui (pdf)
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LM (a sinistra) e OM (a destra) immagini ingrandite 50 volte.
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Etichette NFC nel trasporto e nella logistica

Andiamo avanti, le etichette RFID sono utilizzate con successo nel trasporto e nella logistica per il conteggio automatizzato/semi-automatico delle merci.

Ad esempio, quando ho ordinato degli occhiali RayBan, all'interno della scatola era stata installata una simile etichetta RFID. Il chip è contrassegnato come SL3S1204V1D del 2014 ed è stato prodotto da NXP.
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Una delle difficoltà nel lavoro con gli RFID moderni è rimuovere il chip da colla e isolamento…

Le informazioni sull'etichetta possono essere lette qui (pdf). Classe/standard dell'etichetta – EPC Gen2 RFID. A proposito, alla fine del documento è divertente osservare il change log che dimostra in parte il processo di lancio dell'etichetta sul mercato. Tra le applicazioni compare la gestione dell'inventario nel retail e nella moda. Quindi, la prossima volta che acquisterete qualcosa di relativamente costoso (200$+), fate attenzione, potreste trovare un'etichetta simile.
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LM (a sinistra) e OM (a destra) immagini ingrandite 50 volte.
HD ha deciso di non farlo...

Un altro esempio è un'altra scatola (anche se non ricordo più da dove mi sia arrivata), sulla quale all'interno era stata attaccata una simile etichetta "prodotto".
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Sfortunatamente, non ho trovato documentazione specifica per questo chip, ma sul sito di NXP c'è un pdf relativo al chip gemello SL3S1203_1213. Il chip è stato prodotto secondo lo standard EPC G2iL(+) e, a quanto pare, ha una protezione contro le manomissioni. Funziona in modo piuttosto semplice: la rottura del ponte OUT-VDD attiva un flag e l'etichetta diventa non funzionante.

Hai qualcosa da aggiungere? Scrivi nei commenti!
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Conferenze e fiere

Un caso tipico di utilizzo della RFID per un'identificazione rapida delle persone sono i vari badge utilizzati in conferenze, fiere e altri eventi. In questo modo, i partecipanti non devono necessariamente lasciare il proprio biglietto da visita o scambiare contatti nel modo tradizionale; è sufficiente avvicinare il badge al lettore e tutte le informazioni di contatto vengono trasferite immediatamente all'agente opposto. Questo avviene oltre alla registrazione tradizionale e all'ingresso nella fiera.

All'interno del badge che ho ricevuto dopo la fiera di settore IMAС, c'era un'antenna circolare con un chip NXP MF0UL1VOC, ossia una nuova generazione di MIFARE. Maggiori informazioni possono essere trovate qui (pdf).
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Uno dei casi emblematici di utilizzo dei badge intelligenti alla fiera IMAС
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LM (a sinistra) e OM (a destra) immagini ingrandite 50 volte.
È possibile scaricare l'immagine in HD qui

A proposito, per coloro che desiderano osservare non solo la parte hardware ma anche quella software del badge – sotto presenterò degli screenshot dell'applicazione NFC-Reader, dove è anche possibile vedere il tipo e la classe del badge, la capacità di memoria, la crittografia e altro.
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Chip sorprendentemente protetto

In conclusione, vorrei menzionare l'ultimo badge che è stato analizzato nella prima coorte di 'badge quotidiani'. Questo l'ho ottenuto durante la mia collaborazione con Prestigio. Lo scopo principale del badge è quello di svolgere un'azione predefinita, come ad esempio nella smart home (accendere le luci, avviare la riproduzione musicale, ecc.). La mia sorpresa è stata, innanzitutto, che aprirlo è stata una vera e propria avventura, e in secondo luogo, all'interno mi aspettava una sorpresa: un chip completamente protetto.
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Dovrò metterlo da parte fino a tempi migliori quando ci dedicheremo ai chip protetti – ne riparleremo. A proposito, per chi è interessato a conoscere un po' meglio le possibilità di protezione e utilizzo della RFID in vari settori, consiglio questa relativamente recente presentazione.

In conclusion

Non abbiamo ancora finito con i 'badge quotidiani', nella seconda parte ci aspetta un mondo straordinario di RFID cinesi e persino chip cinesi. Rimanete sintonizzati!

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Fonte: habr.com

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