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

Uno sguardo dall'interno: RFID nel mondo moderno. Parte 1: RFID nella vita quotidiana
Più etichette RFID, più etichette RFID!

Dalla pubblicazione dell'articolo sulle etichette RFID sono già passati quasi 7 anni. In questi anni di viaggi e soggiorni in vari paesi, nelle tasche si sono accumulate un'enorme quantità di etichette RFID e carte smart: carte protette (ad esempio, permessi o carte bancarie), skipass, abbonamenti ai mezzi pubblici, senza i quali nei Paesi Bassi non si può fare assolutamente nulla, o qualcos'altro.

Insomma, è giunto il momento di fare chiarezza in questo zoo, che è presentato nel KDPV. Nella nuova serie di articoli su RFID e carte smart continuerò il lungo racconto sul mercato, le tecnologie e il funzionamento interno dei veri micro-chip, che ormai sono indispensabili nella nostra vita quotidiana, dall controllo del flusso di merci (ad esempio, pellicce) fino alla costruzione di grattacieli. Inoltre, nel frattempo sono emersi nuovi giocatori (ad esempio, cinesi), oltre al solito NXP, di cui vale la pena parlare.

Come al solito, il racconto sarà suddiviso in parti tematiche, che pubblicherò secondo le mie forze, possibilità e accesso all'attrezzatura.

Introduzione

Dunque, è forse il caso di ricordare che l'apertura delle etichette per me è stata una continuazione del hobby di lavorare con la microscopia elettronica e il taglio del chip di nVidia nel lontano 2012. In quell'articolo passata è stata esaminata in parte la teoria del funzionamento delle etichette RFID, e sono state aperte e smontate alcune delle etichette più comuni e accessibili del momento.

A questo articolo, probabilmente, non si può aggiungere molto oggi: i soliti 3(4) standard più diffusi LF (120-150 kHz), HF (13,65 MHz - la stragrande maggioranza delle etichette opera in questo intervallo), UHF (praticamente qui ci sono due bande di frequenza 433 e 866 MHz), dietro le quali si trova ancora un paio di meno conosciute; i principi di funzionamento rimangono gli stessi: induzione delle onde radio per alimentare il chip e elaborazione del segnale in ingresso con restituzione delle 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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Etichetta Tag-it di Texas Instruments

Tuttavia, il "paesaggio" dell'applicazione di queste etichette nel quotidiano è cambiato notevolmente.

Se nel 2012 il NFC (Near-Field Communication) era una cosa strana in uno smartphone, di cui non era chiaro come e dove poter usufruire. Giganti come Sony, ad esempio, promuovevano attivamente NFC e RFID come modo per connettere dispositivi (l'altoparlante del primo Sony Xperia, che si collega in modo magico al tocco del telefono – Wow! Contenuto shock!) e modificare stati (ad esempio, tornato a casa, toccato il tag, il telefono ha acceso il suono, si è connesso al WiFi, ecc.), che a mio avviso non ha riscosso particolare successo.

Nel 2019 solo i pigri non utilizzano carte wireless (il solito NFC a conti fatti), telefoni con carte virtuali (mia sorella ha insistito affinché il nuovo telefono avesse NFC) e altri «semplificatori» di vita basati su questa tecnologia. RFID è diventato una parte integrante della nostra vita quotidiana: biglietti monouso per gli autobus, carte per accedere a molti uffici e non solo, mini-portafogli all'interno delle organizzazioni (come, ad esempio, CamiPro in EPFL) «e altro, e altro, e altro».

Proprio per questo motivo si è accumulato un numero così enorme di tag, ognuno dei quali si desidera aprire e scoprire cosa si nasconde all'interno: quale chip è installato? È protetto? Che tipo di antenna c'è?

Ma andiamo con ordine...
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Proprio questi minuscoli pezzi di silicio hanno reso il nostro mondo ciò che conosciamo oggi

Due parole sull'apertura dei tag

Ricordo che per accedere al chip è necessario effettuare un deprocessing del prodotto utilizzando alcuni agenti chimici. Ad esempio, rimuovere la scocca (di solito, è una carta o un tag rotondo di plastica, all'interno del quale si trova l'antenna), scollegare delicatamente il chip dall'antenna, pulire il chip dalla colla/isolante, a volte rimuovere parti dell'antenna saldati alle piazzole di contatto, e solo dopo vedere il chip e la sua configurazione.

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Deprocessing è una sensazione complessa

Negli ultimi anni, i materiali utilizzati per il fissaggio dei chip sono stati incredibilmente migliorati. Da un lato, ciò ha aumentato l'affidabilità del fissaggio del chip e ridotto il numero di difetti; dall'altro lato, ora non è possibile pulire il chip semplicemente bollendolo in acetone o acido solforico concentrato per dissolvere o bruciare l'organica. È necessario ingegnarsi, mescolare acidi, per rimuovere gli strati indesiderati senza danneggiare la metallizzazione del chip.
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Difficoltà nel deprocessamento: quando la colla sul chip non si rimuove in nessuna condizione... Qui e in seguito LM – microcopia laser, OM – microcopia ottica

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Oppure così...

A volte, certo, 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 essere effettuata in un ambiente ben ventilato, meglio all'aperto! Non provate a ripetere questo a casa, in cucina!

Parte pratica

Come ho già notato all'inizio dell'articolo, in ogni parte saranno presentati diversi tipi o più etichette: trasporti (mezzi pubblici e skipass), protette (principalmente carte smart), 'quotidiane' e così via.

Iniziamo oggi con le etichette più semplici, che si possono incontrare praticamente ovunque. Le chiameremo 'etichette quotidiane', perché le possiamo trovare praticamente ovunque: dal numero della maratona alla conferenza e alla consegna di prodotti.
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Le etichette esaminate in questo articolo sono evidenziate con una linea blu tratteggiata.

Etichette UHF a lungo raggio

Molti lettori di Habr sono appassionati di sport. Negli ultimi anni si è manifestata una chiara tendenza a partecipare a varie corse, mezze maratone e addirittura maratone. A volte, anche per una medaglia, non è un peccato correre 10 km.

Di solito, prima dell'inizio dell'evento, viene fornito un numero di partecipante con piccole imbottiture in schiuma ai lati, dietro le quali - oh orrore - si nasconde il famigerato tag RFID. I paranormali devono sicuramente essere in guardia durante la partecipazione a questo tipo di eventi! In realtà, no. Poiché in queste gare si utilizza la partenza in massa, è necessario registrare il tempo di ciascun partecipante dal momento in cui attraversa la linea di partenza fino al traguardo. Correndo attraverso il telaio speciale a forma di porta di partenza e di arrivo, ogni partecipante attiva e, di conseguenza, ferma un cronometro invisibile.

I tag appaiono più o meno in questo modo:
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Come ha dimostrato la pratica, anche in Svizzera ci sono almeno due tag che vengono utilizzati in eventi di massa simili. Si differenziano per le antenne (chiamate, stretta e larga) e per il tipo di chip. In entrambi i casi, si tratta di un chip assolutamente normale, privo di protezione, senza particolari fronzoli e, a quanto pare, con una memoria limitata. E, come ha dimostrato la pratica, proveniente dal medesimo produttore - IMPINJ.

Mi è difficile dire se qualcosa venga registrato sul chip, molto probabilmente serve solo per l'identificazione. Se sai di più, scrivi nei commenti!
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Chip IMPINJ e antenna larga

Questo tag è già finito su lavori di artigiani. Maggiori informazioni sul tag Monza R6 dell'azienda americana IMPINJ possono essere trovate qui (pdf).
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LM (a sinistra) e OM (a destra) immagini ingrandite di 50 volte.
L'immagine HD può essere scaricata qui

Un altro sistema di tracciamento del tempo sembra essere un po' più complesso rispetto al chip Monza R6, e a tal proposito, sul chip non è presente alcuna marcatura, quindi è difficile confrontarli.
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Chip 'UFO' del produttore 'sconosciuto'

Come si è scoperto durante un'approfondita indagine su questo chip: il produttore è lo stesso — IMPINJ, e il nome in codice del chip è Monza 4. Puoi trovare maggiori dettagli qui (pdf)
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LM (a sinistra) e OM (a destra) immagini ingrandite di 50 volte.
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Tag NFC nel trasporto e nella logistica

Andiamo avanti, i tag RFID vengono utilizzati con successo nel trasporto e nella logistica per il monitoraggio automatizzato/semi-automatizzato delle merci.

Ad esempio, quando ho ordinato occhiali Ray-Ban, all'interno della scatola era installato un tag RFID simile. Il chip è contrassegnato come SL3S1204V1D del 2014 ed è prodotto da NXP.
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Una delle difficoltà nel lavorare con i moderni RFID è rimuovere il chip dalla colla e dall'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 mostra in parte il processo di lancio dell'etichetta sul mercato. Tra le applicazioni figurano la gestione dell'inventario nel retail e nella moda. Quindi, quando la prossima volta acquisterete un oggetto relativamente costoso (200$+), fate attenzione, potreste anche trovare un'etichetta simile.
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LM (a sinistra) e OM (a destra) immagini ingrandite di 50 volte.
HD ha deciso di non fare…

Un altro esempio è un'altra scatola (anche se non ricordo da dove proviene) su cui era incollata un'etichetta "prodotto" all'interno.
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Sfortunatamente, non ho trovato documentazione specifica per questo chip, ma sul sito NXP c'è un pdf su chip gemello SL3S1203_1213. Il chip è stato realizzato secondo lo standard EPC G2iL(+) e apparentemente ha una protezione contro le manomissioni (tamper alarm). 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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LM (a sinistra) e OM (a destra) immagini ingrandite di 50 volte.
L'immagine HD può essere scaricata qui

Conferenze ed esposizioni

Un caso tipico di utilizzo della RFID per l'identificazione rapida delle persone sono i vari badge in conferenze, esposizioni e altri eventi. In questo caso, il partecipante non è obbligato a lasciare il proprio biglietto da visita o a scambiare contatti nel modo tradizionale; basta avvicinare il badge al lettore e tutte le informazioni di contatto sono già trasferite all'agente di contatto. E questo oltre alla registrazione tradizionale e all'accesso all'esposizione.

All'interno dell'etichetta che ho ricevuto dopo l'esposizione di settore IMAС, c'era un'antenna rotonda con un chip NXP MF0UL1VOC, in altre parole una nuova generazione di MIFARE. Ulteriori informazioni possono essere trovate qui (pdf).
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Uno dei casi esemplari di utilizzo dei badge smart all'esposizione IMAС
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LM (a sinistra) e OM (a destra) immagini ingrandite di 50 volte.
L'immagine HD può essere scaricata qui

A proposito, per gli appassionati di vedere non solo la parte hardware ma anche quella software dell'etichetta – di seguito verranno presentati screenshot dell'applicazione NFC-Reader, dove è possibile vedere anche il tipo e la classe dell'etichetta, la quantità di memoria, la crittografia e altro.
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Chip protetto inaspettatamente

In conclusione, voglio sottolineare l'ultima etichetta, che è stata analizzata nella prima coorte delle etichette "quotidiane". Me la porto dietro dai tempi della mia collaborazione con Prestigio. L'obiettivo principale dell'etichetta è eseguire un'azione preimpostata, ad esempio, all'interno dell'ecosistema della smart home (accendere le luci, avviare la riproduzione musicale, ecc.). Qual è stata la mia sorpresa, dato che, da un lato, rimuoverla si è rivelato un vero intrattenimento e, dall'altro, all'interno mi aspettava una sorpresa sorprendente sotto forma di un chip completamente protetto.
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Beh, dovrò metterla da parte fino a tempi migliori, quando si parlerà di chip protetti – ci torneremo. A proposito, per chi è interessato a conoscere un po' più in dettaglio le possibilità di protezione e uso della RFID in diversi settori – consiglio questa relativamente recente presentazione.

In conclusione

Ma non abbiamo ancora finito con le etichette "quotidiane", nella seconda parte ci aspetta un mondo sorprendente di RFID cinesi e persino chip cinesi. Resta sintonizzato!

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Fonte: habr.com

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