Bezpieczeństwo w technologii RFID

Zbliżeniowe technologie komunikacji znajdują coraz szersze zastosowanie zarówno w elektronice użytkowej, jak i profesjonalnej. W dzisiejszym artykule zwracamy szczególną uwagę na bezpieczeństwo w technologii RFID oraz zasadę działania tagów radiowych.

Technologia Radio-frequency Identification, czyli RFID, umożliwia identyfikowanie obiektów przy użyciu radiowej komunikacji zbliżeniowej. Jest ona szczególnie kojarzona z tagami pasywnymi, które nie wymagają dodatkowego zasilania do pracy. Ich istotą jest specjalna konstrukcja – znaczniki są zasilane poprzez wzbudzanie przepływu prądu wskutek zjawiska indukcji elektromagnetycznej. Są stosowane w przemyśle, logistyce i transporcie.

Prostota implementacji i duże bezpieczeństwo RFID otwierają przed projektantami oraz inżynierami nowe możliwości aplikacji technologii w zastosowaniach przemysłowych. Interesującym przykładem może być implementacja systemu lokalizacji maszyn w kopalni. Pozwala to na efektywniejsze szacowanie wydobycia i planowanie pracy. Takie rozwiązanie zastosowano w jednej ze skandynawskich kopalni, gdzie system wykorzystuje tagi aktywne.

Z tego artykułu dowiesz się:

Na czym polega technologia RFID?

We wstępie pokrótce odpowiedzieliśmy na pytanie – na czym polega technologia RFID? W dalszej części nieco szerzej omówimy istotę jej działania.

Większość użytkowników może kojarzyć tagi zbliżeniowe z transponderami służącymi do otwierania drzwi w formie kart i breloków. Komponenty należące do tej kategorii działają zazwyczaj na częstotliwościach 125 kHz (standard Unique) albo 13,56 MHz (standard MIFARE). Warto jednak wspomnieć, iż wyróżniamy 3 grupy częstotliwości RFID.

  1. RFID LF (ang. Low Frequency) – dotyczy urządzeń działających w zakresie od 30 do 30 kHz, wśród których najczęściej spotykamy transpondery 125 oraz 134 kHz. Znaczniki służą do otwierania przejść oraz znakowania zwierząt i oferują zasięg ok. 10 cm.
  2. RFID HF (ang. High Frequency) – w tej grupie spotykamy komponenty działające na częstotliwościach 3-30 MHz. Standard ISO przewiduje wykorzystanie dla RFID HF szczególnej częstotliwości 13,56 MHz. Orientacyjny zasięg to 15-150 cm.
  3. RFID UHF (ang. Ultra High Frequency) – aktualnie ostatnią grupę stanowią rozwiązania pracujące w zakresie 300-3000 MHz. W praktyce spotyka się urządzenia RFID działające w zakresie 860-960 MHz oferujące zasięg odczytu-zapisu do 15 m.

Warto wspomnieć, iż aktywne znaczniki RFID UHF mogą osiągać zasięg nawet na poziomie 60 metrów. Wymagają one jednak zewnętrznego zasilania, w przeciwieństwie do tagów pasywnych. Same transpondery RFID są zbudowane z kilku elementów, tj. układu scalonego z mikroprocesorem i pamięcią, anteny nadawczo-odbiorczej oraz obudowy.

Interesującym aspektem jest różnorodność stosowanych pamięci w układzie scalonym bezpiecznej karty RFID lub dowolnego rodzaju tagu zbliżeniowego. Wyróżniamy pamięci EPC, User Memory, TID oraz tzw. pamięć bezpieczeństwa. Ostatnia z wymienionych pamięci to bank przechowujący dwa 32-bitowe hasła, zabezpieczające zapisane w tagu RFID dane.

Bezpieczeństwo w technologii RFID

Tematem poruszanym przez wielu inżynierów oraz osoby decyzyjne w branży przemysłowej jest bezpieczeństwo w technologii RFID. Oczywiście należy mieć świadomość, że w teorii możliwe jest np. klonowanie kart RFID. W praktyce jednak wszystko zależy od szczegółów zastosowanej technologii zbliżeniowej. Producenci rozwijają coraz doskonalsze rozwiązania, które wyraźnie podnoszą poziom bezpieczeństwa tagów radiowych.

Jednym z problemów, na jakie mogą trafić projektanci, jest możliwość zakłócania spektrum elektromagnetycznego, w jakim działa technologia RFID. Przykładem może być chociażby celowe pobudzanie aktywnych tagów z dużą częstotliwością. Jeżeli aktywny tag jest zasilany bateryjnie, to w ten sposób dochodzi do szybszego zużycia ogniwa. W rezultacie, atakujący może doprowadzić do wyłączenia zasilania, a w konsekwencji unieruchomienia systemu.

Inżynierowie mogą także natrafić na problemy z rozpoznaniem podszywającego się pod inny tag nieautoryzowanego transpondera RFID. Jednym z rozwiązań jest umieszczenie w pamięci specjalnego numeru rozpoznawczego – podpisu cyfrowego taga RFID. Oczywiście może to rodzić pewne trudności. Jeżeli zajdzie konieczność aktualizacji zawartości pamięci, niezbędny będzie dostęp użytkownika do newralgicznego z punktu widzenia bezpieczeństwa systemu.

Projektanci systemów radiowych RFID stale udoskonalają dostępne na rynku transpondery. Owocem ich pracy jest specjalny tryb Smart Mode. Umożliwia on rozpoznawanie tagów niezależnie od numerów EPC i TID. W ten sposób nawet skopiowanie karty czy znacznika wraz z unikalnymi numerami nie pozwoli na użycie w systemie sfałszowanego transpondera. W efekcie skopiowany przez intruza tag RFID pozostanie bezużyteczny.

Co blokuje sygnał RFID?

Blokowanie sygnału RFID jest jedną ze skutecznych metod ochrony przed klonowaniem kart zbliżeniowych. Specjalistyczne blokery w formie etui albo obudowy na tagi wykonuje się z materiałów dimagnetycznych, które charakteryzują się bardzo niską przewodnością magnetyczną. W efekcie blokują przepływ pola elektromagnetycznego, zapobiegając przypadkowemu wzbudzeniu transpondera przez intruza chcącego skopiować znacznik RFID.

Jak zniszczyć chip RFID?

Najprostszą metodą na zniszczenie chipa RFID jest mechaniczne uszkodzenie układu scalonego albo anteny. Można tego dokonać poprzez fizyczne nawiercenie transpondera w odpowiednim miejscu. Bardziej wyrafinowaną metodą może być emisja ukierunkowanego strumienia fal mikrofalowych o dużej mocy. W praktyce zniszczenie chipa RFID przez intruza jest bardzo trudne ze względu na poziom skomplikowania operacji.

Bezpieczeństwo RFID w przemyśle

Wiemy już, że bezpieczeństwo zastosowania RFID w przemyśle stoi na wysokim poziomie. Systemy zbliżeniowej identyfikacji z użycie fal radiowych są coraz doskonalsze. Sama technologia znajduje zastosowanie w systemach kontroli dostępu, znakowaniu narzędzi czy identyfikacji ładunków na terenie hal magazynowych. Ze względu na rosnący poziom zabezpieczeń RFID warto rozważyć ich wdrożenie w zakładzie przemysłowym