Az RFID technológia szabványos protokolljai

Az RFID technológia szabványos protokolljai

Bevezetés A passzív RFID tag-ek elmúlt évtizedben világszerte bekövetkezett jelentős terjedésének köszönhetően a valódi és a virtuális világ közelítésének igénye számos koncepció megjelenéséhez vezetett. Az előrejelzések szerint 2015-re százmilliárdos nagyságrendben jelennek meg az egyre olcsóbb RFID címkével ellátott objektumok. Az ilyen RFID rendszerben minden fizikai objektumnak megfelel egy globálisan elérhető virtuális objektum, mely a fizikai objektum aktuális és historikus adatait tartalmazza. Ilyenek pl. a fizikai objektum jellemzői, a származása, tulajdonosa, stb. Az információ ezeken túl kiegészülhet további szenzoradatokkal is. Az RFID technológia tehát az információs társadalom új fejlődési szakasza kezdetének tekinthető, ahol az internet nem csupán számítógépeket és kommunikációs terminálokat, hanem gyakorlatilag bármely mindennapi használati tárgyunkat, fogyasztási cikkünket összekapcsolja. Példaként említhetjük a gépjárművet, háztartási eszközöket, a ruhaneműt, alkatrészt vagy akár az élelmiszert és gyógyszert. A rádiófrekvenciás azonosítás (RFID) olyan technológia, amely rádiófrekvenciák révén automatikus azonosítást és adatrögzítést tesz lehetővé. E technológia legkiemelkedőbb jellemzője, hogy egy mikrochip segítségével lehetővé teszi egy egyedi azonosító és egyéb információk hozzárendelését egy tárgyhoz, állathoz vagy akár egy személyhez is, valamint ezen információnak a leolvasását egy vezeték nélküli berendezés segítségével. Az RFID nem egyszerűen egy „elektronikus címke” vagy „elektronikus vonalkód”. Amennyiben e technológia olyan adatbázisokhoz vagy kommunikációs hálózatokhoz kapcsolódik, mint az internet, gyakorlatilag bármilyen környezetben igen hatékonyan teszi lehetővé új szolgáltatások és alkalmazások használatát. Az RFID technológia gazdasági jelentősége abban nyilvánul meg, hogy, a benne rejlő lehetőségek révén a növekedés és a munkahelyteremtés új motorjává válhat, és így jelentős


2012

szerepet játszhat a lisszaboni stratégia megvalósításában. A RFID-címkék gyártási ára lassan lecsökken arra a szintre, ami a technológia oldaláról lehetővé teszi az eddiginél jóval szélesebb körű alkalmazást a kereskedelmi és a közszférában. Az RFID technológia a közeljövő trendjei szerint az Internet of Things (IoT) víziójának valóra válásához kap kulcsszerepet, mivel az önálló kommunikációs képességgel nem rendelkező objektumok milliárdjainak összekapcsolásának egyik kulcstechnológiája. A tárgyak internete ma még jellemzően vízióként létezik annak ellenére, hogy az egyes kulcstechnológiái (internet, RFID technológia, szenzortechnológia) már széles körben alkalmazottak. A világ mára ugyan felismerte a kulcstechnológiák szinergikus hatásainak jövőbeni lehetséges előnyeit, de ezek valóra válásához még számos területen olyan kutatások szükségesek, amelyek a máris megfogalmazott társadalmi veszélyek idejekorán történő elkerülését lehetővé teszik. Az Európai Parlament 2010. június 15-én állásfoglalást tett közzé a tárgyak internetéről. Az állásfoglalást megalapozó dokumentumok: •

a Bizottságnak az Európai Parlamenthez, a Tanácshoz, az Európai Gazdasági és Szociális Bizottsághoz és a Régiók Bizottságához intézett, 2009. június 18-i, „A tárgyak internete – Cselekvési terv Európáért” című közleménye (COM (2009) 0278),

•

az Unió soros spanyol elnöksége által 2009. november 27-én előterjesztett munkaprogram, különös tekintettel a jövő internetének fejlesztésére irányuló célkitűzés,

•

a Bizottság 2009. január 28-i „Ma beruházni a holnap Európájába” című közleménye (COM (2009) 0036),

•

a Bizottságnak a magánélet és a személyes adatok védelme alapelvének a rádiófrekvenciás azonosításon alapuló alkalmazások területén történő alkalmazásáról szóló ajánlása (C (2009) 3200),

•

a személyes adatok feldolgozása vonatkozásában az egyének védelméről és az ilyen adatok szabad áramlásáról szóló, 1995. október 24-i 95/46/EK európai parlamenti és tanácsi irányelve,


2012

•

az elektronikus hírközlési ágazatban a személyes adatok kezeléséről, feldolgozásáról és a magánélet védelméről szóló, 2002. július 12-i 2002/58/EK európai parlamenti és tanácsi irányelve,

•

az európai gazdasági fellendülés terve, amely a gazdasági növekedés gyorsabb visszatérését hivatott elősegíteni (COM (2008) 0800),

•

az Ipari, Kutatási és Energiaügyi Bizottság „Új digitális menetrend kialakítása Európa számára: 2015.eu” című jelentése,

•

az EU eljárási szabályzatának 48. cikke,

•

az Ipari, Kutatási és Energiaügyi Bizottság jelentése, valamint a Nemzetközi Kereskedelmi Bizottság, a Belső Piaci és Fogyasztóvédelmi Bizottság és a Jogi Bizottság véleménye (A7-0154/2010).

Az állásfoglalásban az Európai Parlament megállapítja, hogy „az RFID-technológiát az információs

és

kommunikációs

ipar

gazdasági

fejlődésének

katalizátoraként

és

felgyorsítójaként lehet értelmezni”. Úgy véli, hogy a tárgyak internetének elterjedése lehetővé fogja tenni az emberek és a tárgyak közötti, valamint a tárgyak egymás közötti kölcsönhatásának javítását, ami a biztonság, az adatvédelem és a magánélet védelmének tiszteletben tartása esetén óriási hasznokkal járhat az uniós polgárok számára. Az Európai Parlament állásfoglalása szerint az elkövetkező években a tárgyak internete és a kapcsolódó alkalmazások fejlődése jelentős hatással lesz az európai polgárok mindennapi életére és szokásaira, ami széles körű gazdasági és társadalmi változásokat von majd maga után. Felismeri azonban, hogy kutatásra van szükség annak megértéséhez, hogy melyek ezek az elvárások, és az adatok érzékenysége, valamint a személyes adatok és információk védelmével kapcsolatos aggályok hol vethetnek gátat az alkalmazásoknak. Az Európai Parlament fontosnak véli, hogy a tárgyak internetével kapcsolatos technológiai kutatások együtt járjanak a társadalmi-gazdasági kutatásokkal, és e kutatások lehetőleg előzzék meg a tárgyak internetének szélesebb körű elterjedését. Az állásfoglalás szerint az Európai Parlament „határozottan hisz abban, hogy a magánélet védelme alapvető érték, és hogy minden felhasználónak ellenőrzéssel kell rendelkeznie saját


2012

személyes adatai fölött; kéri ezért az adatvédelmi irányelvnek a jelenlegi digitális környezethez való hozzáigazítását”. Ennek megfelelően az adatvédelmi törvény egyes rendelkezéseit a jövőben szükséges újragondolni az adatkezelés szempontjából annak figyelembe vételével, hogy az RFID technológia sok szempontból különbözik más észlelésre használt technológiáktól. A törvény hatálya pl. ki sem terjed a megfigyelés céljából telepített videokamerák alkalmazására, mert a kamerarendszerek képrögzítés nélkül lényegében a személyes felügyeletet helyettesítik. Mindez azonban elképzelhetetlen az RFID technológia használatakor, ahol az események bekövetkeztekor automatikusan keletkeznek adatok. Itt tehát az adatok kezelésének, szűrésének, elrejtésének, deperszonalizációjának szabályaival kell biztosítani a védendő jogok érvényesülését. A tárgyak internetének globális elterjedésében jelentős akadályt jelent, hogy az RFID technológiában jelenleg a világon számos egymástól különböző távközlési szabványt használnak. Az Európai Parlament szerint olyan távközlési szabványokra van szükség, amelyek kompatibilis vagy azonos protokollokat használnak a különböző frekvenciákon. Végezetül a tárgyak internetének kibontakozásához szinte elengedhetetlen feltétel, hogy idejében bekövetkezzen az IPv6 protokoll általánossá válása, amely már képes megbízhatóan kiszolgálni a megnövekedett szolgáltatási igényeket. A hivatkozott állásfoglalásban az Európai Parlament felszólítja az Európai Bizottságot, hogy az IKT és a tárgyak internetének tervezése során vegye figyelembe az Unió kevésbé fejlett régióit valamint felhívja a tagállamokat, hogy nyújtsanak társfinanszírozást e technológiák és más IKT-projektek végrehajtása számára a szóban forgó régiókban annak érdekében, hogy gondoskodjanak részvételükről és megakadályozzák kirekesztésüket a közös európai vállalkozásokból. A társadalom információs igénye, a percnyi pontossággal megtervezett gyártási folyamatok és az azokat kiszolgáló logisztikai rendszerek, az egyre magasabb színvonalú szolgáltatások nyújtása mind-mind olyan tendencia, amely a jövő internetének részeként a tárgyak internetének kialakulásához és rohamos elterjedéséhez vezet. A vízió valóra válása vitathatatlan előnyökkel jár majd mind az emberek hétköznapi életében, mind a gazdaságban mind pedig a polgárok és az államok kapcsolatrendszerében. A jövő internetének a mainál sokkal jelentősebb infrastrukturális igényeit a jelenleg is már


2012

végzetesen szűk keresztmetszetet jelentő IPv4-et a közeljövőben az IPv6 váltja fel. Ugyan tapasztalható némi késlekedés, de a folyamat megállíthatatlan, és ma már párhuzamosan működik együtt a két protokoll, ahogyan az technológiaváltáskor szokásos (pl. a kézi RFID olvasók jelentős része egyúttal vonalkódot is olvas). Feltételezhető tehát, hogy – többek között az e tárgyban jelenleg is folytatott kutatások eredményeként – a jövő internete elterjedésének infrastrukturális (címtartományok, sebesség, megbízhatóság, stb.) akadálya nem lesz. Ez annak ellenére igaz, hogy a jövő internetének szerves részeként terjedő tárgyak internete mintegy ötvenezer milliárd objektum hálózathoz kapcsolódási képességét jelenti majd. Ezek a – döntően saját intelligenciával nem rendelkező – tárgyak lényegében a valamilyen kapcsolódási képességgel ellátott fogyasztási javaink lesznek. A kapcsolódási képesség számos ok miatt jellemzően az RFID/NFC technológia lesz. Ismeretes, hogy maga az RFID/NFC technológia mára nagyszámú alkalmazási területen megjelent, de megállapítható, hogy ezek az alkalmazások egyediek, izoláltak és nem aknázzák ki kellően a technológiában rejlő lehetőségeket. A tárgyak internete minőségileg fog különbözni a jelenlegi RFID/NFC-alapú rendszerektől. Az elterjedés útjában azonban jelenleg különböző – részben technológiai, részben társadalmi jellegű – akadályok állnak. A felelős szakemberek mindegyike megállapítja, hogy amíg ezen akadályok nem szűnnek meg, az elterjedés a kimutathatóan várható előnyök ellenére sem várható. Abban is egyetértés mutatkozik, hogy e célból jelentős források felhasználásával a sürgető kényszer miatt intenzív és a problémák szerteágazó volta miatt komprehenzív kutatásokra van szükség. Minden olyan technológia, amely a folyamatok elemi eseményeit észlelni, rögzíteni és rendszerbe integrálni képes, csökkenti az átláthatatlanságból adódó egyéni érdekek alapján történő beavatkozások lehetőségeit. Hiába történik azonban a folyamatok optimalizált megtervezése, ha magukról az elemi eseményekről nem megbízható információ kerül a háttérrendszerbe.

A

vizuális

technológiák

például

(vonalkód,

QR-kód)


könnyű

2012

hamisíthatóságuk révén nem alkalmasak arra, hogy a segítségükkel észlelt elemi eseményeket a rendszer hitelesnek tekinthesse. A tárgyak internetének kulcstechnológiáját jelentő rádiófrekvenciás azonosítás viszont képes megbízható és befolyásolhatatlan módon információt szolgáltatni az elemi események bekövetkezéséről. Ezt egészen pontosan úgy kell érteni, hogy az adott alkalmazás elvárásainak megfelelően akár kriptográfiai szintű megbízhatóságot is elérhetünk. Ennek figyelembe vételével és a folyamatok megfelelő tervezésével, szervezésével bevezetett rendszerek kapcsán állíthatjuk, hogy e technológia minél szélesebb körű elterjedése egyúttal a korrupció elleni harc egyik hatékony eszköze is lehet.

Szakmapolitikai, jogi háttér Az Európai Bizottság az „Európai Digitális Menetrend”-ről szóló COM(2010)245 közleményében kifejezetten ösztönzi a több fél együttműködésével megvalósuló kutatási kompetenciák kialakítását többek között a jövő internete, és azon a belül a tárgyak internete területén. A jelen és közelmúlt szakmapolitikai, jogi hátterének bemutatásánál azonban még a tárgyak internetének egyik legfontosabb kulcstechnológiáját az RFID technológiát kell alapul vennünk. Az RFID sokféleképp lehet az európai polgárok hasznára: biztonságot nyújt (pl. az élelmiszerek nyomon követhetősége, az egészségügyi ellátás, a gyógyszerhamisítás megakadályozása által), kényelmesebbé teszi életünket (pl. a bevásárlóközpontokban való rövidebb sorban állás, a reptéri poggyászok pontosabb és megbízhatóbb kezelése, az automatizált fizetés által); valamint javítja a hozzáférhetőséget (pl. a dementiában és az Alzheimer-kórban szenvedők részére). A technológiát már számos ágazatban alkalmazzák, és így hatással van az európai polgárok életére. A közlekedésben az RFID várhatóan segíteni fogja a hatékonyság és a biztonság javítását, továbbá a személyek és áruk mobilitását szolgáló, új minőségi szolgáltatásokat nyújthat. Az egészségügyi ellátásban az RFID növelheti az ellátás színvonalát és a betegek biztonságát, és javíthatja a gyógykezelések megfelelését és logisztikáját. A kiskereskedelemben az RFID segíthet csökkenteni az áruhiányt, a készletmennyiséget és a lopások számát. Számos iparágban – köztük a gyógyszeriparban, az orvostechnikai eszközgyártásban, a szórakoztatóiparban, az elektronikai fogyasztási cikkek, a


2012

luxuscikkek, az autóalkatrészek gyártásában – vagy a kiskereskedelemben, ahol a hamisítás az elfogadhatatlan minőségű termékek jelentős forrása, az RFID alkalmazása lehetővé tenné a termékek hatékonyabb visszahívását, megakadályozná a tiltott áruk belépését az ellátási láncba, illetve megmutatná, hol léptek be ezek a cikkek mégis az ellátási láncba. Az RFIDcímkézés várhatóan javítani fogja a termékek alkatrészeinek és alapanyagainak válogatását és újrahasznosítását. Mindez jobb környezetvédelmet eredményezhet, és javíthatja a fenntartható fejlődést. A további fejlesztések és az RFID széles körű elterjedése tovább erősítheti az információs és kommunikációs technológiák (IKT) szerepét az innováció ösztönzésében és a gazdasági növekedés elősegítésében. Európa már jelenleg is vezető szerepet tölt be az RFID-vel kapcsolatos kutatásban és fejlesztésben, ami nagymértékben köszönhető az európai kutatási programoknak. A fő kutatási területek az innovatív alkalmazásokkal, az intelligens érzékelőkkel és az RFID-alapú működtető egységekkel, valamint az intelligens hálózatokkal foglalkoznak. Jelentős erőfeszítések irányulnak a nano-elektronikára is, amely az RFID-címkék intelligenciáját, memóriáját, érzékelését és rádiófrekvenciás funkcióit biztosítja. Az iparban számos nagy európai vállalkozás – technológiai vállalat és szolgáltató – tartozik azon élharcosok közé, akik az RFID-megoldásokat bevezetik a piacra, és sok kis- és középvállalkozás (KKV) már sikeresen be is vezette ezt a technológiát. Azonban annak ellenére, hogy az EU-n belül az RFID-rendszerek piaca évente hozzávetőlegesen 45%-kal nő, ez mégis jócskán alatta marad a globális piacon megvalósuló közel 60%-os növekedésnek. Egy ekkora „növekedési szakadék” hátráltathatja az információs társadalom növekedéshez és foglalkoztatáshoz való hozzájárulását. Az RFID technológiai és kereskedelmi szempontból már ma is megfelelőnek tekinthető, de további elterjedését számos tényező hátráltatja. Ahhoz, hogy a felhasználók elfogadják ezt az új technológiát, átlátható és következetes jogi és politikai keretszabályozást kell kialakítani. Ennek a keretszabályozásnak az etikai vonatkozásokra, a magánélet védelmére és a biztonságra; az RFID-azonosítókat tartalmazó adatbázisok kezelésére; a rádióspektrum-


2012

hozzáférésre; a harmonizált nemzetközi szabványok létrehozására, valamint az egészségügyi és környezetvédelmi vonatkozásokkal kapcsolatos aggodalmakra egyaránt ki kellene terjednie. Mivel az RFID-technológia lényegénél fogva határokon átnyúló, a keretszabályozásnak biztosítania kell a belső piacon belüli összhangot. A társadalmi várakozások és kritikák felmérése céljából az Európai Bizottság 2006-ban széles körű nyilvános konzultációt kezdeményezett, amely öt tematikus szakértői műhelyt és egy 2006 júliusától szeptemberéig nyitva álló, 2190 résztvevőt vonzó online konzultációt foglalt magában. A konzultációs szakasz októberben zárult le egy nyilvános szeminárium keretében, amely bemutatta a konzultáció előzetes eredményeit. Az RFID nyilvános vitájában komoly aggodalomnak adtak hangot arra vonatkozóan, hogy ez a mindent átható és tág lehetőségeket nyújtó technológia veszélyeztetheti a magánéletet. Az RFID-technológia ugyanis felhasználható az azonosítható vagy a már azonosított személyekhez közvetlenül vagy közvetve kapcsolódó – és ezért személyes adatnak minősülő – információk gyűjtésére, az RFID-címkék személyes adatok tárolására is használhatók, pl. útlevelekben vagy egészségügyi dokumentációkban, az RFID-technológia személyek mozgásának nyomon követésére/visszakeresésére, vagy egy-egy személy viselkedési profiljának meghatározására is használható (pl. nyilvános helyeken vagy a munkahelyen). A Bizottság által kezdeményezett nyilvános konzultációban valóban hangsúlyosan jelent meg a polgárok abbéli aggodalma, hogy az RFID betolakodhat az emberek magánéletébe. Az RFID széles körű elfogadásához tehát megfelelő garanciákat kell adni a magánélet védelmére. Az online konzultáció válaszadói az említett biztosítékokat a magánélet biztonságát fokozó technológiáktól (70%) és a tudatosságnövelő kampányoktól (67%) várják; az RFID részletes jogi szabályozását 55% tartotta a legjobb megoldásnak. A vélemények egyformán oszlottak meg azzal kapcsolatban, hogy a társadalmi alkalmazások valóban pozitív hatásúak-e: mindkét nézőpont mellett a válaszadók 40%-a foglalt állást. Az érdekelt felek felhívták a figyelmet az alapvető értékek és a magánélet megsértésének lehetőségére, valamint a kiterjedtebb megfigyelés veszélyeire hívták fel a figyelmet, különösen a munkahelyen, ahol ez


2012

diszkriminációhoz, kirekesztéshez, áldozattá váláshoz, sőt, akár a munkahely elvesztéséhez is vezethet. Egyértelmű, hogy az RFID alkalmazásának társadalmilag, politikailag és etikailag is elfogadhatónak, valamint jogszerűnek kell lennie. Az RFID csak akkor váltja valóra a benne rejlő számos gazdasági és társadalmi előnyt, ha hatékony garanciák vannak az adatvédelemre, a magánélet biztonságára és a kapcsolódó etikai szempontokra vonatkozóan, amelyek az RFID nyilvános elfogadásáról folytatott vita központjában állnak. A személyes adatok védelme az Európai Unió egyik fontos alapelve. Az Európai Unióról szóló szerződés 6. cikke kimondja, hogy az Unió a szabadság, a demokrácia, az emberi jogok és az alapvető szabadságok tiszteletben tartása elvein alapul; a 30. cikk előírja, hogy a személyes adatok védelme érdekében megfelelő rendelkezéseket kell hozni az információk rendőrségi együttműködés

során

megvalósuló

összegyűjtéséről,

tárolásáról,

feldolgozásáról,

elemzéséről és cseréjéről. Az alapjogi charta 8. cikke a személyes adatok védelmét az alapvető szabadságok egyikeként határozza meg. Az adatvédelemre és a magánélet védelmére vonatkozó közösségi keretszabályozás olyan stabil, hogy még az innováció sem tud könnyen hatást gyakorolni rá. A személyes adatok védelméről az általános adatvédelmi irányelv (95/46/EK) a nélkül rendelkezik, hogy különbséget tenne az adatfeldolgozás során használt módszerek és eljárások alapján. Az irányelvet minden technológiára alkalmazni kell, így az RFID-re is. Az irányelv meghatározza az adatvédelem alapelveit, és előírja, hogy az adatkezelő köteles követni ezeket az alapelveket, illetve gondoskodnia személyes adatok feldolgozásának biztonságáról (95/46/EK irányelv 17. cikke). Az általános adatvédelmi irányelvet kiegészíti az elektronikus hírközlési adatvédelmi irányelv (2002/58/EK), amely az említett alapelveket alkalmazza az Európai Unióban a nyilvánosan elérhető hírközlési szolgáltatások nyilvános hírközlő hálózaton történő nyújtásával összefüggő személyes adatok kezelésére. E korlátozás következtében számos RFID-alkalmazás csak az általános adatvédelmi irányelv hatálya alá esik, de nem vonatkozik rá közvetlenül az elektronikus hírközlési adatvédelmi irányelv.


2012

Az említett irányelveknek megfelelően a tagállamok hatóságainak a feladata az adott tagállam által elfogadott rendelkezések helyes alkalmazásának figyelemmel kísérése. A hatóságoknak biztosítaniuk kell, hogy az RFID-alkalmazások bevezetése összhangban áll a magánélet védelmére és az adatvédelemre vonatkozó jogszabályokkal. Ezért szükséges lehet részletes útmutatással szolgálni az olyan új technológiák, mint az RFID gyakorlati megvalósításához. E célból a két irányelv eljárási szabályzat összeállítását írja elő. Ez a folyamat magában foglalja az említett szabályzatoknak az illetékes adatvédelmi hatóság által történő nemzeti szintű felülvizsgálatát, valamint egy, a 29. cikk szerinti munkacsoport által elvégzendő európai szintű felülvizsgálatot. Ami a biztonságot illeti, az iparágnak, a tagállamoknak és a Bizottságnak közös erőfeszítéseket kell tennie az RFID-technológiák és -rendszerek kiterjedt alkalmazása kapcsán várhatóan felmerülő rendszerszintű kérdések és az ezekkel összefüggő biztonsági veszélyek megértésének elmélyítésére. A fent említett kihívások megválaszolásának fontos elemeként olyan tervezési kritériumokat kell meghatározni és elfogadni, amelyek segítségével megszüntethetők a magánélettel és a biztonsággal kapcsolatos kockázatok, nemcsak a technológia, hanem a szervezetek és az üzleti folyamatok szintjén is. Ebben a vonatkozásban, ha az RFID-alapú üzleti folyamatok nagyobb zavarai elleni védekezéssel gondoskodunk a biztonságról, azzal egyúttal a magánélet védelmét is erősítjük. Az RFID-rendszerek széles körű elterjedésének támogatása céljából meg kell találni azokat a helyes gyakorlati megoldásokat is, amelyek révén védekezni lehet az újabb biztonsági veszélyekkel szemben, illetve meg lehet tenni a szükséges ellenintézkedéseket. Az RFID-alapú információs rendszerek és a hozzájuk kapcsolódó biztonsági és magánéletvédelmi kockázatok azonban „mozgó célpontot” képeznek, ezért folyamatos nyomon követést, értékelést, útmutatást, szabályozást, kutatást és fejlesztést tesznek szükségessé. A konkrét biztonsági és magánélet-védelmi kockázatok nagymértékben függnek az adott RFIDalkalmazás természetétől: a „mindent egy kaptafára” megközelítés nem lenne alkalmas az összes lehetséges alkalmazás kezelésére. Ezért az RFID-rendszerek kiválasztása és az RFID-


2012

alkalmazások üzembe helyezése előtt gondosan meg kell vizsgálni a biztonsággal és a magánélet védelmével kapcsolatos kockázatok hasznait és költségeit. Az RFID által felvetett szakpolitikai kérdések általában a szabványokat, a szellemi tulajdonjogokat és a kapcsolódó engedélyeztetési rendszereket ölelik fel, ugyanakkor azonban kétségek merültek fel az RFID-rendszer központi elemét jelentő egyedi azonosítókat nyilvántartó adatbázisok nyilvánosságával és semlegességével, illetve az összegyűjtött adatok tárolásával és kezelésével kapcsolatban is, beleértve a harmadik fél általi felhasználást is. Márpedig ez jelentős kérdés, tekintettel arra, hogy az RFID fontos szerepet játszik az internet új fejlődési hulláma szempontjából, amelynek eredményeképpen végül intelligens készülékek és bonyolult érzékelő eszközök milliárdjai fognak összekapcsolódni egyetlen globális hálózati kommunikációs infrastruktúrává. Az online kérdőívre adott válaszokban a válaszadók 86%-a aggódott amiatt, hogy a jövőbeli „tárgyak internetében” az identitások nyilvántartását és névadását végző rendszernek interoperábilisnak, nyitottnak és megkülönböztetéstől mentesnek kell lennie. Védenie kell az üzemzavar és a nem rendeltetésszerű használat ellen, amelyek komoly problémákat okozhatnak. Az adatok nem kerülhetnek olyan kezekbe, amelyek az adatbázisokat és a névadási rendszereket saját – akár céljaikra használhatnák, függetlenül attól, hogy ezek a célok kereskedelmi, biztonsági vagy politikai jellegűek-e. Továbbá a biztonsági, etikai és magánélet-védelmi követelményeket minden olyan érdekelt számára biztosítani kell, az egyéntől a vállalatig, akinek szenzitív kereskedelmi adatai megtalálhatóak az RFID-alapú üzleti folyamatokban. Mint minden vezeték nélküli készülék esetében, a rádióspektrum hozzáférhetősége az RFIDalkalmazások számára is elengedhetetlen. Különösen a spektrumhasználat feltételeinek a harmonizációja fontos a könnyű mobilitás és az alacsony költségek lehetővé tételéhez. Jelenleg számos frekvenciasáv hozzáférhető az RFID-rendszerek számára engedélyeztetés nélkül, és ez már jó pár éve így van a legtöbb EU-országban. Nemrégiben, hogy az RFIDrendszerek növekvő igényeit több rádióspektrum elégíthesse ki, a Bizottság határozatot fogadott el az UHF frekvenciasávban található RFID-frekvenciákról (2006/804/EK). Ennek révén létrejöhet az a harmonizált európai alap, amelyre az európai egységes piacon


2012

felépíthetők az RFID-alkalmazások. A konzultáció során a legtöbb válaszadó (72%) ezt a kiosztást háromtól tíz évig tartó időtávlatban találta megfelelőnek. Mindazonáltal az RFID terjedésével továbbra is szükség lesz az igények nyomon követésére. A konzultáció során többen aggodalmuknak adtak hangot az RFID széleskörű alkalmazásának környezeti és egészségügyi hatásával kapcsolatban.

Ami a környezetet illeti, az RFID

megfelel az elektromos és elektronikus berendezések hulladékairól szóló 2002/96/EK irányelvben,

valamint

az

egyes

veszélyes

anyagok

elektromos

és

elektronikus

berendezésekben való alkalmazásának korlátozásáról szóló 2002/95/EK irányelvben foglalt, az elektromos és elektronikus berendezésekre vonatkozó fogalom meghatározásnak. Az RFID a 3. kategóriába („IT és távközlési berendezések”) tartozik, ezért az RFID-alkatrészekre alkalmazni kell a 2002/95/EK irányelvet, mely szerint a veszélyes anyagok csak korlátozott mértékben használhatók fel. Az egészségüggyel kapcsolatban a Bizottság a tudományos bizottságok segítségével hosszú ideje nyomon követi az elektromágneses mezők (EMF) lehetséges hatását az emberi egészségre nézve, és a munkavállalók és a polgárok védelmét jogi keretszabályozás is szolgálja. Ez a keretszabályozás az elektromágneses mezők tekintetében lakossági expozíciós határértéket ajánl (1999/519/EK tanácsi ajánlás), és szigorú szabályokat állapít meg a munkavállalók expozíciójára vonatkozóan (2004/40/EK irányelv). Ezen felül az EU piacán forgalomban lévő termékek elektromágneses sugárzására vonatkozó korlátozásokat állapítottak meg a felhasználók és a nem felhasználók biztonsága érdekében (1999/5/EK irányelv). Az RFID-alkalmazások elektromágneses mezői általában gyengék. Ilyen esetekben és normál üzemi feltételek mellett a lakosság és a munkavállalók várhatóan jóval kisebb mértékben vannak kitéve az RFID-hez kapcsolódó EMF-sugárzásnak, mint amit a hatályos szabványok megengednek. Azonban az RFID elterjedésével párhuzamosan a vezeték nélküli alkalmazások (mobil TV, digitális TV, vezeték nélküli széles sávú internet-hozzáférés stb.) számának általános növekedése várható. A Bizottság ezért továbbra is figyelemmel kíséri az uniós és/vagy tagállami szintű keretszabályozás betartását, és tevékenyen támogatja a kutatást és a tudományos adatok felülvizsgálatát, különösen a több forrásból származó EMFsugárzás kumulatív hatásaival kapcsolatban.


2012

AZ RFID-technológia lehetőségeinek valóra váltása szükségessé teszi számos, a biztonságra és a magánélet védelmére, az irányításra, a rádióspektrumra és a szabványokra vonatkozó, egymással kölcsönösen összefüggő kérdés megválaszolását. A magánélet védelmét és a biztonságot még a széles körű elterjedésüket megelőzően be kell építeni az RFID-vel összefüggő információs rendszerekbe („beépített biztonság és magánéletvédelem”), nem pedig a későbbiekben foglalkozni vele. Az RFID információs rendszer kialakítása során figyelembe kell venni a folyamatban tevékenyen részt vevő felek (például gazdasági szervezetek, közigazgatási szervek, kórházak) és a rendszernek alávetett végfelhasználók (polgárok, fogyasztók, betegek, alkalmazottak) igényeit is. Mivel a végfelhasználók általában nem vesznek részt a technológiai tervezés szakaszában, a Bizottság egy olyan alkalmazás-specifikus iránymutatás-készlet (magatartási kódex, helyes gyakorlati megoldások) kialakítását támogatja, amelyet az összes félt képviselő belső szakértői csoport dolgozna ki. E célból minden, a biztonsággal kapcsolatos tevékenységet és kezdeményezést a COM(2006) 251 számú dokumentumban megállapított, a biztonságos információs társadalmat célzó stratégiával összhangban kell végrehajtani. A nyilvános konzultáció eredménye azt mutatja, hogy a válaszadók többsége elegendőnek tartja az RFID-frekvenciákra vonatkozó bizottsági határozatot az UHF-frekvenciasávban üzemelő RFID-rendszerek kezdeti terjesztése során szükséges kedvező környezet biztosításához. Ennek ellenére az iparág jelenleg vizsgálja a további hosszú távú frekvenciaspektrumra vonatkozó igényt és amennyiben szükség lenne további frekvenciákra, az RFID-k számára az egész Európai Unióra vonatkozóan-további harmonizált frekvenciák jelölhetők ki. Magyarországon az RFID technológia rádiófrekvenciás vonatkozású szabályait az Európai Unió rádióspektrum-politikájának megfelelően (pl. 2006/771/EK, 2006/804/EK) az FNFT (Frekvenciasávok Nemzeti Felosztási Táblázata) tartalmazza. Az RFID-technológia területén továbbra is aktív kutató- és fejlesztőmunka folyik. A passzív címkék költségeinek 1 eurócent alá történő csökkentése, amely elengedhetetlen a tömeges alkalmazáshoz, két, egymást kiegészítő kutatási irányvonalat tesz szükségessé: a szilíciumcsipek további miniatürizálását a tervezéssel és az összeszereléssel kapcsolatos innovációk révén; olyan szilíciummentes szerves anyagok felkutatása, amelyek ígéretesek a


2012

nyomtatható RFID-címkék előállítása szempontjából. Több kutatásra van szükség a biztonság (hitelesítés, titkosítás) és a nagyobb újraírható memóriaegységek vonatkozásában. A jövőbeli alkalmazásoknak nagyobb memóriaegységekre, összetettebb titkosítási algoritmusokra, aktív hálózatos képességekre, integrált érzékelőkre és energiaellátási technikákra van szükségük. Mivel a különböző alkalmazási területeken az RFID elterjedése eltérő dinamika szerint zajlik és még kevés az ilyen irányú tapasztalat, a várható előnyökről és a lehetséges kockázatokról keveset tudunk, és egy-egy alkalmazási területen nagy akadályokat kell leküzdeni. Európában a legtöbb ország csak korlátozott tapasztalatokkal rendelkezik az RFID bevezetésében. A helyzet javítása céljából, és mivel ez a technológia széles körű átvételének és bevezetésének előfeltétele, szükség van az RFID megvalósításának meghatározott alkalmazási területeken működő nagyméretű kísérleti programok révén történő részletes átfogó értékelésére, amelynek során technikai, szervezeti, társadalmi és jogi kérdéseket egyaránt figyelembe kell venni. Európai szinten az Európai Szabványügyi Bizottság (CEN) érintett csoportja támogatja az automatikus

azonosítási

és

adatrögzítési

technológiák

nemzetközi

szabványainak

kidolgozását, és kulcsfontosságú szerepet töltött be a Nemzetközi Szabványügyi Szervezet érintett munkacsoportjának munkájában. Az Európai Távközlési Szabványügyi Intézet (ETSI) az UHF-frekvenciasávokban működő RFID-rendszerek és az általános kis hatótávolságú készülékek (SRD) számára olyan egyedi szabványokat, illetve a kisfrekvenciájú, a nagyfrekvenciájú és a mikrohullámú készülékek számára olyan szabványokat dolgozott ki, amelyeket az RFID-rendszerekre is lehet alkalmazni. A szabványosításra irányuló tevékenységeket az EU és az USA-ban, Kínában, Koreában, valamint Japánban működő partnerszervek közötti nemzetközi párbeszéd egészíti ki, amely annak meghatározására irányul, hogy szükséges, illetve kívánatos-e együttműködni az egyes alkalmazási területek (például a konténerek biztonsága, a hamisítás, a légi közlekedés, a gyógyszerek) szabványainak kidolgozásában. Az RFID-fejlesztések gyors üteme a technológiák, a termékek és a szolgáltatások folyamatos módosítását, kiigazítását teszi szükségessé. A szabványoknak és a kidolgozási folyamatuknak lépést kell tartaniuk ezzel a világszerte gyorsan fejlődő piaccal. Ezért a nemzetközi


2012

szabványok elfogadásának ésszerűsítése és a regionális szabványok harmonizálása alapvető fontosságú a szolgáltatások zökkenőmentes használatba vételéhez, ugyanannyira, mint az RFID-alapú információs rendszerek interoperabilitása, nem utolsósorban azért, hogy így is elősegítsük az elektronikus szolgáltatások nyitott piacának létrejöttét egész Európában. A konzultáció során az derült ki, hogy nagyon fontos, hogy a Bizottság tevékeny szerepet vállaljon az RFID-szabványokra vonatkozó európai szemléletmód kidolgozásában.

Az RFID/NFC működését meghatározó főbb szabványok ISO Szabványok ISO 14443 1-4: Ez a szabvány szabályozza a HF (13.56 MHz) tartományban működő magas biztonsági szintű, kis hatósugarú (legfeljebb 10 cm) úgynevezett Proximity RFID eszközök (NFC-kártyák és olvasók) működését annak érdekében, hogy a különböző felhasználási területeken (pl. személy- vagy objektumazonosítás, fizetés, tömegközlekedés stb.) kompatibilitást biztosítson. A szabvány egyes részei leírják többek között a fizikai jellemzőket, a kisugározható energiát, a közeghozzáférést illetve az átviteli protokollt. ISO/IEC 15693 1-3: ezek a szabványok írják le a HF (13.56 MHz) frekvencián működő úgynevezett Vicinity (kis hatósugáron belüli) RFID eszközök működését. Ez a szabvány az ISO 14443-nál nagyobb (1-1,5 m) olvasási távolságával nagy jelentőségű az érintkezésmentes és rálátást nem igénylő azonosítási eljárások piacán mivel ez az olvasási távolság alkalmas az árukövetésre is. ISO

18000:

a

szabványsorozat

a

jelenleg

RFID

céljára

általánosan

használt

frekvenciatartományok működését szabályozza. A szabványsorozat teljes neve: ISO/IEC 18000 Információ Technológia AIDC Cikkazonosítási célú RFID Technológiák - Air Interfész. •

18000-1:

a szabványsorozat általános működésének leírása

•

18000-2:

a 135 kHz alatt történő kommunikáció paraméterei

•

18000-3:

a 13,56 MHz-en történő kommunikáció paraméterei

•

18000-4:

a 2,45 GHz-en történő kommunikáció paraméterei

•

18000-5

az 5,8 GHz-en történő kommunikáció paraméterei (visszavonva)


2012

•

18000-6:

a 860-960 MHz-en történő kommunikáció paraméterei

•

18000-7

a 433,92 MHz-en történő kommunikáció paraméterei

Állatazonosításra vonatkozó ISO szabványok •

ISO 11748 /11785:

állatazonosításra vonatkozó szabványok

ISO Elosztási lánc szabványok •

ISO 17363:

Teherszállítási konténerek

•

ISO 17364

Visszatérő szállítási cikkek

•

ISO 17365

Szállítási cikkek

•

ISO 17366

Termékcsomagolások

•

ISO 17367

Termék (RFID) címkézés

•

ISO 10374

RFID Teherszállítási konténer azonosítása

EPC Szabványok A GS1 (korábban EAN-International) és a GS1 US (korábban Uniform Code Council) 2003-ban létrehozta az EPCGlobal szervezetet, melynek küldetése egy globális, ágazat-független termék-, hely- és partnerazonosítási rendszer, valamint egy szektor semleges üzleti kommunikációs rendszer kialakításának elősegítése a jelentős piaci szereplők bevonásával nemzetközileg elfogadott szabványok alapján. A kereskedelmi célú RFID rendszerek szabványfejlesztés segítségével lehetségessé vált az objektumszintű egyedi azonosítás. A rendszer főbb elemei az egyedi azonosítószámok, a szabványos adathordozók, olvasók és adatfeldolgozó rendszerek, melyek összekapcsolt adatbankokhoz kapcsolódva megfelelő infrastruktúrán keresztül adnak információt (gyártás helye és ideje, gyártási tételszám, szállítási adatok, stb.) az adott termékről annak teljes életciklusa során. Az EPC rendszerben a különböző technológiát alkalmazó RFID rendszereket és így a tag-eket is osztályozták. Az osztályozás az alábbi táblákban található:


2012

Az EpcGlobal szabványcsalád Tekintettel arra, hogy a projekt kutatás-fejlesztési feladataihoz leginkább az UHF RFID technológia ismerete szükséges, a korábbiakban felsorolt szabványok közül az EpcGlobal egymásra épülő szabványait tekintjük relevánsnak:

A fentiek közül jelen példaként az UHF Gen 2 Tag Protocol-t részletesebb is bemutatjuk, de a többi dokumentum anyagát is feldolgozzuk, valamint mellékeljük az eredeti (angol nyelvű) változatot.


2012

Az EpcGlobal Class-1 Generation-2 Tag Protokoll A szabvány az UHF RFID olvasó és transzponder 860-960 MHz-es frekvenciatartományban történő passzív-backscatter kommunikációjának szabályait definiálja, mely szerint mindig az olvasó kezdeményezi a kommunikációt (interrogator talks first, ITF). A kommunikáció félduplex, azaz amikor az olvasó forgalmaz, a transzponder csak figyel és fordítva, amikor az olvasó a transzponder válaszát várja, akkor nem bocsájt ki modulált jelet, csak a backscatter kommunikációhoz szükséges folyamatos hullámjelet (continuous wave, CW). A vizsgált protokoll univerzálisnak (világszabványnak) tekinthető, mert megegyezik az ISO 18000-6C szabvánnyal, emellett megfelel az ETSI 302 208 előírásainak. A protokoll technikai előírásainak ismertetésétől eltekintünk, ehelyett az RFID olvasó és transzponder kommunikációjának bemutatására koncentrálunk. Az első generációs szabványok számos jelentős hátránnyal bírtak. Igen kényelmetlen volt megcímezni egy konkrét transzpondert, különösen, ha az EPC kód éppen törlésre került egy új kód hozzárendelésének folyamatában. A transzponder azonosítójának validálására korábban kizárólagosan használt 16-bites CRC számos hamis olvasási eseményt generált (átlagosan minden 65 535-ik véletlen zaj produkált egy hamis olvasást). A Class 0 protokoll nagyszámú olvasó esetében megbízhatatlan működést eredményezett a jelentős mértékű frekvencia eltolódások miatt, valamint nem rendelkezett szabványos eljárással a címkék írására. A Class 1 protokoll által alkalmazott bináris fa algoritmuson alapuló szingulációs folyamat pedig nagyszámú címke jelenlétében igen lassúnak bizonyult. Mindkét protokoll érzékeny volt a későn belépő (egy felderítési folyamat elindulása után a térbe kerülő) transzponderek kezelésére. Végül: a Class 0 és Class 1 protokoll mindegyike teljesítményben és alkalmazási lehetőségeket tekintve azonos, de egymással inkompatibilisek, így mindkettő a másik széleskörű elterjedésének útjában állt. Felismerve ezeket a problémákat, az EpcGlobal illetékes munkacsoportja (Hardware Action Group) új eljárást dolgozott ki, mely az első

generációs

szabványokhoz

képest

sokkal

hatékonyabb,

ráadásul

a

fizikai

megvalósításban nem igényelt radikális változtatásokat. Az ezek után univerzálissá vált Class 1 Generation 2 szabványt 2005 elején ratifikálták, majd 18000-6C számon az ISO (International Organization for Sandards) is beiktatta saját szabványai közé.


2012

A kommunikáció bináris szimbólumai előremutató módon változtak a korábbiakhoz képest. A bináris ’0’ egy rövid magas jelszintű impulzus, melyet egy ugyanennyi ideig tartó alacsony szint követ (PW), míg a bináris ’1’ egy hosszabb magas jelszintű impulzus, melyet azonban rövid alacsony szint követ (PW). Ez a kódolás biztosítja a transzponder folyamatos energiaellátását a bitsorozat konkrét értékétől függetlenül. A bináris ’0’ bit jelszélességének neve Tari, és a protokoll számos további pontján történik rá hivatkozás.

Mivel a Tari értéke a szabványban 6,5 µs és 25 µs között változhat, az adatátviteli sebesség 27 Kbps és 128 Kbps között lehetséges. A bitek átvitele a legmagasabb helyiértékű byte legmagasabb helyiértékű bitjével kezdődik. A transzponder és az olvasó közötti kommunikáció – koncepcionálisan az első generációs Class 1 protokollhoz hasonló módon – csomagokban zajlik, de a csomagok maguk jelentősen különböznek a korábbiaktól. A szabvány kétféle kódolást értelmez. Alapértelmezett kódolás az FM0 (melyben a bináris ’0’-t a jel közepén történő átmenet jellemzi, míg a bináris ’1’ esetén nincs átmenet). Bevezetésre került ugyanakkor a MMS (Miller-modulated subcarrier), melyben az FM0 jel minden szimbóluma 2, 4 vagy 8 periódusnyi négyszögjellel szorzódik. Meg kell azonban jegyezni, hogy bár az FM0 szimbólum ideje megegyezik a két esetben, a hasznos adatátviteli sebesség az MMS alkalmazásával fele, negyede vagy nyolcada az alapértelmezett kódolásnál elérhető átviteli sebességnek, hiszen a kapcsolati frekvencia állandó. Ha pl. a kapcsolati frekvenciát 100 KHz-re állítjuk be, az FM0 kódolás 100 Kbps, míg az MMS M = 4 esetben csak 25 Kbps adatátvitelt biztosít.


2012

Furcsának tűnhet, hogy az MMS kódolással szándékosan csökkentjük az adatátviteli sebességet, de ez a kódolás az FM0-hoz képest más előnyöket rejt magában. Egyrészt az MMS jel energiája spektrálisan távolabb kerül a vivőfrekvenciától (nagyjából a kapcsolati frekvenciával), megkönnyítve ezzel az esetleges fáziszaj és más olvasókkal előforduló interferenciák észlelését. Másrészt, míg az FM0 szimbólum értelmezése egyetlen átmenet észlelésén alapul, addig az MMS szimbólum több átmenettel jelez egyetlen bitet. Ennek következtében az MMS jelentősen csökkenti a bithibák valószínűségét. Ebből a szempontból – persze az átviteli sebesség kárára – az M=8 optimális:


2012

A szabvány az olvasók számára három különböző működési környezetet definiál az azokhoz tartozó spektrális korlátozásokkal együtt. Az első: az egyolvasós (single interrogator) környezet, melyhez a szabvány az adott régióban meghatározott hatósági szabályozási előírásokhoz képest nem tesz további korlátozást. A második: a többolvasós (multiple interrogator) környezet azokra az esetekre, ahol a rendelkezésre álló csatornákhoz képest az olvasók száma jóval kevesebb. A harmadik: a sokolvasós (dense interrogator) környezet, melyben akár az összes csatornára jut egy-egy olvasó. Ez utóbb két kategóriára a szabvány az alábbi korlátozásokat fogalmazza meg a közvetlen és második szomszéd csatornákban előforduló interferenciák minimalizálása érdekében:


2012

Az ábrán a spektrális maszk azt mutatja, hogy a különböző frekvenciatartományokban milyen legnagyobb jelszint engedhető meg a vivőfrekvencia jelszintjéhez képest. A sokolvasós környezet szabályozása különösen nagy jelentőségű Európában és Ázsiában, ahol az egyes csatornák sávszélessége jóval kisebb, mint pl. az Egyesült Államokban alkalmazott 500 kHz. Az ETSI 302 208 szerint (ahol a Tari értéke általában 25 µs) a 865-868 MHz-es frekvenciasáv 200 kHz-es csatornákra oszlik. Amennyiben minden csatornát elfoglal egy-egy olvasó, a szomszédos csatornákban a jelszint csak mintegy 30dB-vel csökken. Ebben az esetben nehezen biztosítható az interferenciamentesség, mivel a transzponderek jele általában 50-60 dB-vel kisebb az olvasó jelénél. Mindazonáltal amennyiben az olvasók csatornahasználatát korlátozzuk minden második csatornára, a közbülső csatornák tartományában már 60dB-vel csökken az olvasó jelének erőssége. Ez a módszer lehetővé teszi a transzponder jelének észlelését az olvasók modulált jelének jelenlétében is.

A csomag struktúra

A Class 1 Generation 2 szabvány elődeihez hasonlóan ITF protokoll (interrogator talks first) és szintén csomagokban kommunikál. Az olvasó meghatározza az odairány és a visszirány jellemzőit és ezeket minden csomag bevezető jeleiként elküldi a transzponderek felé. A felderítés (inventory) indításának alkalmával a preambulum, minden más parancs esetén a keretszinkron (frame sync) kerül a csomag elejére:


2012

Míg a preambulumban meghatározott jellemzők a felderítés egész session-jére érvényes paramétereket határozzák meg a transzponder számára, addig a keretszinkron csupán az olvasó időzítési információit jelzik a transzponder számára az aktuális parancs idejére annak érdekében, hogy a transzponder szinkronban legyen az olvasóval. A használt adatátviteli sebességtől függetlenül a kommunikáció mindkét esetben egy fixen meghatározott 12,5 µs idejű delimiterrel kezdődik. A delimiter után az olvasó egy bináris ’0’ jelet küld, majd pedig egy speciális odairányú kalibrációs szimbólumot (RTcal). Amint az látható, az RTcal ideje megegyezik a bináris ’0’ és a bináris ’1’ idejének összegével. Az RTcal hossza 2,5-3-szorosa a Tari értékének, hiszen, a bináris ’1’ hossza 1,5-2-szerese annak. A preambulum ezen felül tartalmaz még egy TRcal szimbólumot is, a visszirány frekvenciájának meghatározására.


2012

A szabványnak megfelelő transzpondernek a következő képességekkel kell rendelkeznie: •

demodulálni a vett jelet

•

értelmezni a parancsot annak paramétereivel együtt

•

eldönteni azt, hogy a parancs számára releváns-e

•

saját belső állapotát megváltoztatni

•

a megfelelő választ generálni

A szabványnak megfelelő transzpondernek a következő erőforrásokkal kell rendelkeznie: •

egy 16 bites számláló (slotcounter)

•

1 bit SL flag (selected) szimbolikusan A, illetve B állapottal

•

S0, S1, S2, S3 inventoried flag az egyes olvasók megkülönböztetésére (session)

•

2 bit az aktív session azonosítására

•

16 bites véletlenszám vagy pszeudo véletlenszám generátor o bármely j értéket az alábbi P valószínűséggel kell generálni: 0,8 / 216 < P(j) < 1,25 / 216

•

megadott struktúrájú és legalább a kötelező méretű memória o Bank 00h: foglalt memória (32 bit kill password, 32 bit access password) o Bank 01h: EPC memória (EPC, StoredCRC, StoredPC) o Bank 10h: TID memória (8 bit ISO 15963 Class Idenfier) o Bank 11h: felhasználói memória (opcionális)


2012

A szabványos transzponder egy állapotgép, mely a következő állapotokat veheti fel: •

készenléti (ready)

•

versengő (arbitrate)

•

válaszoló (reply)

•

nyugtázott (acknowledged)

•

nyílt (open)

•

biztonságos (secured)

•

tiltott (killed)

Az egyes állapotok átmenetei az alábbiak szerint történnek:


2012

Az olvasó és a transzponderek közötti kommunikáció az alábbi kategóriákban valósul meg: •

kiválasztás (select): a felderítendő transzponderek csoportjának meghatározása egy vagy több parancsban

•

felderítés (inventory): az a folyamat (round), melyben az olvasó szingularizálja (azonosítja) a transzpondereket

•

hozzáférés (access): a kiválasztott és egyediesített transzponderek írása/olvasása

A kiválasztás

A válaszadásra elvárt transzponderek kiválasztására a rendszer (felhasználó) által meghatározott logikai feltételeknek megfelelően:

A transzponderek a SELECT parancsra nem válaszolnak, de belső állapotukat az alábbiaknak megfelelően megváltoztatják:


2012

Megjegyezzük, hogy bár a protokoll azt feltételezi, hogy a felderítés előtt valamilyen szempontok szerinti kiválasztás történik, ez nem kötelező. A felderítés folyamata

A protokoll szerinti felderítési művelet – a Class 0 és Class 1 protokollban használt bináris fa algoritmussal ellentétben – az ütközések elkerülésére az olvasó által vezérelt ütemezett (slotted) Aloha algoritmust alkalmazza. Az olvasó a QUERY parancs kiküldésével utasítja a kiválasztott transzpondereket, hogy a parancs paramétereként küldött értéknek (Q value) megfelelően generáljanak egy-egy véletlenszámot a 0 és 2Q-1 között (slotcounter).

Az a transzponder válaszol az olvasónak, amelynél slotcounter= 0.

Amennyiben egyik transzponder sem válaszolt megadott időn belül, vagy pontosan egy transzponder válaszolt és vele lezajlott a kívánt további kommunikáció, az olvasó a QUERY REP parancs kiküldésével utasítja a transzpondereket, hogy csökkentsék eggyel a slotcounter számláló értékét, ezután várja a következő transzponder válaszát (a válasz struktúrája, amennyiben érkezik, megegyezik a QUERY parancsra adott válasszal).

Amennyiben a Q érték túlságosan alacsony, sorozatos ütközés következik be, hiszen rendszerint több transzponder generálja ugyanazt a véletlenszámot a Q által meghatározott


2012

intervallumban. Ezt az olvasó észleli, és ekkor újraindíthatja a folyamatot egy magasabb Q értékkel. Hasonlóan, ha a Q érték túlságosan magas, akkor rendszerint nem érkezik válasz az egyes időrésekben, hiszen Q a jelenlévő transzponderek számához képest túlságosan sok időrést határoz meg. Ilyen esetben az olvasó csökkentett Q értékkel indíthatja újra a folyamatot (hogy megtörténik-e a növelés/csökkentés, azt az ábrán is látható C érték határozza meg, mely rendszerint 0,1 < C < 0,5).

A QUERY ADJUST parancs tehát a következő (az esetleges válasz struktúrája, amennyiben érkezik, megegyezik a QUERY parancsra adott válasszal):

Térjünk most vissza arra az esetre, amikor Q értéke megfelel az olvasó által elérhető transzponderek számának. Ez tehát azt jelenti, hogy mind a hallgatások, mind pedig az ütközések ritkán következnek be a QUERY REP parancsok által indított egyes időszeletekben. Tételezzük fel tehát, hogy az adott időszeletben pontosan egy transzponder slotcounter-je


2012

rendelkezik 0-s értékkel. Ez a transzponder most egy általa generált 16 bites véletlenszámot (RN16) küld el az olvasónak. Mivel feltételeztük, hogy csak egyetlen transzponder óhajt válaszolni, az olvasó ütközésmentesen fogadja az RN16-ot. Amennyiben ez a szám nem foglalt valamely más transzponder számára (a foglaltság P valószínűsége rendkívül kicsi, elméletileg 1/216, de a szabvány a pszeudorandomitás miatt ezt a P valószínűséget a következő egyenlőtlenéggel definiálja: 0,8/216 < P < 1,25/216), az olvasó ennek visszaküldésével nyugtázza a transzpondernek, hogy ebben az időszeletben vele kíván kommunikálni. A nyugtázó ACK parancs:

A nyugtázás visszaérkezése után – miután tehát a transzponder észleli, hogy az olvasó visszaküldte az általa generált véletlenszámmal megegyező értéket – a transzponder elküldi többek között a memóriájában tárolt saját szabványos EPC azonosítóját.

Az olvasó, amennyiben az EPC kód - és más információk – vétele után továbbra is kommunikálni szeretne az adott transzponderrel, a REQ_RN paranccsal újabb 16 bites


2012

véletlenszám generálására utasítja a transzpondert (paraméterként még a korábban generált véletlenszám szerepel, hogy a transzponder biztosan tudja, ez a parancs neki szól). A transzponder e kérésre visszaküld egy újonnan generált értéket, mely mostantól kettejük kommunikációjának egyedi azonosítója (handle). Ennek megfelelően az ennek a transzpondernek szóló minden további parancsot úgy jelöl meg az olvasó, hogy a parancs paraméterében a handle értéke szerepel. Minden ettől különböző handle paraméterrel vett parancsot tehát az adott transzponder figyelmen kívül hagy (ignorál).

A handle érték bevezetése a Gen 2 protokoll egyik jelentős előnye. Ez teszi ugyanis lehetővé ugyanis, hogy a transzponder az adott olvasóval önálló session-t indítson, még akkor is, ha a transzponder még nincs egyedileg azonosítva, vagy akár nem is rendelkezik egyedi EPC azonosítóval. A Gen 2 protokollt használó olvasó tehát képes egymástól megkülönböztetni olyan transzpondereket is, amelyek EPC kódja akár azonos is lehet.


2012

Az elérés (access)

Minthogy a Class 1 Generation 2 transzponder memóriastruktúrája rögzített a szabványban, elvárható, hogy az írási/olvasási művelet ne függjön a transzponder gyártójától. A memória olvasása igen egyszerű, kivéve, hogy a jelszavakat tároló Bank 00 memóriatartomány zárolt (lock) lehet mind az olvasás mind pedig az írás szempontjából. Ha egyébként ez így van, nincs többé mód a megváltoztatásra. Új EPC kód írásának megismeréséhez szükséges a PC (protocol control) memóriaszó kissé részletesebb megismerése.

Az első 5 bit az EPC kód hosszát írja le szavakban (pl. a 96 bites EPC kód 6 szó, ezért a bitek értéke 00110, azaz 30h). Az ezek után következő két bit későbbi használatra fenntartott, majd a 8. bit azt mondja meg, miként kell értelmezni a szó második byte-ját. Az alapértelmezett WRITE parancs használatával a Bank 01 memóriatartomány második szavától a nyolcadik szóig írhatunk. Az első szó foglalt a CRC számára, melynek értékét a transzponder minden feléledéskor (power up) újraszámol. Az írás ezzel a paranccsal szavanként történik, tehát minden szó írására újabb parancsot kell kiadni. Több szó egyszerre történő írására a BLOCK WRITE parancs szolgál, de ebben az esetben nincs mód a titkosításra (forward link cover coding). Megjegyzendő azonban, hogy ez utóbbi parancsot nem minden transzponder támogatja. A BLOCK ERASE parancs több szó egyszerre történő törlését valósítja meg.


2012

A Class 1 Generation 2 protokoll – bizonyos korlátokkal – biztonságos memóriakezelési képességgel is rendelkezik. Amint azt korábban láttuk, minden szabványos transzponder Bank 00 (reserved memory) memóriája tárol egy 32 bites hozzáférési jelszót (Access Password). Amikor a transzponder szingulációja megtörténik, az adott transzponder két lehetséges állapot valamelyikébe lép. Amennyiben a hozzáférési jelszó értéke 0, a biztonságos (secured) állapotba, amennyiben pedig a jelszó értéke nullától különböző, akkor a nyílt (open) állapotba. A nyílt állapotból a biztonságos állapotba az olvasó által helyesen megadott hozzáférési jelszóval lehet. A biztonságos állapotban a transzponder memóriájának kezelésére – a zárolási állapotnak megfelelően – több mód nyílik. A transzponder minden memóriatartománya zárolható, amely képesség igen hasznos a jogosulatlan hozzáférések megakadályozására. Mivel a hozzáférési jelszó és a tiltó jelszó (kill password) külön-külön zárolható, összesen 5 memóriatartomány zárolható (a jelszavakon túl az EPC, TID, User memory). A zárolásnak ezen túlmenően két fajtáját különböztetünk meg: a jelszóvédett (Password) és az állandó (Permanent Lock) zárolást. Ennek megfelelően az említett 5 memóriatartomány mindegyike négy zárolási állapot valamelyikében van.

A hozzáférési és a tiltó jelszó memóriatartományok esetében a zárolás nem csupán az írásra terjed ki, hanem az olvasásra is. A többi tartomány esetén a korlátozás csupán az írásra vonatkozik. Az állandó zárolást a későbbiekben már nem lehet visszavonni. A zárolási paraméterek a LOCK parancs maszkjában adhatók meg. A transzponder zárolási tulajdonságait nem lehet explicit módon lekérdezni, csak a kiadott olvasási/írási parancsok végrehajtásának státuszából lehet rájuk következtetni.


2012

A transzpondereket szükség esetén a KILL parancs kiadásával le lehet tiltani, de ez – eltekintve néhány korábbi típustól, melyek esetén memóriatörlés valósult meg – végleges, visszavonásra nincs mód és a transzponder a továbbiakban semmilyen parancsra nem válaszol. Mivel a tiltó jelszó is 32 bites, igen kis veszéllyel fenyegetnek az algoritmikus támadások (brute force attack). A jelszó elküldése az olvasótól csakúgy, mint a hozzáférés esetén, a tiltás esetén is két 16 bites részletben és 16 bites véletlenszámmal kódolt titkosítással történik. Figyelembe véve azonban azt a körülményt, hogy a gyártók tömegesen rendelik ugyanazt a jelszót a transzponderekhez, megnövekszik az algoritmikus támadások veszélye.


2012

A protokoll parancskészletének összefoglalása látható az alábbi táblában:

Fontos megjegyezni az alábbiakat: •

látható, hogy a hatékonyság érdekében a változó kódhosszúságú rendszerben a leggyakrabban használt parancsok a legrövidebb kódhosszúságúak (QUERY REP, ACK)

•

a rendszer rugalmassága megállapítható abból is, hogy a protokoll által kötelezően megvalósítandó (mandatory) parancsok mellett mód van gyártói és felhasználói parancsok definiálására is, amely lehetővé teszi, hogy az egyes konkrét alkalmazások igényei a legalacsonyabb szinten (tehát a leghatékonyabban) megjelenhessenek

•

az RFU (reserved for future use) kategória módon nyújt arra, hogy a hatékonyságot, megbízhatóságot növelő további képességek a későbbiekben is beintegrálhatók legyenek


2012

Az LLRP (Low Level Reader) protokoll A fentiekben megismert alacsony szintű protokoll felett az EpcGlobal szabványhalmazában megtalálhatjuk az egyes olvasók felhasználói szintű interfészét definiáló protokollt is:

Ennek funkcionalitása az alábbi ábrával szemléltethető:


2012

Az LRRP protokoll üzenetei és az azokra adott válaszok a következők:


2012

Az általános üzenetstruktúra:

(a konkrét üzenetek bitértékei a mellékletben) A visszafelé kompatibilitás folyamatos fenntartása érdekében a jövőbeni LLRP verzióiban tilos: • • • •

a létező parancsokhoz újabb kötelezően megadandó paramétert definiálni a létező üzenetekhez vagy paraméterekhez újabb mezőket definiálni a létező üzenetek vagy paraméterek bármely mezőértékét megváltoztatni a létező üzeneteket megváltoztatni

Bármely jövőbeni LLRP verzióban új funkció hozzáadása az alábbiak valamelyike szerint lehetséges: • • • • • •

új opcionális paraméterek definiálása a meglévő üzenetekhez vagy paraméterekhez új kiterjesztési pontok definiálása a meglévő üzenetekhez vagy paraméterekhez a meglévő felsorolási típusok (enumerated types) kiterjesztése a meglévő foglalt bitek használata új üzenetek definiálása felhasználói kiterjesztések használata


2012

Az EpcGlobal RM (Reader Management) protokollja A Reader Management protokoll objektumok és azok közötti kapcsolatok pontos definíciójával lehetővé teszi az UHF RFID C1 G2 szabványnak megfelelő rendszerek implementálását.

A modellben szereplő fontosabb objektumok (az objektumok attribútumainak és metódusainak részletes leírása a mellékelt szabványban szerepelnek): ReaderDevice objektum A modell legfőbb konténerobjektuma, mely további objektumokat foglal magában, továbbá attribútumokat az olvasó működésének beállítására, illetve hálózati használat esetén a hálózati paraméterek konfigurálására. CommandChannel objektum Ezen az objektumon nincs explicit metódus értelmezve. A szabványos olvasó rendelkezhet egy vagy több CommandChannel objektummal az érkező parancsok figyelésére szolgáló alapértelmezett címmel. Ha implementálják, az alapértelmezett címet fel kell tüntetni a dokumentációban.


2012

Source objektum Ez az objektum a transzponderektől származó adatokat továbbítja az olvasó megfelelő alrendszerének Data Acquisition moduljához. Ilyen objektum pl. az RF antenna vagy a vonalkód olvasó. Egy vagy több Source objektum társítható egy NotificationChannel objektumhoz. Az objektum magában foglalhat egy vagy több input szenzort (ReadPoint). ReadPoint objektum Ez az objektum lehet pl. valamilyen adatgyűjtésre képes fizikai eszköz. A specifikáció jelen verziója pillanatnyilag csak az AntennaReadPoint típus támogatására terjed ki. AntennaReadPoint objektum Ez az objektum a ReadPoint objektum olyan értelmű specializációja, hogy az adatgyűjtésre képes eszköz egy antenna. Az objektum számos statisztikai szolgáltatást nyújt az olvasó megfelelő működésének monitorozására. Trigger objektum Ez az objektum az egyik nem módosítható – hozzáadható vagy eltávolítható – összetevője egy Source vagy NotificationChannel objektumnak. IOPort objektum Ez az objektum valamely külső hardver elem olvasóhoz történő csatlakozásának leírását adja. Az olvasó gyártója határozza meg, hogy ez a csatlakozás pontosan milyen módon történik (pl. RS232 csatlakozó). AlarmChannel objektum Ez az objektum az olvasóban keletkező aszinkron üzenetet továbbítja a host felé. Az üzenetek iránya kizárólag ilyen. NotificationChannel objektum Ez az objektum egy vagy több Source objektumtól származó aszinkron üzenet továbbítására szolgál a host felé. Egy DataSelector jelzi, hogy milyen adatról van szó. AlarmControl osztály Ez az objektumosztály szülőosztálya az összes olyan osztálynak, amelyek valamely Alarm objektum létrehozását vezérlik. Alarm objektum Ez az objektum egy a feldolgozó modulokhoz illetve host alkalmazáshoz továbbított üzenet. Az objektum absztrakt módon specifikálja az üzenet tartalmát.


2012

További kutatás-fejlesztési irányok A protokollcsalád áttekintése után célszerű összefoglalni, hol találhatók a rendszer gyengéi, mert ezeken a területeken további kutatások szükségesek. Biztonság

Bár a protokoll rendelkezik biztonsági képességekkel, azok korlátaiból kitűnik, hogy magát a protokollt logisztikai feladatokban történő hatékony alkalmazásra optimalizálták. Ebből következik, hogy nagyobb biztonsági elvárásoknak nem felel meg (pl. személyiségi jogok érvényesülését nem lehet garantálni). Ezen a területen tehát további vizsgálatokra van szükség, melyek eredményeként a protokollt – nem megváltoztatva, hanem kiterjesztve és előnyeit megtartva, teljesítményét nem lerontva – olyan alkalmazásokra is mód nyíljon, ahol nagyobb biztonsági követelmények fogalmazódnak meg. Interoperabilitás

A protokoll egyik gyengéje, hogy bár lehetővé teszi négy session-ben a különböző olvasok kvázi-párhuzamos működését ugyanabban a transzponder populációban, a session-ök azonosítóinak olvasó által történő kiválasztására nincs explicit szabály. Igaz ugyan, hogy amennyiben egy alkalmazás több olvasója kérdezi ugyanazt a teret, maga az alkalmazás képes beállítani az egyes olvasok session azonosítóit, hogy az ütközéseket elkerülje, egymástól független rendszerek esetén semmi sem garantálja, hogy különböző olvasók ugyanazt a session azonosítót használják. Ennek sajnálatos módon nem csupán az a következménye, hogy romlik a protokollon alapuló rendszer teljesítménye, hanem az is, hogy a rosszindulatú támadó szándékosan béníthatja a rendszert, akár a szolgáltatás megtagadásig (denial of service). Ennek elkerülésére kutatásokat kell végezni, és javaslatokat megfogalmazni arra, hogy a transzponderek azonosíthassák az olvasót és működésüket ehhez igazítsák (pl. preferált olvasók prioritást élvezzenek, vagy akár a fel nem ismert olvasók parancsaira ne is válaszoljanak). Lokalizáció

Bár az RFID technológia alkalmas bizonyos értelemben vett lokalizációra (pl. egy transzponder az adott olvasó vételkörzetében van vagy nincs), a szó szofisztikáltabb értelmében kívánatos olyan antenna fejlesztése, amely szoftveresen on-line módon


2012

vezérelhetően változtatja karakterisztikáját (azaz az általa letapogatott térrészletet), mert ez pontosabb helymeghatározási képességhez vezet, különösen akkor, ha ezt az algoritmikus pásztázást a kimenő teljesítmény változtatásaival is kombináljuk. Ezek mellett a megismertetett LLRP protokoll is kiterjeszthető lenne oly módon, hogy az AntennaReadPoint mint objektum tárolná a saját lokalizációját (pl. GPS koordinátákkal). Hibrid technológiák

Adott környezetben nagyszámú transzpondert elhelyezve az elfogadható válaszidő érdekében igen fontos szempont a kollízió csökkentése. A jelenlegi EPCGlobal C1G2 protokoll (LLRP) a SELECT eljárással redukálja az INVENTORY folyamatban résztvevő transzponderek számát. Ugyanakkor lehetséges más – pl. optoelektronikai megoldással – a transzponder szelekcióját meghatározni. Az ilyen duális módszernek egyúttal a transzponder energiaellátása szempontjából is lehet jelentősége, mert a többletenergiával távolabbról vagy kisebb szenzitivitású olvasóval is megvalósulhat a válaszadás. Az alkalmazási igények figyelembe vételével igen fontos kutatási téma a lehetséges megoldások keresése és ezek szabványos beilleszthetőségének vizsgálata.


2012

Az RFID technológia szabványos protokolljai

Recommend Documents