RFID SEBAGAI TEKNOLOGIIDENTIFIKASI PENGGANTI BARCODE Irene A. Lazarusli, S.Kom*, Ir. Samuel Lukas, M.Tech**, Dr.rer.natToni Anwar' dan Isabel Lay*"*
Abstrak Radio Frequency Identification (RFID) is a method of remotely storing and retrieving data using devices called RFID tagsAransponder. An RFID tag is a small object, like an adhesive sticker, that can be attached to or incorporated into a product. First, this paper will discuss about barcode and its type and structure, continuing with brief descriptions about RFID as a compensatory technology of barcode. The important things of RFID that would discuss here are the architecture of RFID, the way it works, and the application of RFID system. Key words: RFID, barcode, identification technology 1.
PENDAHULUAN
Keamanan informasi merupakan suatu hal yang sangat penting pada era globalisasi ini. Sistem keamanan informasi harus mencakup tiga faktor yaitu keamanan, autentikasi, dan integritas. Karena itu dibutuhkan sebuah sistem yang dapat melakukan identifikasi terhadap seseorang yang akan mengakses suatu informasi. Kini tengah berkembang suatu teknologi identifikasi yang berbasis frekuensi radio (Radio Frequency Identification). Berkembangnya teknologi tersebut secara pesat dikarenakan kebutuhan yang besar dari aplikasi untuk konsumen dengan menggunakan teknologi ini. Radio Frequency Identification (RFID) merupakan suatu teknologi wireless di mana teknologi tersebut berpotensi untuk memajukan perniagaan. RFID tersebut menggunakan sebuah chip di mana chip tersebut dapat dideteksi dalam jangkauan beberapa meter oleh suatu alat pembaca RFID. Tag RFID mempunyai beberapa keunggulan dibandingkan teknologi identifikasi lainnya dan juga dapat digunakan untuk sistem keamanan. 2.
KODE BARIS {BARCODE)
Barcode sering dijumpai pada berbagai macam produk yang sering kita gunakan sehari-hari seperti makanan, obat-obatan, tiket pesawat, kartu identitas mahasiswa, dan lain-lainnya Barcode itu sendiri adalah susunan garis vertikal hitam dan putih yang masing-masing garisnya mempunyai ketebalan yang berbeda-beda. Barcode tersebut sangat sederhana tetapi berguna karena dapat menyimpan data-data spesifik seperti kode produksi, tanggal kadaluwarsa, nomor identitas, secara mudah dan dengan biaya relatif rendah. Walaupun teknologi identifikasi seperti media magnetik, RFID, electronics tags, dan lain-lainnya, terus berkembang, tetapi barcode tetap digunakan karena pemakaiannya yang murah dan mudah.
* Asisten Dosen Tetap Jurusan Teknik Informatika, FIK-UPH ** Dosen Tetap Jurusan Teknik Informatika, FIK-UPH " * Dosen Tetap Jurusan Teknik Informatika, FIK-UPH **** Mahasiswa Jurusan Teknik Informatika, FIK-UPH RFID Sebagai Teknologi Identifikasi...(I.A. Lazarusli, S. Lukas, T. Anwar, I. Lay)
163
Barcode mempunyai berbagai jenis mulai dari barcode satu dimensi hingga multi dimensi. Jenis barcode yang akan dibahas di sini adalah barcode satu dimensi dan dua dimensi. Barcode satu dimensi biasa disebut juga dengan linear barcodes. Berikut ini merupakan contoh dari barcode satu dimensi: • Code 39 (Code 3 of 9) Barcode jenis ini merupakan barcode alphanumerik (full ASCII) yang memiliki panjang baris bervariasi. Barcode jenis ini digunakan untuk inventory, asset tracking dan tanda pengenal identitas. Untuk barcode tipe ini, satu karakternya terdiri dari sembilan elemen yaitu lima bar (garis vertikal hitam) dan empat spasi (garis vertikal putih) yang disusun bergantian antara bar dan spasi. Tiga dari sembilan elemen tersebut memiliki ketebalan yang lebih dari yang lainnya. Elemen yang lebih tebal tersebut terdiri dari dua bar dan satu spasi. Elemen yang lebar mewakili digit biner 1 dan elemen yang sempit mewakili digit biner 0.
Illlllll I234IBC0 Gam bar 1. Barcode Jenis Code 39
•
Code 128 Barcode jenis ini merupakan barcode alphanumerik (full ASCII) yang memiliki kerapatan sangat tinggi dan panjang yang bervariasi. Tipe barcode semacam ini cocok untuk digunakan pada aplikasi pengaturan maskapai pelayaran dan pengelolaan gudang. Barcode jenis ini menggunakan empat ketebalan elemen yang berbeda di mana jenis lain biasanya hanya menggunakan dua ketebalan elemen yang berbeda. »•* wrmm m * * ("•'•*"
••»»i-< >
!
i««r« >•,,.
-~—-—*
"
'—
VHK£ ***» ci**u nnr rmr 1 r — «
'
" F " " ' " '»
Code 126 Gam bar 2. Barcode Jenis Code 128
•
Interleaved 2 of 5 Barcode jenis ini berbentuk numerik dan mempunyai panjang baris bervariasi juga. Biasa digunakan untuk aplikasi industri dan laboratorium. Setiap karakternya dikodekan dengan menggunakan lima elemen yaitu dua elemen tebal dan tiga elemen sempit, di mana elemen tebal mewakili digit biner 1 sedangkan elemen sempit mewakili digit biner 0.
164
Jurnal llmiah llmu Komputer, Vol. 3 No. 2 Mei 2005:163-172
1234 Gambar 3. Barcode Jenis Interleaved 2 of 5
•
Universal Product Code (UPC) Barcode numerik ini memiliki panjang ban's yang tetap. UPC ini banyak digunakan untuk pelabelan produk-produk kecil (retail product labeling). Bilangan-bilangan UPC harus terdaftar di Uniform Code Council.
Gambar 4. Barcode Jenis UPC
Barcode dua dimensi memiliki beberapa keunggulan dibanding yang berdimensi satu yaitu informasi yang besar dapat disimpan di dalam ruang yang lebih kecil pada barcode dua dimensi. Contoh barcode berdimensi dua yaitu symbology PDF417. Barcode jenis ini dapat menyimpan lebih dari 2000 karakter di dalam sebuah ruang yang berukuran 4 inchi persegi. C2JQJ Boor
Ctutm i
Gambar 5. Barcode Jenis PDF417
Manufacturer Code Number System Character
Product Code
3 Guard Bars
Check Digit
Gambar 6. Struktur dari barcode
RFID Sebagai Teknologi ldentifikasi...(I.A. Lazarusli, S. Lukas, T. Anwar, I. Lay)
Gambar di atas adalah struktur dari barcode dengan jenis UPC, dengan penjelasan sebagai berikut: • Angka-angka yang berada pada bagian bawah barcode tidak dibuat untuk dibaca oleh komputer. Angka-angka tersebut dibuat untuk mempermudah pembacaannya oleh manusia. • Number System Character, angka ini merupakan sebuah sistem bilangan barcode UPC yang mengkarakteristikan jenis-jenis khusus pada barcode yang terletak di sebelah kiri barcode. Kode-kode pada Number System Character adalah sebagai berikut: • 0 - Standard UPC number. a 1 - Reserved. • 2 - Random weight items misalnya pada barang-barang seperti buahbuahan, sayur-sayuran, daging, dan sebagainya. • 3 - Pharmaceuticals a 4 - In-store code for retailers. • 5 - Coupons a 6 - Standard UPC number. • 7 - Standard UPC number. • 8 - Reserved. a 9 - Reserved. • 3 Guard Bars: tiga guard bars ditempatkan di awal, tengah dan akhir pada barcode. Guard bars bagian awal dan akhir di-encode-kan sebagai "barspace-bar" atau "101". Guard bars bagian tengah di-encode-kan sebagai "space-bar-space-bar-space" atau "01010". • Manufacturer Code: kode perusahaan yang terdiri dari lima digit bilangan yang secara khusus menentukan manufaktur suatu produk. Kode perusahaan/manufaktur ini dilindungi dan ditetapkan oleh Uniform Code Council (UCC). • Product Code: kode produk ini terdiri dari lima digit bilangan yang ditetapkan oleh perusahaan/manufaktur untuk setiap produk yang dihasilkannya. Setiap produk yang berbeda dan setiap ukuran yang berbeda, akan memiliki kode produk yang unik. • Check digit disebut sebagai digit "self-check". Check digit ini terletak di bagian luar sebelah kanan barcode. Check digit ini merupakan suatu "oldprogrammer's trick" untuk memvalidasikan digit-digit lainnya (number system character, manufacturer code, product code) yang dibaca secara teliti. 3. RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION (RFID) RFID adalah proses identifikasi sebuah objek dengan menggunakan frekuensi transmisi radio. RFID tersebut menggunakan frekuensi radio untuk membaca informasi dari sebuah alat kecil yaitu tag atau disebut juga transponder (Transmitter dan Responder). Kemudian informasi pada tag RFID tersebut terbaca ketika ada sinyal dari pembaca RFID. Informasi yang disimpan pada RFID dapat disimpan dalam bentuk Read Only yaitu data hanya dapat dibaca dan juga dalam bentuk ReadWrite di mana data dapat dibaca dan ditulis. Pada sistem RFID umumnya tag ditempelkan pada suatu objek. Setiap tag tersebut membawa informasi yang unik seperti nomor serial, model, warna, tempat perakitan, dan data-data lainnya mengenai objek tersebut. Ketika tag melewati suatu medan yang dihasilkan oleh pembaca RFID, fag kemudian akan mentransmisikan informasi di dalamnya ke pembaca RFID, sehingga proses identifikasi objek dapat dilakukan. 166
Jumal llmiah llmu Komputer, Vol. 3 No. 2 Mot _005:163-172
w Gambar 7. tag RFID dengan chip silikon dan antena eksternal
Sistem RFID ini terdiri dari empat buah komponen yaitu: • Tag: alat yang menyimpan informasi untuk identifikasi objek, biasa disebut dengan transponder. • Antena: digunakan untuk mentransmisikan sinyal frekuensi radio antara pembaca RFID dengan tag RFID. Tag RFID dan pembaca RFID diperlengkapi dengan antena sehingga dapat menerima dan memancarkan gelombang elektromagnetik. • Pembaca RFID: alat yang kompatibel dengan tag RFID yang berkomunikasi secara wireless. • Software Aplikasi: aplikasi yang digunakan pada suatu workstation yang dapat membaca data dari tag RFID.
Transponder
/ tatennii
Reader •
[
RF Module
moduto i
%o))) RS2 32WS422 (RS-185)
Mo«t Computer Gambar 8. Sistem RFID
Pembaca RFID mempunyai dua tugas yaitu: • Menerima perintah dari software • Berkomunikasi dengan tag RFID
RFID Sebagai Teknologi Identifikasi...(IA Lazarusli, S. Lukas, T. Anwar, I. Lay)
167
Pembaca RFID ini merupakan penghubung antara software dengan antena yang meradiasikan gelombang radio ke tag RFID. Data berpindah secara wireless ke tag RFID yang berada berdekatan dengan antena. Tag RFID adalah alat yang dibuat dari rangkaian elektronika dengan sebuah antena terpasang di dalam rangkaian tersebut. Rangkaian elektronik tersebut memiliki memori sehingga tag ini mempunyai kemampuan untuk menyimpan data. Memori tersebut dibagi menjadi sel-sel di mana beberapa sel menyimpan data yang berupa Read Only, misalnya nomor serial yang unik disimpan pada saat tag diproduksi, sel lainnya dapat ditulis dan dibaca secara berulang. Tag RFID standar biasanya dapat menyimpan data kurang lebih 128 bit. Tag RFID dapat dibedakan menjadi dua macam berdasarkan jenis sumber dayanya yaitu: • Tag aktif: tag yang sumber dayanya berasal dari baterai, sehingga mengurangi daya yang diperlukan oleh pembaca RFID serta tag dapat mengirimkan informasi untuk jarak yang lebih jauh. Kelemahan untuk tag jenis ini yaitu harganya yang mahal serta ukurannya yang besar dan kompleks. Semakin banyak fungsi yang dapat dilakukan oleh tag RFID maka rangkaiannya akan lebih kompleks dan ukurannya juga akan bertambah besar. • Tag pasif: tag yang sumber dayanya didapatkan dari medan yang dihasilkan oleh pembaca RFID. Rangkaian pada tag jenis ini lebih sederhana serta harganya jauh lebih murah dengan ukuran yang lebih kecil dan ringan. Kelemahannya yaitu tag jenis ini hanya dapat mengirimkan informasi untuk jarak dekat serta pembaca RFID harus menggunakan daya tambahan untuk tag RFID.
http:/ RFID handbookj:om
Gambar 9. Komunikasi antara pembaca RFID dan tag RFID
Tag RFID sering digunakan sebagai pengganti barcode di mana pembacaan informasi pada tag RFID tidak memerlukan kontak ditambah kemampuan tag RFID yang dapat menyimpan informasi jauh lebih banyak.
168
Jurnal llmiah llmu Komputer, Vol. 3 No. 2 M
2005: 163-172
Tabel 1. Perbandingan Barcode dengan RFID
Sistem Transmisi data Ukuran data Modifikasi data POSISI pembawa data Jarak komunikasi Supseptibilitas Pembacaan jamak
Barcode Optik 1-100 byte Tidak dapat Kontak cahaya Beberapa meter Debu Tidak dapat
RFID Elektromagnetik 128-8096 byte Dapat Tidak ada kontak Dari cm sampai meter Dapat diabaikan Dapat
Pemilihan frekuensi dalam sistem RFID merupakan faktor penting karena mempengaruhi jarak komunikasi, interferensi dengan frekuensi radio lain, kecepatan komunikasi data, dan ukuran antena. Frekuensi rendah biasanya digunakan untuk tag pasif dan sebaliknya frekuensi tinggi digunakan untuk tag aktif. Pada frekuensi rendah tag pasif tidak dapat mengirimkan data untuk jarak yang jauh karena keterbatasan daya yang diperoleh dari medan elektromagnetik. Tag pasif harus terletak jauh dari objek jenis logam, karena logam dapat mengurangi fluks dari medan magnet. Apabila tag berada dekat dengan logam akibatnya tag tidak dapat bekerja dengan baik karena tag tidak menerima daya minimum untuk bekerja. Sedangkan pada frekuensi tinggi jarak komukasi tag aktif dengan pembaca dapat relatif lebih jauh tergantung pada daya yang ada. Sinyal elektromagnetik pada frekuensi tinggi dapat melemah ketika tag tertutupi dengan es atau air. Tag yang tertutup oleh logam tidak terdeteksi oleh pembaca. Ukuran antena yang digunakan untuk pengiriman data tergantung dari panjang gelombang elektromagnetik. Pada frekuensi rendah antena dibuat dengan ukuran yang lebih besar dibandingkan dengan RFID yang berfrekuensi tinggi. Tingkat yaitu: • • • •
keberhasilan dari proses identifikasi dipengaruhi oleh beberapa batasan fisik Posisi dari antena terhadap pembaca RFID Karakteristik dari material lingkungan di sekitar sistem RFID Batasan sumber daya Frekuensi dari sistem RFID
Pada frekuensi rendah komunikasi antara tag dengan pembaca RFID sangat bergantung pada daya yang diterima tag dari antena yang terhubung dengan pembaca RFID. Ukuran tag berbanding lurus dengan batas jarak, maksudnya adalah pengurangan ukuran tag akan mengurangi juga batas jarak. Komunikasi berkurang jika medan magnet harus melalui bahan material yang dapat mengurangi daya elektromagnetik (bahan logam). Arah dari tag dapat menghasilkan medan magnet yang bervariasi. Jika arahnya sejajar dengan arah energi komunikasi radio frekuensi tidak akan dapat terjadi walaupun jarak antara antena dan fag sangat dekat. Pada frekuensi tinggi performansi dari sistem RFID bergantung kepada lingkungan sistem tersebut berada. Apabila ada hambatan maka jarak untuk proses identifikasi dapat berkurang banyak. Tag bekerja secara aktif dan akurasinya dapat berkurang apabila daya yang diperoleh kurang.
RFID Sebagai Teknologi Identifikasi...(I.A. Lazarusli, S. Lukas, T. Anwar, I. Lay)
169
Terdapat beberapa arsitektur RFID untuk keamanan contohnya sistem fixed code, sistem rolling code, sistem proteksi dengan password dan lain-lainnya. Sistem fixed code merupakan sistem yang paling sederhana dan sering digunakan. Kode yang tersimpan di tag RFID dibaca dan kemudian dibandingkan dengan kode yang tersimpan pada database. Tag RFID yang digunakan yaitu fag yang hanya dapat ditulis satu kali dan belum diprogram. User dapat memprogram tag itu sendiri. Tetapi kelemahannya adalah user dapat membuat duplikat dari fag RFID yang tidak dapat dibedakan oleh sistem keamanan. Tersedia juga tag RFID yang hanya dapat dibaca dan telah diprogram pada proses produksi dengan nomor identifikasi yang unik. Sistem tersebut tidak memungkinkan pembuatan salinan (copy) dari tag RFID. Tingkat keamanan yang dimiliki oleh sistem fixed code ini sangat rendah. Sistem yang digunakan pada sistem rolling code beroperasi dengan cara yang sama dengan sistem fixed code tetapi kode rahasia pada tag RFID hanya berlaku untuk periode waktu tertentu. Pembaca RFID haruslah mempunyai kemampuan untuk menulis tag RFID dan kemudian tag tersebut dapat diprogram berulang kali. Sehingga setiap proses identifikasi sistem keamanan akan mengubah kode rahasia pada tag tersebut dan kode rahasia yang baru digunakan untuk proses identifikasi selanjutnya. Tingkat keamanan pada sistem rolling code ini lebih baik daripada sistem yang sebelumnya tetapi pertimbangan yang ada yaitu pada proses sinkronisasi kode rahasia. Sistem pembuktian yang sederhana disediakan oleh sistem RFID dengan perlindungan sebuah password. Data rahasia pada fag RFID dikirim setelah pembaca RFID mengirimkan data berupa password yang sesuai untuk membuktikan keabsahan dari pembaca RFID. Password tersebut ditransmisikan dalam plain text. Untuk sistem keamanan dengan banyak pengguna dengan password yang berbeda memiliki kekurangan yaitu total waktu komunikasi yang lama dikarenakan pembaca RFID harus mencari password dari database. Terdapat sistem gabungan antara sistem rolling code dan password. Pada sistem gabungan ini kode rahasia berubah-ubah dan password untuk melindungi kode rahasia yang tersimpan pada tag RFID. Masalah yang paling utama jika menggunakan sistem ini yaitu waktu komunikasi dan sinkronisasi dari password. Sistem ini memiliki tingkat keamanan yang tinggi. 4. CRYPTO TRANSPONDER Digital Signature Transponder merupakan alat crypto generasi kedua dari tag RFID di mana alat tersebut menggunakan sistem pertanyaan dan jawaban. Sistem ini diaplikasikan pada sistem pengamanan mobil. Sistem ini saling bertukar kunci enkripsi rahasia pada saat inisialisasi. Kunci tersebut tidak dapat dibaca, sedangkan yang dapat dibaca hanyalah respon dari transponder. Respon tersebut merupakan respon terhadap pertanyaan yang dikirimkan oleh sistem keamanan. Sistem keamanan mengirim sejumlah bit bilangan acak, yaitu pertanyaan, kepada transponder. Pengiriman bit-bit tersebut menggunakan Pulse Width Modulation. Kemudian pertanyaan tersebut dimasukkan ke dalam register pertanyaan pada transponder.
170
Jurnal llmiah llmu Komputer, Vol. 3 No. 2 Mei 2005: 163-172
Transponder Security System zj>| ChaBenpe Register
Random I Generator
*zzr
Encryptaon C rcuiay
a
Response Register
| Signature Response
Start/No S'^rt Gambar 10. Sistem Crypto Transponder
Respon R adalah fungsi dari kunci enkripsi Ke, challenge RAND, dan algoritma kriptografi Fc
R = f(Fc, RAND, Ke) Kemudian respon dikembalikan ke sistem keamanan dengan menggunakan metode Frequency Shift Keying (FSK). Keunggulan dari sistem ini yaitu: Respon selalu berbeda setiap waktu, tergantung kepada pertanyaan. Tidak ada bagian dari kunci enkripsi yang dikirim setelah inisialisasi Kunci enkripsi tidak dapat dibaca Transponder tidak dapat diduplikasi Kunci enkripsi dapat dikunci atau diubah dengan melakukan inisialisasi ulang Sistem pada transponder yang didesain beroperasi pada daya yang sangat rendah Capacitor
Mould Compound Antenna Gambar 11. Digital Signature Transponder
RFID Sebagai Teknologi ldentifikasi...(I.A. Lazarusli, S. Lukas, T. Anwar, I. Lay)
171
5. APLIKASI RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION Berbagai macam rancangan RFID dapat diimplementasikan dalam berbagai macam aplikasi. Sistem RFID ini digunakan untuk sistem penanganan barang pada proses pembuatan dan pendistribusian. Dengan menggunakan sistem RFID ini proses menjadi lebih cepat, aman, dan efisien ditambah dengan fitur anticollision sejumlah barang dapat diidentifikasi secara bersamaan. Pada aplikasi ini masalah lingkungan dan kecepatan mempunyai peranan yang penting. Sistem RFID ini juga dapat digunakan pada bidang transportasi. Tag RFID digunakan untuk menandai barang yang dibawa penumpang serta pengganti tiket penumpang untuk mencegah terjadinya antrian yang panjang. Pada bidang keamanan dan akses kontrol sistem RFID juga dapat diterapkan contohnya yaitu untuk sistem keamanan pada mobil, atau fasilitas tertentu, di mana untuk aplikasi ini dibutuhkan keamanan dengan level yang tinggi dan tidak dapat ditiru. Tag RFID yang sering digunakan untuk kebutuhan pada bidang keamanan ini yaitu generasi kedua dari tag RFID yaitu Digital Signature Transponder. 6.
KESIMPULAN
Kebutuhan akan tag RFID yang akan semakin bertambah di waktu yang akan datang dikarenakan kebutuhan dalam proses identifikasi dan keamanan yang semakin bertambah di mana kenyamanan, keefisiensian dan hemat waktu merupakan faktor penting. Semakin bertambahnya kebutuhan tersebut maka teknologi RFID akan terus berkembang untuk memperbaiki performanya sehingga meminimalkan kekurangan yang ada. Kekurangan tersebut seperti masalah anticollision serta pengoperasian pada daya yang tinggi. DAFTAR PUSTAKA [Men 1996] Menezes A.: Handbook of Applied Cryptography, CRC Press (1996), bab10 [Hon]
d'Hont S.: The Cutting Edge of RFID Technology and Applications for Manufacturing and Distribution, Texas Instrument TIRIS
[Das 2004] Das Raghu: RFID Explained, Free IDTechEx White Paper, 2004 Websites : [1] http://en.wikipedia.org/wiki/Rfid [2] http://io.ppi-jepang.org/article.php?id=11 [3] http://www.innovativeelectronics.com/
172
Jurnal llmiah llmu Komputer, Vol. 3 No. 2 Mei 2005: 163-172
