Spis treści:
Technologii RFID dnes v každodenním životě používá téměř každý – ať už v obchodě, v práci nebo ve vozidlech veřejné dopravy. Jak ale tato technologie vlastně funguje?
RFID je zkratka pro Radio-Frequency IDentification, což doslova znamená “radiofrekvenční identifikace”. Samotný název skrývá důležité informace o základech RFID. Dnes se na tuto technologii podíváme z technického hlediska – vysvětlíme si, jak vlastně bezkontaktní přenos dat funguje a v jakých režimech mohou pracovat čtecí zařízení a bezkontaktní značky.
Začněme základními informacemi
RFID je bezdrátová komunikační technologie krátkého dosahu, která umožňuje výměnu dat (v digitální podobě) mezi zařízeními vzdálenými (obvykle) několik centimetrů až metrů. Přesná hranice dosahu závisí na řadě faktorů – na frekvenčním pásmu, konstrukci antény čtečky, konstrukci tagu, ale také na použitém komunikačním standardu nebo konečně na materiálech v bezprostřední blízkosti obou antén.
Technologie RFID se dělí do tří kategorií v závislosti na použité části spektra elektromagnetických vln: LF (125 kHz), HF (13,56 MHz) a UHF (433 MHz a 860-960 MHz). Nosná frekvence významně ovlivňuje možnosti dané technologie, a tedy i rozsah aplikací. Systémy LF RFID se například používají v systémech kontroly přístupu a při označování zvířat pomocí implantovatelných čipů; technologie HF zahrnují standardy NFC (běžně používané mimo jiné pro bezkontaktní platby), zatímco tagy a čtečky UHF lze použít například k označování chirurgických nástrojů nebo přepravních kontejnerů.
Komunikační tok čtečka - tag
Komunikace RFID je založena na indukční vazbě mezi dvěma cívkami: jednou umístěnou ve čtečce a druhou zabudovanou v tagu, který má obvykle podobu bezkontaktní karty (k dispozici jsou však také klíčenky, nálepky, dřevěné hřebíky, skleněné kapsle pro podkožní implantaci nebo dokonce náramky).
Když čtečka RFID generuje střídavé elektromagnetické pole o základní frekvenci v závislosti na použitém pásmu (LF, HF, UHF). Pokud se tag RFID dostane do dosahu tohoto pole, je energie ze čtečky “zachycena” cívkou tagu – napětí indukované v anténě je sice poměrně malé, ale dostatečné k napájení a aktivaci malého integrovaného obvodu tagu. Po aktivaci začíná komunikační proces. Čtečka začne posílat požadavky na tag, který na ně odpoví přenosem informací uložených v paměti. Tyto informace mohou zahrnovat identifikátory, údaje o uživateli, odkazy nebo jiné nezbytné údaje vyžadované aplikací.
Režimy komunikace RFID
Existují dva základní režimy fungování komunikace RFID: aktivní a pasivní. Pasivní režim, který využívá k napájení magnetické pole zachycené anténou tagu, jsme již stručně popsali dříve. V aktivním režimu naopak čtečka i tag vytvářejí magnetické pole (obě zařízení proto musí mít vlastní zdroj energie), což umožňuje obousměrnou komunikaci – například při placení bezkontaktním telefonem (terminál i chytrý telefon mají nezávislé zdroje energie, i když s různými funkcemi: terminál funguje jako čtečka, zatímco telefon jako tag).
V případě již zmíněné technologie NFC, může být každé zařízení navrženo tak, aby fungovalo v jednom ze tří režimů: komunikace Peer-to-Peer (dvě zařízení s NFC si vyměňují data, což je do jisté míry podobné tomu, co se děje například u připojení Bluetooth), čtečka NFC (zařízení s modulem NFC, například smartfon, může číst informace ze štítků a v některých případech do nich dokonce zapisovat malé množství dat) nebo emulace bezkontaktní karty (Zařízení NFC funguje jako tradiční bezkontaktní karta, například platební karta). Jak již víte, některá zařízení mohou pracovat ve více než jednom režimu – příkladem může být například moderní chytrý telefon, který může se správným softwarem fungovat v kterémkoli z těchto tří režimů.
Rozsah přenosu a zabezpečení NFC
Vzhledem k velmi krátkému pracovnímu dosahu, NFC je považováno za relativně bezpečné – například platební karty, které fungují podle normy ISO/IEC 14443 typu A, mají dosah omezený na 4..10 cm (v praxi je však mnohem kratší), což potenciálním zlodějům ztěžuje neoprávněné čtení karet obětí, např. v přeplněném autobuse.
Je také dobré vědět, že tagy pracující podle jiné normy – ISO/IEC 15693 – si mohou vyměňovat data se čtečkou na vzdálenost až několika desítek centimetrů (podle některých zdrojů dokonce 1,5 metru!), což je samozřejmě užitečné například v aplikacích automatické identifikace objektů ve skladech.
Nicméně stejně jako každá bezdrátová technologie může být i NFC zranitelná různými typy útoků. Mnoho aplikací NFC, které jsou kritické z hlediska bezpečnosti (např. výše zmíněné bezkontaktní platby), zahrnuje další bezpečnostní mechanismy, jako je šifrování nebo autentizace, aby se zvýšila ochrana proti neoprávněnému použití odcizeného nebo “odposlouchávaného” štítku.
Další využití RFID
Technologie RFID se kromě bezkontaktních plateb nebo kontroly přístupu používá také při prodeji elektronických jízdenek (například ve veřejné dopravě), studentských průkazů nebo moderních průkazů do knihoven. Lze jej také použít k rychlému připojení zařízení, jako jsou sluchátka nebo reproduktory, k mobilnímu telefonu a k výměně informací (např. fotografií) mezi dvěma zařízeními. Nálepky RFID mohou být použity například v interaktivních muzejních expozicích, kde umožňují návštěvníkům přístup k dalším informacím o konkrétním exponátu. Technologie radiofrekvenční identifikace se také osvědčuje, například při elektronickém označování zboží v moderních skladech.
