Visão interna: RFID no mundo moderno. Parte 1: RFID em casa


Mais etiquetas RFID para o deus das etiquetas RFID!

Quase 7 anos se passaram desde a publicação do artigo sobre etiquetas RFID . Ao longo dos anos viajando e hospedando-se em vários países , um grande número de etiquetas e cartões inteligentes RFID se acumulou em seus bolsos: cartões seguros (por exemplo, autorizações ou cartões bancários), passes de esqui, bilhetes de transporte público, sem os quais em alguns Países Baixos é absolutamente nada, então outra coisa.

Em geral, é hora de descobrir todo esse zoológico, apresentado no KDPV . Em uma nova série de artigos sobre RFID e cartões inteligentes, continuarei a narrativa prolongada sobre o mercado, as tecnologias e a estrutura interna dos microchips , sem os quais nossa vida cotidiana não é mais concebível, desde o controle da circulação de mercadorias (por exemplo, casacos de pele ) até a construção de arranha-céus. . Além disso, durante esse período, novos jogadores (por exemplo, chineses) se destacaram, além do NXP , que tem um ponto sensível, do qual vale a pena falar.

Como de costume, a narrativa será dividida em partes temáticas, que vou postar, na medida do possível, oportunidades e acesso a equipamentos.

Prefácio


Portanto, vale a pena lembrar que a abertura de etiquetas para mim foi uma continuação do hobby de trabalhar com microscopia eletrônica e cortar o chip da nVidia em 2012. Nesse artigo , a teoria do funcionamento das etiquetas RFID foi revisada brevemente e várias das etiquetas mais comuns e disponíveis na época foram abertas e desmontadas.

Talvez haja pouco que possa ser adicionado a este artigo hoje: todos os mesmos 3 (4) padrões mais comuns são LF (120-150 kHz), HF (13,65 MHz - a grande maioria das tags funciona nessa faixa), UHF (na verdade aqui duas faixas de frequência 433 e 866 MHz), seguidas por outras menos conhecidas ; os mesmos princípios de operação - indução por onda de rádio da potência do chip e processamento do sinal recebido com a saída da informação de volta ao receptor.

Em geral, uma etiqueta RFID se parece com isso: substrato, antena e o próprio chip.

Tag-it tag da Texas Instruments

No entanto, a “paisagem” da aplicação dessas marcas na vida cotidiana mudou seriamente.

Se em 2012 a NFC ( Near-Field Communication ) era algo estranho em um smartphone, não está claro como e onde usá-lo. Gigantes como, por exemplo, a Sony, promoveram ativamente NFC e RFID, como uma maneira de conectar dispositivos (um alto-falante do primeiro Sony Xperia, que se conecta magicamente ao tocar no telefone - Uau! Conteúdo de choque! ) E mudar de estado (por exemplo, eles chegaram em casa, Corremos a etiqueta, o telefone ligou o som, conectado ao WiFi, etc.), o que, na minha opinião, não era muito popular.

Então, em 2019, apenas o preguiçoso não usa cartões sem fio (todos os mesmos NFC em geral), telefones com cartões virtuais (a irmã exigia NFC com urgência ao trocar o telefone) e outros "simplificadores" da vida com base nessa tecnologia. Os RFIDs se tornaram parte integrante de nossas vidas diárias: passes de ônibus únicos, cartões para acesso a muitos escritórios e não apenas a prédios, mini-carteiras dentro de organizações (como CamiPro na EPFL ) "e assim por diante".

Na verdade, é por isso que um número tão grande de tags foi acumulado, cada um dos quais quero abrir e ver o que está oculto lá dentro: de quem é o chip instalado? Ele está protegido? Que tipo de antena é essa?

Mas as primeiras coisas primeiro ...

Foram esses pedacinhos de silício que fizeram do mundo o que conhecemos hoje

Algumas palavras sobre a abertura de tags


Deixe-me lembrá-lo de que, para chegar ao próprio chip, é necessário realizar o descontinuamento do produto usando alguns reagentes químicos. Por exemplo, remova o invólucro (geralmente um cartão ou uma marca redonda do plástico dentro do qual a antena está localizada), desconecte cuidadosamente o chip da antena, lave-o da cola / isolador, às vezes remova as partes da antena firmemente soldadas às almofadas de contato e só então veja chip e seu layout.


O reprocessamento é um sentimento complicado

Nos últimos anos, os materiais usados ​​para montar os chips foram incrivelmente aprimorados. Por um lado, isso aumentou a confiabilidade da fixação do chip e reduziu o número de defeitos; por outro lado, simplesmente ferver em acetona ou ácido sulfúrico concentrado para dissolver ou queimar os orgânicos agora deixará de lavar o chip. É preciso refinar-se, selecionar uma mistura de ácidos para remover camadas desnecessárias, mas ao mesmo tempo não danificar a metalização do chip do motor de chama.

Dificuldades de desprocessamento: quando a cola não é lavada do chip sob quaisquer condições ... A seguir, LM - microscopia a laser, OM - microscopia óptica


Ou mais ...

Às vezes, é claro, um pouco mais de sorte e o chip, mesmo com uma camada isolante, mostra-se relativamente limpo, o que não afeta muito a qualidade da imagem:


Nota: o manuseio de ácidos e solventes concentrados deve ser realizado em uma área bem ventilada e de preferência ao ar livre! Não tente repetir isso em casa, na cozinha!

A parte prática


Como já observei no início do artigo, em cada parte serão apresentados tipos separados ou vários rótulos: transporte (transporte público e passes de esqui), protegido (principalmente cartões inteligentes), "todos os dias" e assim por diante.

Vamos começar hoje com as tags mais simples que podem ser encontradas em quase todos os lugares. Vamos chamá-los de "etiquetas do dia a dia", porque você pode encontrá-los em quase todos os lugares: desde o número na maratona até a conferência e entrega de mercadorias.

As etiquetas abordadas neste artigo estão destacadas em azul.

Tags UHF de longo alcance


Muitos leitores de Habr estão envolvidos e adoram esportes. Nos últimos anos, houve uma tendência pronunciada a participar de várias raças, meias maratonas e até maratonas. Por uma medalha, às vezes não é pecado correr 10 km .

Geralmente, antes do início do evento, é emitido um número de participante com pequenas inserções de espuma nas laterais, atrás das quais, horrorizada, está a notória etiqueta RFID.Pessoas paranóicas definitivamente precisam estar atentas ao participar desses eventos! Na verdade não. Como uma largada em massa é usada nessas competições, é necessário registrar o tempo de cada participante desde o momento em que cruzam a linha de partida até a linha de chegada. Percorrendo um quadro especial na forma de portões de início e de término, cada participante inicia e, consequentemente, para o cronômetro invisível.

Os rótulos são mais ou menos assim:

Como a prática demonstrou, mesmo na Suíça, existem pelo menos duas tags usadas nesse tipo de evento público. Eles diferem tanto nas antenas (condicionalmente, estreitas e amplas) quanto no dispositivo do chip. É verdade que, nos dois casos, esse é o chip mais comum, sem proteção, sem frescuras e, aparentemente, com pouca memória. E, como a prática demonstrou, também desse fabricante - IMPINJ .

É difícil para mim avaliar se algo está escrito no chip, provavelmente serve apenas para identificar. Se você souber mais - escreva nos comentários!

Chip IMPINJ e antena larga

Esta marca já atingiu os cortes para os artesãos . Mais informações sobre a etiqueta Monza R6 do fabricante americano IMPINJ podem ser encontradas aqui (pdf) .

Imagens LM (esquerda) e OM (direita) com ampliação de 50x.
A imagem em HD pode ser baixada aqui

Outro rastreamento de tempo parece um pouco mais complicado do que o chip Monza R6, embora não haja marcação no chip, por isso é difícil compará-los.

Chip "UFO" do fabricante "desconhecido"

Como se viu durante as danças com um pandeiro em torno deste chip: o fabricante é o mesmo - IMPINJ, e o codinome do chip é Monza 4. Mais informações podem ser encontradas aqui (pdf)

Imagens LM (esquerda) e OM (direita) com ampliação de 50x.
A imagem em HD pode ser baixada aqui

Perto de etiquetas de campo em transporte e logística


Vamos além: as etiquetas RFID são usadas com sucesso em transporte e logística para contabilidade de mercadorias automatizada / semi-automatizada.

Por exemplo, quando pedi óculos RayBan, uma etiqueta RFID semelhante foi instalada dentro da caixa. O chip está marcado como SL3S1204V1D a partir de 2014 e fabricado pela NXP.

Uma das dificuldades de se trabalhar com o RFID moderno é lavar o chip da cola e do isolamento ...

Informações sobre o rótulo podem ser encontradas aqui (pdf) . Padrão de classe / etiqueta - EPC Gen2 RFID. A propósito, no final do documento, é divertido assistir ao log de alterações, que demonstra parcialmente o processo de colocar uma tag no mercado. Entre os aplicativos listados inventário (gerenciamento de inventário) no varejo e na moda. Portanto, na próxima vez que você comprar itens relativamente caros (mais de 200 dólares), observe com mais atenção; talvez você também encontre uma etiqueta semelhante.

Imagens LM (esquerda) e OM (direita) com ampliação de 50x.
HD decidiu não fazer ...

Outro exemplo é outra caixa (embora não me lembre de onde a peguei), na qual essa tag de "mercadoria" foi colada por dentro.

Infelizmente, não encontrei a documentação para esse chip em particular, no entanto, no site da NXP, há um pdf para o chip duplo SL3S1203_1213 . O chip é fabricado de acordo com o padrão EPC G2iL (+) e parece ter proteção contra alarme de violação. Funciona primitivamente, apenas quebrar o jumper OUT-VDD faz com que o sinalizador seja acionado e a etiqueta não funcione.

Tem algo a acrescentar? Escreva nos comentários!

Imagens LM (esquerda) e OM (direita) com ampliação de 50x.
A imagem em HD pode ser baixada aqui

Conferências e Exposições


Um caso típico de uso de RFID para identificação rápida de uma pessoa são vários crachás em conferências, exposições e outros eventos. Nesse caso, o participante não precisa deixar seu cartão de visita ou trocar contatos da maneira tradicional, basta trazer o crachá ao leitor e todas as informações de contato já foram migradas para o contra-agente. E isso além do tradicional registro e entrada na exposição.

Dentro da etiqueta que recebi após a exposição da indústria IMAC havia uma antena redonda com um chip da NXP MF0UL1VOC, ou seja, a nova geração MIFARE. Informações detalhadas podem ser encontradas aqui (pdf) .

Um dos exemplos típicos do uso de emblemas inteligentes no IMAC

Imagens LM (esquerda) e OM (direita) com ampliação de 50x.
A imagem em HD pode ser baixada aqui

A propósito, para quem gosta de ver não apenas a parte do hardware, mas também a parte do software da tag - abaixo apresentarei capturas de tela do programa NFC-Reader, onde você também pode ver o tipo e a classe da tag, tamanho da memória, criptografia, etc.


Chip inesperadamente protegido


Concluindo, gostaria de observar a última tag que foi analisada na primeira coorte de tags "todos os dias". Entendi desde o momento da cooperação com a Prestigio. O principal objetivo do rótulo é realizar alguma ação predefinida, por exemplo, no ecossistema de uma casa inteligente (acenda a luz, comece a tocar música etc.). Imagine minha surpresa que, em primeiro lugar, abri-lo ainda era aquele entretenimento e, em segundo lugar, dentro de mim havia surpresas surpresas na forma de um chip totalmente protegido.

Bem, você deve adiá-lo para tempos melhores, quando se trata de chips protegidos - retornaremos a ele. A propósito, quem estiver interessado em um pouco mais familiarizado com as possibilidades de proteção e aplicação de RFID em vários campos de atividade - recomendo esta apresentação relativamente recente .

Em vez de uma conclusão


Não terminamos isso com tags "todos os dias", na segunda parte, aguardamos o maravilhoso mundo do RFID chinês e até com chips chineses. Fique atento!



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E sim, por favor, escreva sobre as deficiências observadas no texto no PM.

Source: https://habr.com/ru/post/pt465009/


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