651 | S t r o n a

Gospodarka Materiałowa i Logistyka nr 5/2014
WYKORZYSTANIE ALGORYTMU AES W TECHNOLOGII RFID
THE USE OF ALGORITHM AES IN RFID TECHNOLOGY
Tomasz WAŚNIEWSKI
Wojskowa Akademia Techniczna
Wydział Mechaniczny
Instytut Logistyki
Andrzej SZYMONIK
Politechnika Łódzka
Wydział Organizacji i Zarządzania
Katedra Zarządzania Produkcją i Logistyki
Identyfikacja radiowa towarów w systemie logistycznym to nowa technologia dynamicznie rozwijająca
się, która przynosi ogromne korzyści wydajności pracy oraz pozwala zautomatyzować wiele procesów
logistycznych. W artykule przedstawiono problem dotyczący bezpieczeństwa i prywatności danych wymienianych
poprzez systemy RFID. Wskazano potrzeby rozwiązania symetrycznego, uwierzytelniania dla systemu RFID przy
zastosowaniu niewielkich matryc i niskiego poboru mocy.
Opisano możliwości implementacji algorytmu AES w metkach RFID.
Radio frequency identification of goods in the logistics system is a new technology rapidly growing,
which brings enormous productivity benefits and automates many of the processes of logistics. Presents
a problem with the security and privacy of data exchanged via RFID systems. Presents the problem of solutions
symmetric authentication for RFID using small matrices and low power consumption.
Describes the possibilities of implementation of the AES algorithm in RFID tags.
Słowa kluczowe: identyfikacja radiowa (RFID), symetryczne szyfrowanie, Advanced Encryption Standard (AES).
Keywords: Radio Frequency Identification (RFID), symmetric encryption, Advanced Encryption Standard
(AES).
1. W S T Ę P - R Y S HI S T OR Y C ZN Y
Celem artykułu jest wykazanie możliwości zastosowania algorytmu symetrycznego
AES w technologii RFID. Badania przeprowadzono na zastosowaniu nowego protokołu do
komunikacji pomiędzy nowymi tagami z wbudowanym modułem AES a systemem RFID.
W artykule zwrócono uwagę na problem poboru mocy jaka musi być wyemitowana przez
głowicę RFID. Przedstawiono zmiany konstrukcyjne w układzie scalonym stosowanym w
RFID z zaimplementowanym modułem AES.
Technologia RFID (ang. Radio-Frequency Identification) sięga czasów II Wojny
Światowej. Sir Robert Watson –Watt w 1935r. zastosował lokalizację samolotów za pomocą
radia. W ten sposób Brytyjczycy opracowali pierwszy system automatycznej identyfikacji
swój – obcy, IFF (ang. Identify Friend or Foe). W każdym samolocie umieszczono nadajnik,
za pomocą którego możliwe było wysyłanie odpowiedniego sygnału do stacji radarowych na
651 | S t r o n a
Gospodarka Materiałowa i Logistyka nr 5/2014
ziemi. Tak identyfikowano, czy samoloty należały do „przyjaciół” czy do „wrogów”
(Thornton F., 2006, s. 30).
Zasada działania RFID opiera się na wysłaniu z nadajnika fali radiowej do transpondera, która
zostaje odbita.
W 1973 roku dr Mario W. Cardullo, wynalazł pierwszy aktywny znacznik radiowy
z pamięcią wielokrotnego zapisu. W tym samym roku przedsiębiorca z Kalifornii, Charles
Walton, odkrył zastosowanie pasywnego transpondera do otwierania drzwi bez użycia klucza.
Sposób opiera się na zasadzie odczytu poprawnego numeru identyfikacyjnego zapisanego
w znaczniku przez czytnik umieszczony przy drzwiach. W tym czasie technologią
zainteresował się Rząd Stanów Zjednoczonych. Wydział Energetyki zlecił placówce Los
Alamos National Laboratory (LANL) badania nad zastosowaniem RFID do śledzenia
pojazdów i materiałów radioaktywnych. Z kolei Departamentowi Rolnictwa zależało na
wykorzystaniu technologii do śledzenia zwierząt w celu kontroli rozprzestrzeniających się
chorób.
Naukowcy z Los Alamos obmyślili sposób umieszczenia transpondera w ciężarówce,
a czytnika na bramkach bezpieczeństwa. Kiedy ciężarówka przejeżdża przez bramkę
dochodzi do odbicia fali elektromagnetycznej i przesłania informacji, takich jak dane
kierowcy, czy kod wiezionego materiału. Projekt został skomercjalizowany w połowie lat
80-tych i wykorzystany do opracowania automatycznych systemów opłat drogowych, które
stosowane są obecnie na całym świecie.
W odpowiedzi na żądania Departamentu Rolnictwa, narodowe laboratorium USA
zaproponowało wykorzystanie pasywnego znacznika RFID w celu lokalizowania bydła,
którym podawano leki i hormony. Ten system pasywny wykorzystywał fale radiowe UHF
(ultra high frequency; od 300 MHz do 3 GHz) oraz technikę rozproszenia wstecznego, co
oznacza,
że
układ
elektroniczny
znacznika
zmienia
impedancję
anteny
zgodnie
z zakodowanym wzorcem i odbija część fali z powrotem w kierunku czytnika ( Grabia M.,
2006 r., s. 2.).
System działający na niskiej częstotliwości (125 kHz) oraz zmniejszonym rozmiarze
znaczników, które wszczepia się do dziś pod skórę zwierząt. Karty identyfikacji personalnej
wykorzystywane w korporacjach umożliwiające wejście i wyjście z biura działają na tej samej
częstotliwości.
Użytkowanie systemów działających na wysokich częstotliwościach (13,56 MHz),
wymaga uregulowań prawnych. Te systemy wykorzystywane są między innymi do śledzenia
652 | S t r o n a