فردي نابينا وارد سوپرماركت ميشود، اجناس انتخابي خود را برداشته و با پرداخت اتوماتيك خارج ميشود. خانم خانه به هر قفسه فروشگاه كه نزديك ميشود صداي كالاي انتخابي خود را ميشنود.
همه مشتريان از ليست اجناس غيرمجاز لحظه به لحظه از روي شبكه مطلع ميشوند.مسوول خريد بيمارستان در هر لحظه مطلع ميشود چه دارويي را نبايد خريد كند.بسته گوشتي را كه از روي سوابق پزشكي شما تاييد شده، ميتوانيد خريد كنيد. در يخچال منزل مقدار برودت آن به طور اتوماتيك تعيين شده و مايكروفر هم ميداند چند درجه حرارت براي پختن آن لازم است.راننده متخلف به محض ورود به منطقه ممنوعه، به طور اتوماتيك جريمه ميشود.
اتومبيل پليس كنار هر اتومبيل ديگري بايستد سوابق راننده و وضعيت اتومبيل را تشخيص ميدهد.
حيوانات آموزشديده ميدانند به كدام مكان عمومي نبايد وارد شوند.پرونده قضايي يك مجرم در روز پرواز وي تكميل شده و تحت پيگرد قرار ميگيرد. بلافاصله در فرودگاه شناسايي ميشود. كارمند رديابي ميشود كه در ساعتهاي كاري چند بار محل كار را ترك كرده است.عملكرد پرستار ثبت ميشود كه وظايف مراقبت متوالي از بيمار را چگونه انجام داده است.مسافران مترو و هواپيما بدون حضور مامور كنترل بليط سوار ميشوند.
اينها همه به وسيله تكنولوژيRFID كه چندان جديد هم نيست، و به زودي فراگير ميشود، قابل اجرا هستند.
شناسايي با استفاده از فركانس راديويي
Radio Frequency Identification (RFID)، يك فنآوري است كه در توليد ليبلهايي به همين نام به كار ميرود. برچسبRFID را ميتوان برروي اشياي ريز و درشت و حتي حيوان و انسان نصب و يا همراه كرد. برخي برچسبها توانايي خواندن اطلاعات از چندين متر فاصله را دارند، حتي از فاصلههايي كه وراي ميدان ديد باشد. بيشتر برچسبهايRFID حداقل از دو بخش تشكيل ميشوند. يك بخش، مداري يكپارچه كه براي ذخيره و پردازش اطلاعات به كار ميرود و سيگنالها را با يكديگر تلفيق، يا آنها را تفكيك ميكند و همچنين ميتواند براي عملكردهاي ويژه ديگري به كار رود. دومين بخش، آنتني است كه براي دريافت و انتقال دادن اطلاعات به كار ميرود.
تكنولوژي جديدي به نامRFID بدون Chip (چيپ) وجود دارد كه امكان شناسايي برچسبها را بدون نياز به مدار فراهم ميكند. بنابراين، اين امكان را به وجود ميآورد كه برچسبهايRFID با قيمت ارزانتري نسبت به برچسبهاي قديمي چاپ شوند.
امروزه تاكيد زيادي براي سرمايهگذاري بر روي استفاده ازRFID وجود دارد كه با هدف تقويت كنترل كالاها و مديريت بهتر انجام ميگيرد.
تاريخچه برچسبهايRFID
در سال 1946 لئون ترمين، وسيلهاي را براي اهداف جاسوسي در اتحاد جماهير شوروي اختراع كرد كه ميتوانست امواج راديويي را به همراه اطلاعات صوتي انتقال دهد. امواج صوتي ديافراگمي را به لرزش درميآورند كه آرام آرام به يك تشديدكننده صدا تغيير شكل ميداد و موجب ميشد فركانس امواج راديويي منعكس شده تلفيق شوند. اگرچه اين وسيله به منظور شنود پنهاني صداها استفاده ميشد و نه به عنوان يك IDtag (برچسب شناسايي)، آن را به عنوان اولين فنآوريRFID به حساب ميآورند. (البته برخي نيز شروع استفاده از فنآوريRFID را به اواخر دهه 1960 نسبت ميدهند.)
اما ماريو كاردالو(Mario cardalo) مخترع، در سال 1973 پدر حقيقي اولينRFID پيشرفته (مدرن) به حساب ميآيد. RFID به شكل منفعل امواج راديويي را انتقال داده و داراي حافظه است. اين وسيله براي اولين بار در سال 1971 در فرودگاه نيويورك به كار رفت. همچنين از اين وسيله كه داراي حافظه 16 بيتي بود، براي استفاده در قسمت عوارضي فرودگاه نيز استفاده ميشد.
در اولين برنامه اقتصادي كه اين محصول در سال 1969 به سرمايهگذاران اقتصادي معرفي شد، كاربردهاي آن در حمل و نقل (شناسايي اتوماتيك وسايل نقليه، سيستم پرداخت عوارضي خودكار، اعلامهاي الكترونيكي، مسيريابي وسايل نقليه، نظارت بر كاركرد وسايل نقليه)، و نيز در امور بانكداري (كنترل اسناد به شكل الكترونيك، كارتهاي اعتباري الكترونيكي)، و همچنين در مسايل امنيتي (شناسايي پرسنل، دروازههاي خودكار، دزدگير) و امور پزشكي (شناسايي پروندههاي پزشكي بيماران)
معرفي شد.
انواع برچسبهايRFID
برچسبهايRFID از سه نوع متفاوت تشكيل شدهاند: منفعل(Passive) ، كنشگر(Active) و نيمه منفعل
(Semi-Passive)(مجهز به باتري). برچسبهاي) Passive منفعل) نيازي به نيروي دروني ندارند. بنابراين فقط وقتي فعال ميشوند كه يكreader در مجاورت آنها قرار بگيرد و به آنها نيرو بدهد. در حالي كهSemi-Passive وactive ها نياز به منبع نيرو (يك باتري كوچك) دارند.
Passive(منفعل)
RFIDهايpassive داراي منبع نيروي دروني نيست. به شكل لحظهاي جريان الكتريكي توليد شده در آنتن، توسط فركانسهاي راديويي نيروي لازم را براي مدار به وجود ميآورد تا اين وسيله به كار بيفتد و واكنش نشان دهد. برچسبهايPassive ،با بازگرداندن موج حامل صادر شده ازreader ، سيگنال توليد ميكنند. بنابراين آنتن بايد به شكلي طراحي شود كه هم از سيگنال دريافتي نيرو جذب كند و هم سيگنال بازگشتي را جابهجا كند.
برچسبهايPassive داراي دامنه بردي بين 10سانتيمتر تا چند متر هستند كه اين ميزان به طراحي شكل آنتن آنها و فركانس راديويي آنها بستگي دارد. به خاطر سادگي طرح، اين برچسبها بسيار مناسب براي توليد (از طريق چاپ كردن) هستند، مخصوصا آنتنهاي آنها به خاطر عدم وجود منبع تغذيه اين برچسبها كوچك است، بنابراين براي استفاده در فركانسهاي كمتر قابل نصب بر روي كارتهاي كوچك هستند.
Active(كنشگر)
برعكس برچسبهاي منفعل، ليبلهاي اكتيو يا فعال داراي منبع نيرو (باطري) داخلي هستند كه در مدار توليد نيرو و به سمتreader سيگنال پخش ميكند.
برچسبهاي فعال بسيار قابل اطمينانتر از منفعلها هستند. (و خطاي كمتري دارند) چون داراي توانايي برقراري ارتباط بين امواج وreader هستند.
برچسبهاي فعال به خاطر برخورداري از منبع نيروي خويش، با نيروي بيشتري نسبت به برچسبهاي منفعل امواج را انتقال ميدهند و اين مزيت باعث ميشود كه در محيطهايي مانند آب (از جمله بدن انسان و دامها كه از آب تشكيل شدهاند)، فلز (محتويات وسايل حمل و نقل، وسايل نقليه) و يا در فاصلههاي طولانيتر نسبت به سيگنالهاي ضعيف واكنشهاي بسيار قويتر توليد كنند. اما در عوض بزرگتر بوده و توليد آنها پرهزينهتر و عمر و كاركرد مفيد آنها بسيار كوتاهتر است. بسياري از برچسبهاي فعال امروزي داراي دامنه بردي تا صدها متر و داراي باتريهايي با طول عمر بيشتر از 10 سال هستند.برخي برچسبهاي فعال داراي سنسورهايي از قبيل كنترل حرارت هم هستند كه براي نشان دادن حرارت كالاهاي فاسد شدني مانند فرآوردههاي دارويي به كار ميروند. انواع ديگر سنسورها كه مرتبط با برچسبهاي فعال هستند، قابليت نشان دادن رطوبت، شوك، لرزه، نور، تشعشع، و حتي جوهايي مانند اتيلن را نيز دارند. برچسبهاي فعال به طور كلي دامنه بردهاي بالايي دارند. (حدود 500 متر) و نيز حافظه بيشتري نسبت به برچسبهايPassive دارند، همچنين داراي قابليت ذخيره اطلاعات اضافي -كه از فرستنده و گيرنده دريافت ميكنند- هستند.
وزارت دفاع ايالات متحده امريكا بيش از 15 سال است كه به شكل موفقيتآميزي از ليبلهايRFID فعال براي كاهش هزينههاي مربوط به تشكيلات نظامي و تقويت نظارت بر زنجيره منابع موجود استفاده ميكند.
Semi-Passive(نيمه منفعل)
برچسبهاي نيمه منفعل در مورد برخورداري از منبع نيرو در درون خود، مشابه برچسبهاي فعال هستند. اما باتري موجود در آنها فقط نيروي ميكروچيپ را تامين ميكند ولي سيگنال پخش نميكند. فرآيند انعكاس امواج راديويي بهreader مانند فرآيند موجود در فعالهاست.
دريافت امواج در مدارهاي نيمه منفعل داراي 3 مزيت عمده است:
1- حساسيت بالاتر نسبت به برچسبهاي منفعل
2- طول عمر بيشتر باتري نسبت به برچسبهاي فعال
3- ميتوانند عملياتهاي فعال (مانند كنترل حرارت) را با اتكا به نيروي ذخيره در خود انجام دهند، حتي در هنگامي كهreader موجود نباشد.
Tag attachment(ضميمه برچسب)
به طور كلي 3 نوع متفاوتRFID بر اساس ضميمههاي آنها وجود دارند: قابل ضميمه شدن، قابل جايگذاري، و قابل وارد كردن.
استفادههاي رايجRFID
استفاده از ليبلهايRFID آن قدر گسترده است كه نميتوان در اينجا آنها را برشمرد. از اين گذشته ميتوان براي آن موارد استفاده جديدتري نيز ايجاد كرد. در اينجا به چند مورد پرمصرف اشاره ميشود:
گذرنامهها
پديده RFID در بسياري از كشورها در گذرنامهها استفاده ميشود. اولين بار در كشور مالزي از اين فنآوري در گذرنامه استفاده شد (در سال 1998). علاوه برثبت اطلاعات بر روي گذرنامه، گذرنامههاي الكترونيكي مالزيايي، تاريخچه پروازها (زمان، تاريخ و مكان پرواز) و ورود و خروج از كشور را نيز ثبت كردند. استانداردهاي گذرنامههايRFID در سازمان بينالمللي پروازهاي غيرنظامي(IGAO) كنترل ميشود.
كارتهايRFID با آغاز سال 2006 در گذرنامههاي جديد گنجانده شدهاند.
ايالات متحده آمريكا 10 ميليون گذرنامه الكترونيكي در سال 2005 توليد كرده كه تخمين زده شده تا سال 2006، اين ميزان به 13 ميليون عدد برسد. در چيپهاي اين گذرنامهها علاوه بر همان اطلاعات گذرنامههاي قديمي يك عكس ديجيتالي از دارنده گذرنامه را نيز ثبت ميكنند. در گذرنامهها يك لايه فلزي باريك تعبيه خواهد شد تا پس از بسته شدن گذرنامه، ديگران نتوانند اطلاعات آن را بخوانند.
پرداختهاي مربوط به ترابري و حمل و نقل
در سرتاسر اروپا، به ويژه پاريس، ليون، مارسي در فرانسه و كشورهاي پرتغال، ايتاليا و بلژيك ازRFID براي سيستم پرداخت در ازاي استفاده از وسايل نقليه عمومي استفاده ميشود. اين سيستم تحت نظارت يك شركت استاندارد بينالمللي به نامcalyps است.
همچنين در ديگر نقاط جهان مانند سئول، هنگكنگ، ايالات متحده، روسيه، اسكانديناوي و دبي نيز از سيستمهاي مشابه استفاده ميشود.
Product tracking(رديابي كالا)
برچسبهايRFID كمكم در حال جايگزين شدن براي باركد كالاها هستند. در كشور كانادا از اين سيستم استفاده ميشود. در كتابفروشيها نيز از كارتهايRFID با فركانس بالا براي كنترل كالا و جلوگيري از سرقت كتابها استفاده ميشود.كارتهاي اعتباريAmerican Express نيز مجهز به برچسب فركانس بالايRFID هستند.
Automotive(صنعت اتومبيل)
برچسبهايRFID مايكروويو در دامنه بردهاي بلند نيز براي كنترل وسايل نقليه به كار ميروند. از سال 1990 برچسبهايRFID بر روي كليدهاي وسايل نقليه (اتومبيلها) به كار رفتهاند.
بدونRFID اختصاصي هر ماشين، ماشين روشن نميشود. همچنين كارخانجاتLexus وToyota نيز از اين فنآوري استفادهميكنند.
شناسايي حيوانات
RFIDهاي قابل جايگذاري براي شناسايي حيوانات ميتوانند استفاده شوند.
Transponderها (دستگاههاي گيرنده خودكار)شبيهRFID هايPassive هستند كه بر روي ميكروچيپ توليد شده و روي بدن حيوانات نصب ميشوند.
RFID در سيستم انبارداري
از كارتهايRFID براي حصول اطلاع دقيقتر از موجودي انبار نيز استفاده ميشود.
كاشت بر روي پوست بدن انسان
چيپهايRFID كه براي استفاده بر روي حيوانات طراحي شده بودند بر روي انسان نيز استفاده ميشوند. براي اولين بار در سال 1998 يك پروفسور انگليسي به نام كوين وارويك، چيپRFID را بر روي دست خود نصب كرد. نايتكلابهاي بارسلون اسپانيا و روتردام هلند از اين نوع چيپها براي شناسايي مشتريهايVIP استفاده ميكنند، كه همچنين براي پرداخت نوشيدني نيز ميتوان از آن استفاده كرد.
RFIDدر كتابخانهها
در ميان كاربردهاي متفاوتي كهRFID دارد در كتابخانهها نيز از اين فنآوري استفاده زيادي ميشود. اين فنآوري كمكم جايگزين باركدهاي قديمي شده است كه بر روي كالا
(كتاب،CD ،DVD ها) نصب ميشوند. همچنينRFID ميتواند عناوين مربوط به محصول، مانند عنوان كتاب و يا نوع ديگر محصولات را در خود ثبت كند. برچسبهايRFID به كار رفته در كتابخانهها (در آمريكاي شمالي) اغلب در اندازهاي حدود 50*50 ميليمتر و در اروپا در اندازه 75*50 ميليمتر است. همچنين ميتواند به عنوان محافظ امنيتي براي جلوگيري از سرقت كالا عمل كند كه جايگزين نوارهاي قديمي الكترونيك شده است.
از آنجايي كه ارقام ثبت شده بر روي برچسبRFID خوانا هستند ديگر نياز به باز كردن كتابها و يا جلدDVD ها براي خواندن مشخصات آنها نيست و اين امر از اصطكاك كالا جلوگيري ميكند.از آنجايي كه برچسبهايRFID روي كالا در حال حركت نيز قابل خوانده شدن هستند، كار صندوقدار نيز راحتتر شده و در وقت صرفهجويي ميشود. علاوه بر اين قفسههاي كتاب را ميتوان با سرعت بيشتري چيد بدون آنكه نياز به جابهجايي كتابها در آينده وجود داشته باشد.
مشكلات مربوط بهRFID
استفاده از ليبلهايRFID عليرغم مزاياي فراواني كه دارد، مشكلاتي را نيز با خود به همراه ميآورد كه در مواردي شيريني كاربرد آن را، به تلخي ميكشاند. چند تا از اين مشكلات و ناهمواريها چنيناند:
استانداردسازي جهاني؛ از آنجايي كه استاندارد هر كشوري در موردRFID ممكن است با كشور ديگر قدري متفاوت باشد، شكلهاي متعددRFID كه در آمريكا استفاده ميشوند با آنهايي كه در اروپا و ژاپن استفاده ميشوند، ناسازگاري دارند. هنوز استاندارد جهاني مثل باركد، برايRFID به وجود نيامده است.
دردسرهاي امنيتي؛ يكي از مشكلات امنيتي اوليه در مورد اين فنآوري، رديابي غيرقانوني برچسبهايRFID است. اين برچسبها كه در سرتاسر جهان قابل خوانده شدن هستند از نظر امنيتي در مورد مكان خصوصي افراد و امنيتهاي مربوط به كالا و يا امنيت نظامي، در معرض خطر قرار دارند.
براي جلوگيري از شبيهسازي برچسبها از رمزگذاري(Cryptography) استفاده ميكنند. بعضي برچسبها داراي كد در حال چرخش هستند كه پس از هربار اسكن كردن تغيير ميكند. برچسبهاي رمزدار و يا رمزگذاري شده بسيار گرانتر از انواع معمولي آنها بوده و در نتيجه از اين نوع برچسبها كمتر استفاده ميشود.
ويروسها؛ در سال 2006، شركتArstechnica از يك ويروس گزارش داد كه باعث پر شدن بيش از اندازه حافظه موقت كامپيوتر ميشد و احتمال داشت سيستم انتقال بار در فرودگاه را مختل كند و يا اطلاعات محرمانه موجود در گذرنامهها را بخواند.
گذرنامهها؛ براي ايمنتر ساختن گذرنامهها، چندين كشور گذرنامههاي خود را بهRFID مجهز كردهاند. اگر چه رمز موجود بر روي چيپهاي كشور انگلستان پس از 48 ساعت هك شد، پس از آن محققان اقدام به شبيهسازي اطلاعات گذرنامه كردند تا امنيت گذرنامه در هنگام فرستاده شدن (پست شدن) به صاحبش حفظ شود.
حريم خصوصي؛ چالشي بحثبرانگيز!
كاربردRFID ، واكنشهايي را هم در جامعه برانگيخته است. تنها دولتها نيستند كه نگران هك شدن اطلاعات يا گذرنامههاي تقلبي هستند. مردم نيز براي خود حريمي دارند كه مايل نيستند در هر لحظه توسط عوامل مختلف دولتي يا در فعاليتهاي روزمرهشان فاش شود.
شما چه احساسي خواهيد كرد اگر روزي متوجه شويد كه لباس زير شما در مورد مكانهاي مختلفي كه به آنجا ميرويد گزارش ميدهد؟ سناتور ايالت دبرابوون در يك سخنراني در سال 2003 اين موضوع را مطرح كرد.
استفاده از تكنولوژيRFID چالش قابل ملاحظهاي ايجاد كرده و حتي منجر به تحريم بعضي كالاها از طرف گروههاي طرفدار حريم خصوصي مشتريان، شده است. (براي مثال كاترين آلبرشت و ليزمك اينتاير از شركتCASPIAN كه بهRFID نام <چيپ جاسوس>]spychip[ دادهاند.)
دو موضوع اصلي مربوط به حريم خصوصي در موردRFID عبارتند از:
- از آنجايي كه خريدار كالايي كه بر روي آنRFID نصب باشد، لزوما از وجود آن اطلاعي ندارد و اين برچسب تا فاصلههاي گاه دور هم قابل خواندن است، (بدون اطلاع دارنده آن) امكان دسترسي به اطلاعات حساس و محرمانه در مورد شخص و بدون رضايت او به وجود ميآيد.
- اگر يك كالاي برچسبدار خريداري شده توسط كارت اعتباري(credit card) پرداخت شده باشد، كه دارايRFID باشد، امكان شناسايي هويت خريدار از طريقID منحصر به فرد موجود در كارت اعتباري او (كه به شكل جهاني است) وجود دارد.
بيشتر نگرانيها در اين باره است كه برچسبهايRFID كه به محصولات توليد شده وصل ميشوند حتي پس از خريداري شدن محصول نيز، عمل ميكنند. بنابراين ميتوان از آنها براي نظارت و تحت نظر گرفتن ديگران استفاده كرد يا در اهدافي غير از موارد استفاده براي اين محصول از آن استفاده كرد. نگرانيهاي موجود منجر به استفاده از برچسبهايي جديد به نام clipped tags (برچسبهاي اصلاح شده) شده است. از اين برچسبها براي افزايش دادن امنيت حريم خصوصي مشتريان استفاده شده است. اين برچسبها توسط شركتIBM طراحي شدند. پس از خريد كالا مشتري ميتواند بخشي از روي برچسب را بكند در نتيجه برچسب موجود فقط در فاصلههاي نزديك (چند سانتيمتري) عمل ميكند، اين برچسبها همچنين قابل بازيافت خواهند بود.
بد نيست به اين چند مورد اعتراض و مقاومت در برابر كاربردRFID نيز اشارهاي شود:
- توانايي برچسبهايRFID در نقض حريم خصوصي استفادهكنندگان آن، در يك برنامه pilot توسط شركتGillette به نمايش گذاشته شد، كه با تعبيه قفسههاي هوشمندtesco در كمبريج انگلستان انجام شد. به اين شكل كه آنها به صورت خودكار از خريداراني كه تيغهاي مجهز به برچسبRFID را از قفسهها برميداشتند تا اطمينان حاصل كنند آيا اين فنآوري براي جلوگيري از سرقت از مغازهها به كار ميرود، عكس گرفتند. اين آزمايش منجر به تحريم خريد از محصولات دو شركتGillette و Tesco توسط مردم شد.
- در موردي ديگر كه توسط روزنامه Chicago sun -timesاز آن پردهبرداري شد، قفسههاي فروشگاهwal mart در شهر آكلاهاماي آمريكا مجهز بهreader هايي شدند كه محتويات جعبههاي روژ لب شركتmax factor را رديابي كنند. تصاويري كه از طريقweb cam قفسهها را نشان ميدادند تا 750 مايل (1200 كيلومتر) قابل رديابي بودند كه ميتوانستند نشان دهند در چه زماني اين روژ لبها از روي قفسهها برداشته شدهاند و همچنين مشتريان را نيز در حال حركت نشان ميدادند.
- در ژانويه 2004 حمايتكنندگان حقوق شخصي مشتريان از انجمن CASPIAN و FoeBud (آلمان) به كنفرانسي از طرف شركتMETRO دعوت شده بودند كه در آنجا پروژهRFID Pilot نصب شده بود. به شكل اتفاقي اطلاع حاصل شد كه دستگاههايMETRO كه براي دريافت پول از مشتريان طراحي شده بودند و حاويRFID بودند ID (هويت) مشتريان را در خود ثبت ميكردند. اين موضوع نه براي مشتريان و نه براي حمايتكنندگان حقوق شخصي مشتريان فاش نشده بود. اين موضوع عليرغم ادعاي شركتMETRO اتفاق افتاده بود كه اطلاعات مربوط به هويت هيچ مشتري رديابي نميشود و موضوع استفاده ازRFID نيز به كلي از ديد ديگران پنهان مانده بود.
RFIDو هكرها
RFID يكي از موضوعهاي اصلي بحث انجمن chaos communication congress در سال 2006 در آلمان و بخش عمدهاي از عناوين روزنامهها بود. عناويني از قبيل گذرنامههاي الكترونيك، رمزگذاري و همچنين بليطهاي جام جهاني فوتبال .2006 بحث در مورد اين بود كه چگونهRFID براي اولين بار به شكل واقعي در سطح جهاني در جام جهاني فوتبال 2006 مورد استفاده قرار گرفت.
در 22 جولاي سال 2006، خبرگزاري رويتر گزارش داد كه دو نفر هكر، در كنفرانسي در نيويورك نشان دادند كه فنآوريRFID و سيگنالهاي آن قابل شبيهسازي و هك شدن هستند و آن طوركه پيش از آن گفته شده بود، از نظر امنيتي ايمن نيستند.
با اين همهRFID به خاطر مزاياي فراواني كه دارد، راه خود را باز ميكند.
