RFID: ад или рай?
17 июнь, 2004 - 23:00Сергей МитилиноИнформация о проектах, использующих технологию радиометок, приходит нынче отовсюду. Идею отличает простота, граничащая с гениальностью: для идентификации товара и не только предлагается применять микроскопические чипы со встроенным радиопередатчиком. Они запитываются от энергии принятого сигнала, что позволяет обходиться без громоздких батарей. Для считывания информации с чипа достаточно поднести к нему на определенное расстояние (от сантиметров до нескольких метров) активный сканер. По данным исследовательской фирмы VDC, на сегодняшний день рынок RFID оценивается в 700 млн. долл., а к 2007 г. общий объем продаж и услуг должен достичь 2 млрд.
История Auto-ID
Ключевую роль в нынешнем массовом увлечении RFID сыграл исследовательский центр Auto-ID, организованный при Массачусетском технологическом институте 1 октября 1999 г. Этому событию предшествовал год напряженных поисков, последовавших за созданием "системного подхода к автоматической идентификации объектов" в 1998 г. Его авторы -- доктор Дэвид Брок (David Brok) и профессор Санджай Сарма (Sanjay Sarma).
Впрочем, некий Марио Кардулло (Mario Cardullo) оспаривает права на RFID. В своих кратких "мемуарах" он утверждает, что идея пассивных электронных запоминающих устройств-меток стала одной из причин образования в 1969 г. компании под названием Communications Services Corporation, или ComServ. В 1973 г. они получили патент на "небольшое портативное устройство, которое легко спрятать, а в случае необходимости прикрепить или вмонтировать в различные объекты". В качестве памяти инженеры использовали ферритовые кольца, позволившие им создать нечто не слишком уж портативное по нынешним меркам, но способное запомнить до 16 бит данных.
Кардулло продемонстрировал свое изобретение в различных транспортных и правительственных организациях. Было даже выдвинуто предложение использовать систему для организации противоугонной службы для автотранспорта. Все тщетно -- даже сегодня многие сомневаются в экономической эффективности радиометок, а в семидесятых никто не хотел даже слышать об этом.
В другом документе утверждается, что первыми предпосылками к созданию меток стала работа Харри Стокмана (Harry Stockman) Communication by Means of Reflected Power, опубликованная в 1948 г. и описывающая коммуникационное устройство, функционирующее только под воздействием внешнего радиоизлучения. Конечно, в истории нашлось место для первых известных примеров применения методики: система опознавания "свой-чужой" в авиации и однобитные противоугонные устройства EAS (Electronic Article Surveillance).
В 80-х из состава Лос-Аламосской лаборатории, участвовавшей в разработке концепции, выделились компании Identronix и Amtech. А с 1987 г. начали приходить сведения о коммерческих реализациях RFID. Первая в мире инсталляция подобной системы была осуществлена в Норвегии на железной дороге, затем последовал аналогичный проект в США, а упомянутые выше порты решили оснастить радиометками автобусы, проходящие через туннель Линкольна. Популярность различных применений технологии выросла после конференции, проведенной в 1973 г. Bridge Turnpike and Tunnel Association и United States Federal Highway Administration, участники которой пришли к выводу, что пока страна не нуждается в едином стандарте RFID.
В 90-е годы началось активное применение радиосистем для оплаты дорожных сборов на скоростных магистралях. Автомобили получили возможность пересекать въездные терминалы, не снижая скорости. Бесконтактные средства оплаты появились на дорогах Оклахомы, Канзаса и Джорджии, а также в районе Хьюстона. Все они базировались на единой спецификации, названной Title 21. Несколько северо-восточных регионов США сформировали группу E-Z Pass Interagency Group, занявшуюся вопросами стандартизации RFID-методик для автоматизации взимания платы за проезд. Texas Instruments создает TIRIS -- Texas Instruments Registration Identification System, ныне затея с TIRIS привела к образованию подразделения компании TI*RFID. И наконец, наступает решающий, переломный момент, когда инженеры впервые смогли интегрировать приемопередатчик радиоволн в микросхему, изготовленную по стандартному CMOS-процессу. Это позволяет объединить на одной подложке все компоненты, необходимые для функционирования радиометки, и открывает новые возможности для ее дальнейшей миниатюризации.
Как бы там ни было, но, по официальной версии, начало современной истории RFID положено учеными из MIT, которые занялись разработкой стандартов и технологий, необходимых для широкого применения технологии на практике. Они впервые задались вопросом снижения стоимости микросхем. Вскоре к ним присоединился давно одержимый этой идеей Кевин Эштон (Kevin Ashton) из лондонского подразделения Procter & Gamble, где он трудился на посту помощника бренд-менеджера. Именно ему удалось вызвать интерес к радиометкам у крупных корпоративных спонсоров. Группа обратилась за поддержкой в Unifirm Code Council, глобальную организацию, занимающуюся системами маркировки товаров, и получила ее. В 2000 г. филиал центра появился в Кембриджском университете, а в последующие два года в состав управляющего совета вошли представители Gillette Ричард Кантуэл (Richard Cantwell) и Sun Дирк Хейман (Dirk Heyman). Так что мы знаем, от кого ожидать новых вестей о продвижении RFID в жизнь. Центры поддержки радиометок открываются при университетах Китая, Японии, Швейцарии, Австралии. На момент закрытия у Auto-ID было около ста коммерческих спонсоров.
Да, здесь нет опечатки -- центр закрыт 26 октября прошлого года. Свою задачу он выполнил, пробудив интерес к технологии, и ныне все наработки переданы в EPC Global. Последняя является детищем EAN International и Uniform Code Council. EPC расшифровывается как Electronic Product Codes, что достаточно ясно указывает на характер работы организации. "Вымирающий" штрихкод во всех ипостасях необходимо заменить на соответствующие электронные эквиваленты в мире радиометок.
Помимо Auto-ID, есть немало желающих внести лепту в процесс стандартизации RFID, что вызывает некоторое беспокойство. Например, группа из семи компаний (Infinite Power Solution, Cymbet, Graphic Solution, KSW Microtec, Parelec, Cryovac и Power Paper) в марте 2003 г. объявила о формировании консорциума Smart Active Label Consortium. Задача новой структуры заключалась в ускорении процесса внедрения радиометок, устранении любых проблем совместимости и определении частотных диапазонов для их функционирования. Весной же состоялась конференция Smart Labels USA 2003. Увы, множество параллельных коммерческих проектов и стандартизирующих организаций приведет, скорее, к полной неразберихе в нарождающейся отрасли, чем прояснит ситуацию.
Технический прогресс и права человека
Одним из наиболее спорных для многих активистов защиты права на частную жизнь является проект Европейского центрального банка (European Central Bank), сведения о котором попали в прессу два года назад. Он предполагает внедрение радиометок в купюры евровалюты нового образца в 2005 г. Главная его цель -- предотвращение подделок. Над чипом работают Philips Semiconductor и Infineon Technologies. Помимо всего прочего, финансовые инспекторы смогут контролировать денежные потоки в буквальном смысле этого слова. Проще станет выслеживать вымогателей и грабителей. И даже такая операция, как пересчет купюр, поступивших в банк, после введения меток займет считаные секунды.
В конце мая 2003 г. вновь промелькнула информация о перспективах массового внедрения RFID в Европе: японское агентство новостей Kyodo сообщило, что Европейский банк ведет переговоры с Hitachi относительно созданного компанией mu-чипа. Хотя согласно первой информации радиометка конструкции Hitachi не позволяет обновлять записанные при изготовлении данные, тем не менее предполагается, что идентификационный код банкноты поможет отслеживать их участие в различных операциях. Главным образом, такой надзор призван облегчить контроль за наличными финансовыми потоками и станет существенным подспорьем в борьбе с операциями по отмыванию денег.
Однако бумажные купюры -- не лучший пример способов платежей, чего не скажешь о смарт-картах, особенно беспроводных. Visa еще прошлой осенью сообщила о желании снабдить свои кредитки RFID-чипами. Первая инсталляция должна была состояться в Южной Корее. Чипы базируются на беспроводной связи стандарта ISO 14443, а чтобы осуществить платеж, карту достаточно поднести к терминалу на расстояние около 10 см. Радиометки для кредитных карт будет, по всей видимости, поставлять Philips Semiconductors.
Гораздо менее масштабным, но не менее нашумевшим, событием стало намерение компании Gillette снабдить радиометками свою бритвенную продукцию. Вместе с двумя крупнейшими сетями магазинов -- американской Wal-Mart и британской Tesco -- она продемонстрировала миру первый законченный продукт на базе RFID в области розничной торговли. Последствия этого шага, возможно, будут иметь ключевое значение для дальнейшей судьбы технологии. Тем более что подобный прецедент уже имел место. В свое время никому не известный штрихкод начал победное шествие именно после того, как Wal-Mart в 1984 г. заявила о намерении использовать его для автоматизации собственных складских операций. А ведь изобретена штриховая маркировка была еще в 1952 г. Джозефом Вудлэндом (Joseph Woodland) и Бернардом Силвером (Bernard Silver) из Drexel Institute of Technology в Филадельфии в ходе выполнения заказа местного супермаркета.
Однако вернемся к радиометкам: предполагается, что информацию о количестве бритв, оставшихся на витринах, будут считывать собственно витрины или, точнее, оснащенные радиосканерами полки. Теперь менеджеры смогут контролировать ассортимент продукции Gillette в своем магазине, не поднимаясь с кресла. Подобное решение экономически оправдано: по сведениям маркетологов, вследствие несвоевременного пополнения полок магазинов продажи потребительских товаров снижаются на 6%.
И Wal-Mart не собирается останавливаться на полпути -- к 2005 г. всем ее поставщикам из первой сотни придется выбирать: или радиометки, или расторжение контрактов. Столь конкретные шаги должны оживить рынок. "Это станет обязательным требованием, таким же, как EDI, потому что если мы не можем отслеживать вашу продукцию с помощью EPC-метки, то это приведет к дополнительным расходам, которые будут возложены на наших потребителей", -- аргументирует Линда Диллман (Linda Dillman), CIO Wal-Mart. Вначале новая директива затронет только американские подразделения корпорации, но затем ее действие распространится на филиалы по всему миру.
Представитель сети магазинов сообщил, что переговоры и тесты будут проводиться также при участии Procter & Gamble. Бритвенные станки и шампуни -- одни из самых массовых продуктов, а наладив выпуск достаточного количества чипов, союз промышленников и торговцев сможет преодолеть основное экономическое препятствие на пути внедрения технологии. Сегодня цена одной радиометки -- около 50 центов, что дорого для этикетки, даже с элементами встроенной логики. Широкое производство сделает микросхемы дешевыми (стоимостью порядка 5--10 центов), и это стимулирует других поставщиков.
Gillette заказанные ею 500 млн. меток достанутся по более низкой цене -- около 30 центов за штуку, если верить сведениям выигравшей контракт калифорнийской компании Alien Technology. Эти чипы можно будет прочитать на расстоянии около 2,5 м, правда, дистанция зависит от внешних условий, а также мощности приемопередатчика сканера. Предполагается, что последовав спецификациям ныне несуществующего центра Auto-ID при Массачусетском технологическом, занимавшегося разработкой и продвижением радиометок, Gillette и Wal-Mart примут решение об отключении чипов после того, как товар пройдет через кассу.
Усилия Wal-Mart стоят того: затраты на логистику корпорации с годовым оборотом более 200 млрд. долл. составляют около 10% оборота. Радиометки помогут сэкономить 60--70% этой суммы. Итого: "главный приз" равен сегодня приблизительно 1,5 млрд.
В марте 2003 г. Benetton присоединилась к своим коллегам по цеху. 15 млн. пятицентовых чипов i.code производства Philips Semiconductors собрались интегрировать в ярлыки-логотипы одежды марки Sisley так, чтобы они были незаметны для покупателя. Информацию с микросхемы можно считать на расстоянии 1,5 м. В роли системного интегратора выступает компания Lab ID, а специальную версию PDA со встроенным считывателем выпустит фирма Psion Teklogix. Главная заявленная цель эксперимента -- упрощение и ускорение складских операций.
Чуть позже поступило "опровержение", в котором говорилось о том, что пока компания не пришла к окончательному решению и проводит тесты. Вынужденное "признание" было сделано вследствие беспрецедентного давления, оказанного на Benetton со стороны ряда общественных организаций. В частности, одна из них, Consumers Against Supermarket Privacy Invasion and Numbering, считает, что нововведение нарушает права личности, а также создает угрозу безопасности со стороны преступников, оснащенных чувствительными сканерами. Данная организация призвала бойкотировать продукцию Benetton до тех пор, пока компания не "покается публично" и не откажется от каких-либо планов, связанных с радиометками.
В то время как гражданские мучаются в сомнениях, военные действуют. В 1995 г., сразу после войны в Персидском заливе, в течение которой в район боевых действий было доставлено более 40 тыс. контейнеров, американские вооруженные силы начали развертывать систему управления перевозками, основывающуюся на технологии радиометок. Проблема заключалась в тысячах утерянных деклараций, описывавших содержимое огромных металлических ящиков. В результате, на складах накапливались горы емкостей, наполненных невесть чем. Вследствие неразберихи участились ситуации, когда, по словам офицеров, "кто-то получал контейнер с месячным запасом только одного вида провизии, и люди в течение месяца на завтрак, обед и ужин получали одно и то же блюдо, к примеру вермишель".
Техническим обеспечением проекта занималась фирма Savi Technology, поставившая в рамках 190-миллионного контракта 270 тыс. микросхем и 400 сканеров, которые были инсталлированы в 40 странах мира. Созданная сеть под названием Total Asset Visability, или сокращенно TAV, стала крупнейшей с географической точки зрения RFID-системой. Для коммуникаций используется Internet, а спроектированная инфраструктура в основном ориентирована на морские контейнерные перевозки. В 2003 г. министерства обороны США и Великобритании подписали новые контракты с Savi на развитие и обновление своих RFID-сетей.
Что касается Англии, то во время последней войны в Ираке пример с американцев взяла британская армия, которая тоже реализовала систему идентификации посредством радиометок стоимостью 5 млн. долл. По словам менеджеров военной организации, занимающейся развертыванием TAV, инвестиции окупились в течение нескольких недель.
Вслед за проектом TAV компания Savi Technology приняла участие в аналогичной "глобальной" затее -- радиофикации морских портов США. Существуют опасения, что из-за слабого контроля содержимого ввозимых в страну контейнеров есть опасность нелегальной перевозки морским путем оружия массового поражения. Каждый день корабли доставляют до 17 тыс. контейнеров, в которых транспортируется 80% импорта. Чтобы гарантировать безопасность и аутентичность содержимого, емкости будут снабжать "электронными пломбами", проверить целостность которых можно бесконтактным способом. Три крупнейшие американские компании-операторы морских грузоперевозок -- Hutchison-Whampoa, PSA и P&O Ports -- намерены начать внедрение новой системы. Метить будут не только грузы, но и обслуживающий персонал портов. Первый этап работ планировалось завершить к началу нынешнего года.
Изменения грядут и в авиационной индустрии. Delta Airlines прошлым летом заявила о своем намерении провести масштабный тест с использованием до 40 тыс. радиометок. Ими будет маркироваться багаж: миниатюрные чипы собираются внедрять в картонные ярлыки, которыми обычно снабжается ручная кладь пассажиров. Сегодня компания теряет четыре чемодана при обслуживании каждой тысячи пассажиров, предполагается, что RFID сможет уменьшить количество ошибок при сортировке багажа. Delta выбрала двух поставщиков оборудования -- Matrics и SCS -- и имеет на примете третьего кандидата -- Alien Technology. Планируется использовать два типа меток, работающих на частоте 900 MHz: с возможностью перезаписи и без нее.
Метки упрощают множество операций, связанных с автоматизацией инвентаризации, идентификации и платежей. Фактически мир с рассеянными в нем RFID-кристаллами позволит компьютерам, наверное, впервые с момента их изобретения получить реальную "власть" над окружающей средой. Предмет со встроенным RFID-тегом понятен и доступен для компьютера или робота. И это радует и пугает одновременно.
Как и любое другое средство информатизации, RFID несет в себе опасность оруэлловского толка. Концепция радиометок изобилует потенциальными "дырами в безопасности" и буквально создана для технической поддержки тоталитарного режима. Иное дело, как ими распорядится общество и насколько грамотной будет реализация.
Как сказал один специалист: с точки зрения безопасности "802.11 по сравнению с RFID выглядит Алькатрасом". Печально, учитывая то, что мы достаточно наслышаны о случаях, когда люди подключались к неправильно настроенной беспроводной домашней сети и не только пользовались Internet бесплатно, но и скачивали информацию с локальных жестких дисков. Тот, кто высказал мысль об использовании радиометок для идентификации, явно не слишком задумывался о практических аспектах. Всем известен трюк со сканером, который проделывают профессиональные угонщики с наиболее дорогими и совершенными автосигнализациями.
Украденная или подделанная метка-карта обеспечивает своему владельцу простой и безоговорочный доступ в любые защищенные помещения, в которых она авторизована.
Следующий момент связан с государством. С появлением тегов в купюрах оно теоретически получит возможность отслеживать перемещение денег от человека к человеку, а также товаров. Чиновник налоговой службы сможет в мгновение ока провести полную инвентаризацию вашего имущества.
Некоторые активисты требуют приравнять RFID к алкоголю и генетически модифицированным продуктам и заставить производителей снабжать соответствующими этикетками "чересчур коммуникабельные" товары. Кроме того, необходимо дать покупателям возможность при желании отключать метки в приобретенных товарах: по большому счету, решать должен владелец, а не изготовитель или магазин.
Еще одна "отличная идея" -- вживление меток людям, страдающим различными умственными расстройствами, детям и животным. Но, в конечном итоге, никто не в состоянии гарантировать вам конфиденциальность сведений об их передвижении.
Противники внедрения "меток дьявола" настолько обеспокоены нововведением, что в Сети представлены уже несколько организаций, объявивших своей главной мишенью RFID. Эти сайты пестрят жуткими прогнозами и не менее ужасными рецептами по избавлению от навязчивых радиочипов. Например, авторы www.stoprfid.org призывают своих посетителей внимательно изучать покупаемую продукцию, обращая внимание на изделия той сотни "иуд", что участвовала в работе консорциума Ayto-ID. Как они пишут, "Выдать чип-шпион" может антенна, которая всегда имеет заметные (по сравнению с крупинкой микросхемы) размеры. Поскольку в законодательстве ни одной из стран мира нет предписания снабжать продукцию, оснащенную RFID, особыми знаками, активистам придется изрядно потрудиться. Советуют также следить за интерьером супермаркетов: замена металлических экранирующих полок пластиковыми может означать внедрение RFID.
Спасение?
То, что сделал один человек, другой всегда сумеет сломать. Так, снизить "сканируемость" и вероятность кражи RFID-идентификатора позволит кнопка активации -- методы удаленного считывания и выслеживания здесь уже не подходят, поскольку бэдж не будет реагировать на внешние команды без желания на то владельца (подобно тому, как это сделано в брелоках автомобильной сигнализации). Но такой бэдж по-прежнему можно подделать. Чтобы избежать этого, предлагается изготовить чип, который способен применять алгоритм шифрования с открытым ключом. Система авторизации посылает данные, зашифрованные с помощью своего закрытого ключа, радиометка расшифровывает их и кодирует согласно собственному закрытому ключу CHAP. Увы, это не исключает возможности использования методики, применяемой для "вскрытия" аутентификационных карт цифровых ресиверов спутникового ТВ с помощью манипуляций с питающим напряжением.
Препятствием на пути усовершенствования методов аутентификации является и недостаточно развитая технология производства: сегодня еще никто не смог наладить выпуск достаточно дешевых даже "тупых" радиометок, и многие сомневаются в реальности затеи с точки зрения экономики. А для выпуска питающихся от радиоизлучения процессоров размером с рисовое зернышко потребуется совершенно новый уровень разработок. Здесь речь уже не идет о снижении стоимости столь сложных изделий до 10--20 центов за штуку. Получается, что RFID, несмотря на достигнутый существенный прогресс, не готова к дебюту.
Другой вариант защиты предусматривает создание мегабитных массивов DRAM внутри чипа -- относительно дешево и сердито. После этого вводится какое-то средство, ограничивающее частоту запросов во времени и порцию выдаваемых за один раз данных. Вору придется очень долго следовать за своей жертвой и сканировать содержимое его идентификатора, чтобы добиться сходства собственного фальшивого чипа с оригиналом.
Впрочем, определенный опыт конструирования взломоустойчивых систем радиоидентификации уже наработан у создателей современных автомобильных сигнализаций. Сканеры, позволяющие заполучить код открывания автомобиля, стали притчей во языцех. И одно из последних достижений в этой борьбе -- применение кода Keeloq, который является реализацией технологии CHAP. Правда, размеры пейджера сигнализации далеки от миниатюрных масштабов радиометок.
Итак, обществу предлагается сделать очередной шаг на пути к автоматизации сбора информации. Как оказалось, шаг более чем неоднозначный, впрочем, как и все предыдущие. Но несмотря на все мрачные оруэлловские прогнозы, ничего подобного событиям романа "1984" до сих пор не произошло. Однако не стоит слишком легко соглашаться с пропагандистами RFID, особенно когда они оперируют теми же аргументами, что и аналитики META Group, которые в своей статье "Страх перед RFID игнорирует действительность" выдвинули столь же популистские опровержения, ловко обходящие болевые точки технологии, как и лозунги противников. Например, они вспомнили, что метки нельзя отслеживать со спутников, трудно осуществлять их мониторинг, поскольку радиус действия радиосвязи невелик. В материале утверждается, что знание фирмы-изготовителя свитера, который носит определенный человек, ничего не дает на практике. Да и все персональные сведения о покупках могут быть собраны компаниями посредством обработки баз данных по расчетам кредитными картами. Похоже, META Group пытается лечить подобное подобным: выделяет из массы аргументов наиболее банальные и отвечает на них банальными же истинами. В случае с RFID мелочи значат порой больше, чем очевидные и глобальные проблемы.