En el mundo actual, la capacidad de recuperar grandes cantidades de información de forma rápida y sencilla es indudablemente valiosa. Cada año se desarrollan soluciones para crear soportes prácticos y compactos para almacenar, transmitir y proteger ciertos datos.
Hoy en día, la humanidad ha dado un gran paso hacia la era digital, brindando a casi todos acceso a internet. Desde libros antiguos manuscritos hasta documentos y dinero, todo se está digitalizando. La gente usa cada vez menos efectivo, prefiriendo las tarjetas bancarias sin contacto, y las agencias gubernamentales hablan cada vez más sobre la introducción de pasaportes electrónicos únicos que permitan acceder a cualquier información personal con solo dos clics. Ya no es necesario pasar horas haciendo fila para obtener tal o cual documento: basta con solicitarlo a través del sitio web. Es innegable que estos cambios facilitan la vida de la gente común. Y estas ventajas no se limitan a documentos, sino que afectan a sectores enteros.
En este artículo, hablaremos de la indexación RFID, una tecnología que se ha utilizado ampliamente en decenas de industrias y, lo que es más importante, que todos ustedes utilizan casi a diario.
¿Qué es la tecnología RFID y para qué sirve?
RFID (Identificación por radiofrecuencia) significa identificación por radiofrecuencia. En otras palabras, es una forma de identificar objetos, en la que las señales de radio registran o leen información almacenada en Las etiquetas RFID (también llamados transpondedores).
RFID se refiere a un sistema inalámbrico que consta de dos componentes: una etiqueta y un lector. El lector es un dispositivo que tiene una o más antenas que emiten ondas de radio y reciben señales de la etiqueta RFID.
Las etiquetas RFID pueden almacenar diversa información, desde un único número de serie hasta varias páginas de datos. Los lectores pueden ser portátiles (de ahí el nombre de «transpondedores»), de modo que se pueden llevar en la mano, o bien pueden montarse en un poste o en el techo.
En principio, los transpondedores RFID pueden suministrarse en prácticamente todas las formas, materiales, tamaños y colores. Su diseño particular depende de cómo se utilicen. Lo que todos los diferentes transpondedores RFID tienen en común es que constan de dos componentes. En su interior, cada transpondedor RFID consta de al menos un microchip y una antena impresa, apilada o grabada. El chip y la antena (también llamada inserto) son muy sensibles, lo que significa que su resistencia a las influencias mecánicas, térmicas y químicas es limitada. En consecuencia, se hace necesario un "paquete" especial para estos componentes electrónicos. La forma más simple de empaque es un Etiqueta RFID.
El transpondedor de un solo chip consta de un sustrato que contiene una antena y un chip (o pestaña). El sistema transpondedor se compone del lector, el software y el proceso de aplicación, incluido el servicio correspondiente.
Tipo de RFID
Por tipo de fuente de alimentación
Existen dos tipos principales de transpondedores: activos y pasivos.
Los transpondedores RFID activos tienen su propia fuente de alimentación, por ejemplo, una batería integrada, y pueden transmitir datos a largas distancias (hasta 100 m).
Los transpondedores RFID pasivos reciben la energía para la transferencia de datos únicamente del campo electromagnético del lector-registrador RFID.
Además, existe un tipo intermedio representado por los transpondedores semiactivos o semipasivos, que, por un lado, tienen su propia fuente de alimentación pero no funcionan como emisores. El transpondedor RFID se alimenta mediante una batería y, por lo tanto, no necesita depender de las características del campo electromagnético, sino que la respuesta se genera mediante modulación de campo, que no amplifica dicho campo.
Según el tipo de memoria utilizada
RO (Solo lectura): en estas etiquetas la información se escribe solo una vez. Son muy prácticas para la identificación puntual.
WORM (Write Once Read Many, que significa "Escribir una vez, leer muchas veces"): contiene un bloque de memoria de escritura única que se puede leer muchas veces.
RW (Lectura y Escritura): transpondedores que se pueden escribir y leer varias veces.
Por frecuencia de operación
Baja frecuencia (LF = 125 kHz)
Esta banda de frecuencia de libre acceso se caracteriza por bajas tasas de transmisión y cortas distancias de transmisión. En la mayoría de los casos, la creación de estos sistemas es económica, sencilla y no requiere registro ni costes adicionales. Los transpondedores RFID utilizan ondas electromagnéticas de campo cercano y reciben su energía mediante acoplamiento inductivo. La ventaja reside en que los transpondedores RFID en esta banda de frecuencia son relativamente resistentes a metales y líquidos, lo que los hace adecuados para la identificación de animales y personas. Las colisiones son características de estos transpondedores: errores de transmisión de una sola firma en un entorno compartido.
Alta frecuencia (HF 13.56 MHz)
Los transpondedores de alta frecuencia son universales y se caracterizan por altas velocidades de transmisión y altas frecuencias de reloj. Los transpondedores RFID correspondientes operan a una frecuencia de 13.56 MHz. Esta longitud de onda es corta y requiere solo unas pocas espiras de antena. En consecuencia, las antenas RFID pueden ser más pequeñas y sencillas. Esto permite el uso de antenas grabadas o impresas, lo que a su vez significa que los chips (chip + antena) se pueden fabricar como una bobina continua, lo que simplifica enormemente el procesamiento posterior, especialmente cuando se trata de un gran número de productos en un proceso de fabricación en serie.
Frecuencia ultra alta (UHF 860 – 950 MHz, dividida en bandas parciales)
Estos sistemas ofrecen velocidades y alcances de transmisión muy elevados. Gracias a las longitudes de onda más cortas, un dipolo es suficiente como antena en lugar de una bobina, y la óptica direccional proporciona una expansión de campo adecuada, lo que a su vez permite una propagación precisa. Además, los transpondedores UHF se fabrican principalmente en forma de lámina, lo que facilita el manejo de grandes volúmenes en el proceso de simulación.
En este contexto, también cabe mencionar que algunas bandas del espectro de microondas aún no son financieramente viables y, además, pueden estar sujetas a restricciones de permisos locales.
Aplicación de RFID
Quizás deberíamos considerar aplicaciones en el campo de la medicina.
Los sistemas RFID utilizan ondas de radio en varias frecuencias diferentes para transmitir datos. En instalaciones médicas y hospitalesLas tecnologías RFID incluyen las siguientes aplicaciones:
- Inventory management
- Seguimiento de equipos
- detección de salida de la cama y detección de caídas
- Seguimiento del personal
- Garantizar que los pacientes reciban los medicamentos y dispositivos médicos correctos.
- Prevenir la distribución de medicamentos y dispositivos médicos falsificados.
- Vigilancia del paciente.
- Suministro de datos para sistemas de registros médicos electrónicos
- Experiencia
- Logística de transporte y almacenamiento, prevención de hurtos en tiendas;
- Sistemas de control y gestión de acceso
- Sistemas de gestión de equipaje
- Pasaportes
La FDA no tiene conocimiento de efectos secundarios asociados con la tecnología RFID. Sin embargo, existe preocupación por el peligro potencial de interferencia electromagnética (EMI) para los dispositivos médicos electrónicos debido a transmisores de radiofrecuencia como RFID. La interferencia electromagnética es la degradación de equipos o sistemas (como dispositivos médicos) causada por interferencias electromagnéticas.
Ventajas de utilizar la tecnología
- Cada chip tiene un número de serie único que se asigna solo una vez en todo el mundo (UID o TID). Esto garantiza una clara identificabilidad dentro de cada producto y asegura la personalización de toda la gama de productos.
- Memoria de datos regrabable en el chip. La información en el soporte de datos RFID se puede cambiar, borrar o complementar en cualquier momento. Los datos de producto, servicio, producción o mantenimiento están disponibles directamente en el producto. (Ventaja sobre los convencionales) códigos de barras)
- La comunicación que se produce entre el soporte de datos RFID y el sistema de lectura/escritura sin necesidad de contacto visual lo hace resistente a la contaminación al colocarlo en lugares protegidos, además de permitir una integración invisible en los productos existentes y simplificar el proceso.
- Alta tasa de transferencia de datos del 100 % en la primera pasada en el caso de códigos de barras.
- Capaz de leer simultáneamente múltiples soportes de datos RFID en un solo paso (captura masiva), lo que acelera los procesos.
¿Todo es tan bueno?
El uso de RFID ha causado una considerable controversia, y algunos defensores de la privacidad del consumidor han iniciado boicots de productos. Las expertas en protección del consumidor Catherine Albrecht y Liz McIntyre, dos críticas destacadas, han identificado dos preocupaciones importantes sobre la privacidad en relación con RFID, que son:
Dado que el propietario del artículo puede desconocer la existencia de la etiqueta RFID, y que esta puede leerse a distancia sin el conocimiento de la persona, se pueden obtener datos confidenciales sin su consentimiento.
Si el artículo etiquetado se paga con tarjeta de crédito o mediante el uso de una tarjeta de fidelización, será posible identificar indirectamente al comprador leyendo el identificador único global de dicho artículo, contenido en la etiqueta RFID. Esto es posible si la persona que realiza la vigilancia también tiene acceso a los datos de la tarjeta de fidelización y de la tarjeta de crédito, y si la persona que maneja el equipo sabe dónde estará el cliente.
Seguridad RFID
Al analizar las propiedades de seguridad de los distintos diseños RFID, resulta útil definir objetivos de seguridad claros.
- Las etiquetas (en adelante, “etiquetas”) no deben comprometer la privacidad de sus propietarios.
- La información no debe compartirse con lectores no autorizados ni debe permitir el seguimiento a largo plazo de las etiquetas y sus propietarios.
- Para evitar el rastreo, los propietarios deberían poder detectar y desactivar cualquier etiqueta que lleven consigo.
- La información que se genera públicamente en las etiquetas debe ser aleatoria o fácilmente modificable para evitar asociaciones a largo plazo entre las etiquetas y sus titulares.
- El contenido de las etiquetas privadas debe protegerse mediante controles de acceso y, si se supone que los canales de sondeo no son seguros, mediante cifrado.
- Tanto las etiquetas como los lectores deben confiar el uno en el otro. Suplantar la identidad de cualquiera de las partes debería ser prácticamente imposible.
- Además de proporcionar un mecanismo de control de acceso, la autenticación mutua entre etiquetas y lectores también genera confianza. El secuestro de sesiones y los ataques de repetición son motivo de preocupación. La inducción de fallos o la interrupción del suministro eléctrico no deben interrumpir los protocolos ni abrir la puerta a intentos de manipulación. Tanto las etiquetas como los lectores deben ser resistentes a los ataques de repetición o de intermediario.
Formas de garantizar la seguridad en el uso de la tecnología RFID.
Teniendo en cuenta estos objetivos de seguridad, analicemos las propiedades de seguridad de las etiquetas pasivas de fábrica de solo lectura. Cada etiqueta contiene un identificador único. Si bien no hay nada más complejo que un código de barras óptico, es posible la monitorización automática de las etiquetas de radiofrecuencia. Este patrón básico claramente contradice el propósito de la privacidad, ya que es posible rastrear a los propietarios de las etiquetas y leer su contenido si la etiqueta se representa correctamente en el campo de solicitud del lector. Ni las etiquetas ni los lectores están autenticados; por lo tanto, no existe el concepto de confianza.
Supongamos que aplicamos una política de eliminación de números de serie únicos en el punto de venta para solucionar estas deficiencias. Las etiquetas que conservan los consumidores seguirían conteniendo información del código del producto, pero no números de identificación únicos. Desafortunadamente, el rastreo aún es posible al vincular "agregaciones" de ciertos tipos de etiquetas con las identificaciones de los titulares. Por ejemplo, la tendencia a etiquetar con RFID zapatos Gucci, relojes Rolex y puros Cohiba puede revelar el anonimato. Además, este patrón sigue sin ofrecer un mecanismo de confianza.
Para garantizar los objetivos de seguridad establecidos, es necesario implementar control de acceso y autenticación. La criptografía de clave pública ofrece una solución. Cada etiqueta puede incorporar una clave pública específica para cada tipo de lector y una clave privada única. Durante el sondeo, las etiquetas y los lectores pueden autenticarse mutuamente con estas claves mediante protocolos bien definidos. Para evitar la interceptación de datos en el área de sondeo, las etiquetas pueden cifrar su contenido con un número aleatorio de un solo uso para impedir el seguimiento. Lamentablemente, la compatibilidad con criptografía de clave pública robusta está fuera del alcance de las etiquetas de bajo costo (entre 0.05 y 0.10 dólares), aunque existen soluciones para etiquetas más caras.
La autenticación de mensajes simétricos requiere que cada etiqueta tenga una clave única para el lector o que la clave sea compartida por el paquete de etiquetas. Admitir una clave única para cada etiqueta requiere una gestión de claves compleja. Si las claves se comparten, las etiquetas deben ser resistentes a los ataques físicos descritos; de lo contrario, la vulneración de una etiqueta eficaz pone en riesgo todo el lote. Implementar memoria segura en una etiqueta económica con cientos de puertos lógicos es un desafío, especialmente dada la dificultad de proteger la memoria en recursos relativamente altos. tarjetas inteligentesIncluso brindar soporte a un cifrado simétrico robusto representa un desafío a corto plazo.
Considerando las limitaciones de recursos a corto plazo de las etiquetas de bajo costo, analizamos un esquema de seguridad RFID simple basado en una función hash unidireccional. En la práctica, una función hash criptográfica optimizada para hardware será suficiente, siempre que pueda implementarse con muchos menos recursos que el cifrado simétrico. En este esquema, cada etiqueta con función hash contiene una porción de memoria reservada para el "metaidentificador" y opera en estado desbloqueado o bloqueado. En estado desbloqueado, todas las características y la memoria de la etiqueta están disponibles para todos los usuarios en el área de sondeo.
Para bloquear una etiqueta, el propietario calcula el valor hash de una clave aleatoria y se lo envía como valor de bloqueo, es decir, bloqueo = hash (clave). La etiqueta almacena este valor en la memoria asociada al meta-id y pasa al estado de bloqueo. Mientras la etiqueta esté bloqueada, responderá a todas las consultas con el valor actual del meta-identificador y restringirá todas las demás funciones. Para desbloquear la etiqueta, el propietario le envía el valor de la clave original. La etiqueta calcula el hash de dicho valor y lo compara con el valor de bloqueo almacenado en el meta-id. Si los valores coinciden, la etiqueta se desbloquea.
Cada etiqueta siempre responde a las solicitudes de una u otra forma, revelando así su existencia. Las etiquetas incorporan un mecanismo físico de autodestrucción y solo se desbloquean durante la comunicación con un lector autorizado. En caso de pérdida de energía o interrupción de la transmisión, las etiquetas vuelven al estado de bloqueo predeterminado. Se puede configurar un canal de confianza para funciones de control como la gestión de claves, la desactivación de etiquetas o incluso la escritura en ellas, lo que requiere contacto físico entre el dispositivo de control y la etiqueta. Este requisito de contacto físico para funciones críticas ayuda a proteger contra el sabotaje de la red inalámbrica o los ataques de denegación de servicio.
Un mecanismo de bloqueo basado en hash resuelve la mayoría de nuestras preocupaciones sobre la privacidad. El control de acceso al contenido de las etiquetas está restringido a los titulares de las claves.
Si bien esta opción de diseño satisface parcialmente algunas de las propiedades de seguridad deseadas, las implementaciones más seguras requieren varios desarrollos. Un área clave de investigación es el desarrollo e implementación de primitivas criptográficas de bajo costo. Estas incluyen funciones hash, generadores de números aleatorios y funciones criptográficas de clave pública y simétrica. El hardware económico debe minimizar el área del circuito y el consumo de energía sin afectar negativamente el tiempo de cálculo. La seguridad RFID puede beneficiarse de mejoras en los sistemas existentes, así como de nuevos desarrollos. Los dispositivos RFID más costosos ya ofrecen cifrado simétrico y algoritmos de clave pública. Adaptar estos algoritmos a dispositivos RFID pasivos de bajo costo debería ser una realidad en cuestión de años.
Los protocolos que utilizan estas primitivas criptográficas deben ser resistentes a interrupciones de energía y fallos de funcionamiento. En comparación con las tarjetas inteligentes, las etiquetas RFID son más vulnerables a este tipo de ataques. Los protocolos deben contemplar la interrupción del canal inalámbrico o los intentos de interceptación de comunicaciones. Las propias etiquetas deben recuperarse sin problemas de la pérdida de energía o la interrupción de la comunicación sin comprometer la seguridad. Las continuas mejoras tecnológicas están difuminando progresivamente las fronteras entre los dispositivos RFID, las tarjetas inteligentes y los ordenadores ubicuos. La investigación para mejorar la seguridad de los dispositivos RFID contribuirá a allanar el camino hacia un sistema informático ubicuo universal y seguro. Todos los avances relacionados con las etiquetas RFID y otros sistemas embebidos pueden contribuir a una infraestructura fiable y segura, ofreciendo numerosas aplicaciones potenciales interesantes.
Conclusiones
Por lo tanto, las ventajas indiscutibles de la identificación RFID son:
- No es necesario el contacto directo ni la visibilidad.
- Rapidez y precisión
- Vida útil ilimitada
- Gran volumen de información almacenada en un medio pequeño
- Posibilidad de múltiples reescrituras
- Precio
Gracias al uso de esta tecnología, ya lo hemos logrado:
- Reducir el número de errores causados por la introducción manual de datos.
- Incrementar la eficiencia de muchos procesos industriales mediante la automatización.
- Automatice todos los procesos de producción.
- Mejorar el control de calidad de las operaciones
Junto con las cualidades positivas, también vienen las negativas:
- Exposición a interferencias
- Efectos en la salud humana
- Colisiones
- Confidencialidad de los datos leídos
