5. Họ và tên người hướng dẫ n: Phần hướng dẫ n:
3.1.3. Cấu trúc bộ nhớ
Transponder chỉ đọc
Loại transponder tiêu biểu cho hệ thống RFID low-end. Ngay khi transponder chỉ đọc vào vùng truy vấn của reader, nĩ bắt đầu truyền liên tiếp số ID của mình. Số nhận dạng này thường dài khoảng vài byte. Nhà sản xuất phải bảo đảm là mỗi số seri này là duy nhất. Những mã phức tạp hơn thì cĩ thêm những chức năng đặc biệt khác.
SVTH: Nguyễn Đình Thành GVHD: Ths. Nguyễn Chí Ngọc
-70-
Số nhận dạng duy nhất của transponder tích hợp vào trong transponder trong quá trình sản xuất chip. User khơng thể thay đổi số seri này cũng như bất kỳ dữ liệu nào trên chip.
Trong hình trên, khi transponder vào vùng truy vấn của reader, một bộ đếm bắt đầu truy vấn tuần tự tất cả các địa chỉ trong bộ nhớ (PROM). Dữ liệu ở đầu ra của bộ nhớ được nối với một bộ điều chế load modulator. Tồn bộ nội dung của bộ nhớ (128- bit số seri) cĩ thể được phát đi theo chu kỳ như là một luồng dữ liệu nối tiếp.
Quá trình trao đổi thơng tin với reader là một chiều nghĩa là transponder chỉ gửi số nhận dạng của nĩ cho reader mà thơi. Việc truyền dữ liệu từ reader đến transponder khơng thực hiện được. Tuy nhiên, do sự đơn giản của thiết bị mang dữ liệu và reader, những transponder chỉ đọc cĩ giá thành thấp.
Transponder chỉ đọc dùng trong những ứng dụng về giá của hàng hố mà khơng địi hỏi phải lưu dữ liệu cho transponder. Trước đây, loại transponder này dùng để nhận dạng gia súc, điều khiển truy xuất và những quá trình cơng nghiệp tự động với một trung tâm quản lý dữ liệu.
Transponder ghi được
Những transponder cho phép reader ghi dữ liệu vào cĩ dung lượng bộ nhớ từ 1byte đến 64KByte (transponder viba cĩ SRAM).
Quá trình đọc và ghi vào transponder thường là theo các khối. Một khối chứa số seri đã được biên dịch và sau đĩ cĩ thể đọc hay ghi như một đơn vị riêng biệt. Để thay đổi nội dung dữ liệu của một khối, đầu tiên tồn bộ khối phải được đọc từ transponder, sau đĩ khối này được sửa lại và ghi trở lại transponder.
Những hệ thống hiện nay sử dụng khối kích thước 16bits, 4bytes hay 16bytes. Cấu trúc khối của bộ nhớ phải thuận tiện cho địa chỉ của chip và của reader.
Transponder cĩ chức năng bảo mật
Nếu một transponder cĩ khả năng ghi nhưng khơng được bảo vệ thì tất cả các reader nào của cùng một hệ thống RFID đĩ cũng cĩ thể đọc hay ghi nĩ. Điều này là
SVTH: Nguyễn Đình Thành GVHD: Ths. Nguyễn Chí Ngọc
-71-
khơng chấp nhận được, nhất là những ứng dụng nhạy cảm cĩ thể bị phá hoại do quá trình đọc và ghi khơng hợp pháp vào transponder.
Cĩ nhiều nhiều biện pháp để ngăn ngừa một người khơng phải là chủ sở hữu thẻ truy xuất tới một transponder. Một trong những kỹ thuật đơn giản nhất là bảo vệ quá trình đọc ghi bằng cách kiểm tra password. Trong phương pháp này, thẻ sẽ so sánh password đã phát đi với một password được lưu trữ để đối chiếu và cho phép truy xuất đến bộ nhớ dữ liệu nếu như password hợp lệ.
Tuy nhiên, nếu việc kiểm tra chủ sở hữu được thực hiện hoặc cần phải kiểm tra cả 2 thành phần thuộc cùng một ứng dụng thì thủ tục xác nhận được sử dụng. Một thủ tục xác nhận thường liên quan đến một phép so sánh 2 khố bí mật. Các khố này khơng được phát đi thơng qua giao tiếp. Thủ tục xác nhận thường được kết hợp với quá trình mật mã hố (encrytion) luồng dữ liệu được phát đi. Phương pháp này cho hiệu quả bảo vệ cao, chống lại được những ý đồ lấy cắp dữ liệu đang truyền đi bằng cách giám sát giao tiếp khơng dây bằng cách sử dụng máy thu vơ tuyến.
Hình 3.6. Sơ đồ khối của một transponder ghi được cĩ chức năng bảo mật để thực hiện xác nhận giữa transponder và reader
SVTH: Nguyễn Đình Thành GVHD: Ths. Nguyễn Chí Ngọc
-72-
Hơn nữa, transponder cĩ chức năng bảo mật luơn cĩ một bộ nhớ dự trữ để lưu trữ những khố bí mật và một thanh ghi cấu hình configuration register (access register, Acc) để lựa chọn vùng địa chỉ được ghi nào cần bảo vệ. Khố bí mật được nhà sản xuất ghi vào bộ nhớ khố (key memory) trước khi transponder được trao cho user. Vì lý do bảo mật, bộ nhớ khĩa khơng thể đọc được.
Khái niệm về cấp bậc của khĩa: một số hệ thống cho phép lựa chọn lưu trữ 2 khố riêng biệt, khố A và khố B, để cung cấp quyền truy xuất khác nhau. Thủ tục xác nhận giữa transponder và reader cĩ thể được thực hiện bởi khố A và B. Việc cấp phát quyền truy xuất (Access right Acc) khác nhau cho 2 khố cĩ thể được định nghĩa mức độ bảo mật cho một ứng dụng.
Hình 3.7. Transponder cĩ 2 bộ nhớ khố để cấp quyền truy xuất khác nhau
Trong hình trên, transponder kết hợp với 2 bộ nhớ khĩa được xác định trước bởi 2 khố A và B. Quyền truy xuất do reader phát ra sau khi thủ tục xác nhận thành cơng phụ thuộc vào quá trình cài đặt. Quá trình này được lựa chọn ở transponder (thanh ghi truy xuất: Access Register) cho những khố đã được sử dụng.
Reader1 chỉ sở hữu khố A. Sau khi xác nhận thành cơng, những cài đặt được lựa chọn trong thanh ghi truy xuất (Acc) chỉ cho phép nĩ đọc từ bộ nhớ của transponder. Reader2 sở hữu khố B. Sau khi xác nhận thành cơng bằng khố B, những cài đặt được
SVTH: Nguyễn Đình Thành GVHD: Ths. Nguyễn Chí Ngọc
-73-
lựa chọn trong thanh ghi Acc cho phép nĩ ghi vào bộ nhớ của transponder cũng như nĩ đọc.
Phân đoạn bộ nhớ
Các transponder cũng được bảo vệ từ quá trình truy xuất bởi reader, tuỳ thuộc vào ứng dụng sử dụng các thủ tục xác nhận nào. Với những transponder cĩ dung lượng bộ nhớ lớn, chúng ta cĩ thể chia bộ nhớ thành những đơn vị nhỏ gọi là segment và bảo vệ chúng bằng những khố riêng biệt. Một transponder cĩ bộ nhớ bị phân đoạn cho phép dữ liệu từ những ứng dụng khác nhau được lưu trữ riêng biệt.
Hình 3.8. Một transponder cĩ thể dùng cho nhiều ứng dụng bằng cách phân đoạn bộ nhớ của nĩ
Truy xuất đến một segment chỉ cĩ thể thực hiện được sau khi kiểm tra thành cơng khố bảo vệ tương ứng. Cho nên một reader của một ứng dụng chỉ cĩ thể truy xuất tới những segment của nĩ nếu nĩ biết những khố riêng của ứng dụng đĩ.
Đa số các segment của bộ nhớ hệ thống cĩ kích thước xác định. Trong những hệ thống này, user khơng thể thay đổi khơng gian lưu trữ của một segment. Kích thước cố định của một segment cĩ ưu điểm là nĩ rất đơn giản và rẻ tiền nhờ vào các vi mạch của transponder.
Tuy nhiên một ứng dụng cũng rất hiếm địi hỏi khơng gian lưu trữ bằng với kích thước của segment. Với những ứng dụng nhỏ, khơng gian lưu trữ trên transponder được
SVTH: Nguyễn Đình Thành GVHD: Ths. Nguyễn Chí Ngọc
-74-
sử dụng rất lãng phí vì các segment chỉ được sử dụng một phần. Ở những ứng dụng lớn thì cần phải sử dụng đến vài segment. Điều này cĩ nghĩa là khố của ứng dụng phải được lưu trữ trên mỗi segment.
Một cách tối ưu để sử dụng bộ nhớ là sử dụng những segment cĩ chiều dài thay đổi. Bộ nhớ phân phối cho một segment tuỳ thuộc vào yêu cầu của từng ứng dụng. Do sự khĩ khăn trong việc thực hiện segment cĩ kích thước thay đổi, nên nĩ sẽ khơng sử dụng cho transponder cĩ trạng thái này.
Hình 3.9. Sự khác nhau giữa segment cố định và segment tự do