CHƯƠNG 1: TONG QUAN Việc triển khai các kỹ thuật mã hóa và bao mật dữ liệu trên các nền tảng lớn như Window, Linux, các hệ thống nhúng là điều rat phd biến. Nhưng dé triển khai trên nền tảng MCU có tài nguyên hạn hẹp, không có hệ điều hành là một thách thức. Đề tài đã vượt qua thách thức này bằng các vận dụng sáng tạo việc sinh mã ngẫu nhiên OTP và biến đổi linh hoạt các hàm mã hóa, giải mã hóa phù hợp với tài nguyên hệ thống trong khi vẫn đảm bảo thời gian đáp ứng nhanh, hiệu quả. Tác giả đã xây dựng mô hình giải mã hóa Manchester mà không cần chíp giải mã chuyên dụng trên kênh truyền UHF 433MHz, với đặc điểm nỗi bật là thuật toán chuẩn hóa cụm dit liệu thô.
Với đặc tính đâm xuyên tốt qua vật cản của sóng LF 125kHz, luận văn mở. ra một lựa chọn mới trong việc xây dựng kỹ thuật truyền thông trong môi trường vật cản như trong bê tông, trong đất, nước. Đặc biệt là ứng dụng cho mạng lưới cảm biến dưới lòng đất (WUSN-Wireless Underground Sensor Networks) [6]. Nội dung và phương pháp nghiên cứu Nội dung 1 Mục tiêu: Nghiên cứu tình hình thực tế việc ứng dụng công nghệ RFID tại Việt Nam, cụ thé hơn là trong lĩnh vực bảo mật và nhận dạng.
Bằng cách tìm kiếm thông tin từ các công ty cung cấp giải pháp RFID, tham khảo nội dung các bài báo, luận văn luận án về chủ đề. Kết quả: Tình hình thực tế việc ứng dụng công nghệ RFID ở Việt Nam. Ở ứng dụng nhận dạng, chủ yếu dùng công nghệ RFID thụ động, với khoảng cách đọc ngắn từ 10-15cm. Nội dung 2 Mục tiêu: Nghiên cứu về các ưu điểm nổi trội của RFID chủ động, ưu nhược điểm so với RFID chủ động và tính phù hợp của nó trong ứng dụng xác thực chủ phương tiện dùng chìa khóa thông minh.
Kết quả: Tác giả chỉ ra điểm yếu của kỹ thuật nhận dạng dùng RFID thụ động, sự cần thiết và phù hợp của việc dùng RFID chủ động trong ứng dụng này. 20 CHƯƠNG 1: TONG QUAN Nội dung 3 Mục tiêu: Nghiên cứu về nguyên lý hoạt động của mạch thu, phát RFID 125kHz trong khoảng cách 1-3m, các yêu cầu về kỹ thuật và linh kiện phần cứng dé đáp ứng được khoảng cách này Kết quả: Lựa chọn được mô hình thu phát RFID 125kHz, trong đó khối thu dùng chip dò sóng LF AS3933 độ nhạy cao, khối phát dùng linh kiện rời theo nguyên lý cầu H dùng Mosfet công suất cao. Nội dung 4 Mục tiêu: Tìm hiểu về các kỹ thuật kênh truyền Manchester, mã hóa dữ liệu AES. Xây dựng kênh truyền tín hiệu tin cậy bảo mật giữa SCU và Keyfob.
Đảm bảo tính chống nhiễu, chống hack, chống giả mạo mã xác thực. Kết quả: Kỹ thuật mã hóa Manchester được sử dụng cho cả 2 kênh truyền LF và UHF của hệ thống. Dựa trên mô hình AES, tác giả xây dựng mô hình bảo mã hóa thu gọn hơn để có thể chạy trên MCU. Bố cục báo cáo luận văn Luận văn nghiên cứu được chia thành 5 chương: e Chương 1: Tổng quan.
e Chương 2: Cơ sở lý thuyết. e Chương 3: Tình hình thực tế áp dụng kỹ thuật RFID trong ứng dụng bảo mật, nhận dang ở Việt Nam e Chương 4: Thiết kế và thử nghiệm hệ thống nhận dạng xác thực với chìa khóa thông minh. © _ Chương 5: Đánh giá, kết luận. CƠ SỞ LÝ THUYET Chương 2.
Lý thuyết về RFID 2. Giới thiệu chung RFID (Radio Frequency Identification) - thiết bị nhận dạng vô tuyến điện sử dụng sóng vô tuyến để tự động nhận dạng, theo dõi, quản lý hang hoá, con người, động vật và các ứng dụng khác?. Thiết bị nhận dang vô tuyến điện bao gồm hai khối riêng biệt được kết nối thông qua giao diện vô tuyến: - Thẻ vô tuyến (Transponder hay còn gọi thẻ RF Tag) mang chip điện tử, có hoặc không có nguồn điện, được gắn trên đối tượng cần nhận dạng. Chíp điện tử chứa thông tin về đối tượng đó.
- Thiết bị đọc tần số vô tuyến (RF Reader) phát ra tần số nhất định để kích hoạt thẻ vô tuyến và thẻ vô tuyến sẽ phát ra thông tin của thẻ. Thông tin này được đầu đọc thu lại và chuyển tới hệ thống xử lý số liệu. Giao tiếp diễn ra giữa Reader và Tag diễn ra trên cùng một kênh tần sé. RFID Reader và Tags trong thực tế Theo tiêu chí đải tần số hoạt động, thẻ RFID được phân loại vào 4 dải tân số chính.
Phân loại theo đặc điểm hoạt động, chúng được chia vào 3 loại là thẻ thụ động, bán thụ động và chủ động. Bảng phân loại dưới đây cung cấp chỉ tiết về bốn dai tần chính ma RFID sử dụng cũng như ưu nhược điểm và ứng dụng thực tế của từng loại. ? Thông tư 46/2016/TT-BTTTT 2 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYET Bảng 2-1.
Bảng phân loại RFID theo tần số. LF HF ,UHE :Á (Tân sô siêu Microwave (Tần số thấp) (Tần số cao) cao) (Vi ba) Dai tần < 135 kHz 13.45GHz ISO/IEC 18000-3 Giao thức ISOMEC 180002 ISO 15693 ISO/IEC 18000-6 ISO/IEC 180004 ISO 14443 (A/B) Khoang cach es 5.0m giao tiép On định, chi phí Phùhợpvới Khoảng cach Tốc độ đọc cao, thap. Thiét kê khoảng cách đọc đọc xa, đọc đọc tot thẻ Tag Đặc điểm đơn giản. Đã ngăn, đọc nhiêu nhiêu the Tag, trên các loại môi ° được ứng dụng thẻ Tag 1 lúc.
Thẻ Tag có t trường khác đại trà. Yêu câu gắn trên các bề nhau. antenna lớn mặt kim loại. Quản lýra VÀO “TT: can cước Quản lý chuối Quản lý chuỗi công, gan thẻ a ˆ cung ứng, hàng cung ứng, hàng A công dân, thẻ F 4 Ung dung theo dõi động ngân hàng, thé trong kho, bên trong kho, bên.
vat, vat nudi. di tu điện. Hệ thông Nhận dạng chủ MN l thu phí không thu phí không <a US. ñ ~ xe, phuong tién.
Tốc độ đọc nhiều thẻ Chậm ———————————— \lanh cùng lúc Đọc ở mặt kim loại Rắt tốt Tốt Kích thước “ ỏ thẻ Tag Lớn Nhỏ 2+ Microwave 125 KHz 13. RFID theo tần số hoạt động 23 CHƯƠNG 2. Thẻ Tag RFID chủ động và thụ động. Thẻ Tag có thể không cần dùng pin hoặc bất cứ nguồn năng lượng tương tự nào để hoạt động, nó tái tạo năng điện chính từ không gian trường điện từ biến thiên mà Reader tạo ra.
Dù mức năng lượng này rat nhỏ, nhưng sử dung các vi mạch nhân điện áp, các mức điện áp 1,8V được tạo ra trong thời gian ngắn, đủ dé cấp cho các khối xử lý logic và bộ nhớ hoạt động, truyền tải lượng dit liệu cần thiết. Khi antenna của Reader ngừng phát sóng, năng lượng này biến mắt, đồng nghĩa các phan tử trên Tag ngừng hoạt động hoàn toàn. Loại thẻ này do vậy được gọi là thẻ thu động (passive Tag). Nó không thể tự khởi tạo một quá trình giao tiếp với Reader.
Đây là loại thẻ RFID phổ biến nhất do tính tiện dụng, nhỏ gọn, không cần pin và thay pin định kỳ. Tuy nhiên, năng lượng sóng tỉ lệ nghịch với lập phương khoảng cách, nó giảm rất nhanh khi khoảng cách đọc tăng lên, nên nhược điểm lớn của nó là khoảng cách giao tiếp ngắn. Ngược lại, loại thẻ được tích hợp pin cùng với antenna phát, có thẻ khởi tạo hoặc yêu cầu một quá trình trao đổi dữ liệu với Reader, được gọi là thẻ chủ động (Active Tag), khoảng cách đọc xa do được cấp năng lượng lớn từ pin. Loại thứ ba là thẻ bán thụ động (Semi-passive), nó được tích hợp pin đề cấp cho các antenna thu, đảm bảo khoảng cách giao tiếp xa.
Nhưng nó không tích hợp sẵn antenna phát, do vậy nó cũng không chủ động khởi tạo được một quá trình trao đôi di liệu với Reader. Trong nội dung luận văn này, tác giả sử dụng chip nhận dạng sóng LF, mã AS3933 chạy ở tần số 125kHz dưới dạng bán thụ động, chíp chỉ đọc dữ liệu khi Reader phát. Để chủ động khởi tạo sự trao đổi dữ liệu từ Keyfob với host (Reader), tác giả sử dụng ludng tín hiệu khác, chạy ở băng tần UHF 433MHz. Nguyên lý và cơ chế hoạt động.
Hệ thống RFID luôn chứa tối thiểu 2 thành phần là Reader và Transponder/Tag như hình 2. CƠ SỞ LÝ THUYET L RF front-end Antena Analog Antenna Z ip Digital RFID Reader Hình 2. Mô hình Reader va Tag trong hệ thống RFID Phần Reader thường luôn đóng vai trò chủ động, tích cực, khởi tạo hoặc yêu cầu một quá trình doc/ghi dữ liệu. Phần Tag, tùy thuộc là Tag chủ động hoặc thụ động mà có các kỹ thuật khác nhau dé quản lý năng lượng và phản hồi lại Reader.
Nguyên lý cộng hưởng điện từ xuyên suốt cơ chế hoạt động của RFID tần số thấp. Giả sử xét hệ thống RFID sử dung tín hiệu sóng mang ở tần số fo = 125kHz. Bộ Reader sẽ chứa nguồn dao động cưỡng bức V; tần số 125kHz, trong khi antenna của nó phát cũng có tần số cộng hưởng riêng 125kHz. Điều này cho phép tạo ra công suất phát tối đa.
Antenna tạo ra một môi trường điện từ trường biến thiên H, nếu đặt Tag vào môi trường này, antenna của Tag sẽ được cộng hưởng tại tần số 125kHz va quá trình trao đôi dữ liệu được diễn ra giữa Reader và Tag. Magnetic field H ————= | Reader LoS Hình 2. Tương tác điện cảm giữa Reader và Tag thụ dong 25 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYET Hình 2.
Sơ đồ mạch tương đương Reader phát cả năng lượng và đữ liệu thông qua tương tác điện cảm tới Tags bằng cách đưa dòng điện biến thiên i vào cuộn cảm L¡ cũng chính là antenna phat. Rs, Ri lần lượt là điện trở thuần của nguồn phát của dây dẫn. Tụ điện C¡ cùng với cuộn cảm L; tạo mạch cộng hưởng LC, tương tự với La, C2. Như đã phân tích ở trên, chúng có chung tần số cộng hưởng: (ay Mach cộng hưởng La, C2 tai antenna thu sẽ tao ra điện áp cảm ứng v2 lớn tối đa.
Điện áp xoay chiều này qua diode chỉnh lưu VD biến thành điện áp một chiều, tụ C3 nắn phẳng các gợn sóng để tạo ra điện áp DC 6n định nuôi các vi mach trong thẻ Tag. Điện áp v¿ tỉ lệ thuận trực tiếp với tốc đọ biến thiên của từ thông y qua cuộn La, được xác định [4] : dy dg d d j TP tàng (2) TT=-Y__y, ? dt =n dt Ù 5)=—M, BdS)=-N, EY ự: Từ thông qua cuộn L¿. Ny: Số vòng dây cuộn Lì No: Số vòng dây cuộn La g: Từ thông qua một vòng dây L2 B:Từ trường. S: Diện tích vòng dây cuộn La i: Dòng điện chạy qua antenna của Reader (L1).
Ho: Hệ số môi trường. a: Bán kính cuộn La 26 CHƯƠNG 2.