Scientific journal
Modern high technologies
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,909

Для того чтобы радиочастотный считыватель мог собрать информацию со всех радио-меток в его поле, необходимо чтобы в алгоритмах работы системы радиочастотной идентификации была реализована т.н. процедура «антиколлизии», предназначенная для разрешения ошибок, вызванных одновременным ответом нескольких меток на запрос считывателя, порождающим «коллизию» (от англ. Collision - столкновение), то есть ситуацию, когда считыватель не способен распознать принятые данные вследствие их наложения в радиоканале. Существующие основные алгоритмы антиколлизии основаны на:

а) распределении меток по т.н. «временным интервалам» («Time slots»), когда каждая метка закрепляется за некоторым фиксированным промежутком времени, в котором отвечает на запросы;

б) применении маски - битовой последовательности длиной до размера идентификационного номера - для адресации к некоторой подгруппе меток с общим префиксом;

в) побитном выделении меток, схожим с вариантом (б), когда подгруппа адресуется путём побитного отсеивания меток.

Наиболее удачным является последний вариант, потому как он более быстр.

Данный алгоритм антиколлизии носит название «алгоритм обхода двоичного дерева» и предполагает поочерёдное вещание считывателем каждого бита уникального номера всех меток в поле. В ответ на каждый бит, пришедший от считывателя, все метки, содержащие этот бит в собственных номерах, будут одновременно отсылать следующий бит, а все не содержащие - переходить в некоторое состояние приостановки, вплоть до подачи команды возобновления работы. Поскольку радиопередачи считывателя отличимы от шума на расстоянии вплоть до нескольких десятков метров, злоумышленник может без проблем накопить секретную информацию (в данном случае - список номеров) о метках, установив подслушивающее устройство на безопасном удалении от считывателя. Во избежание подобной ситуации, в существующий алгоритм следует внести коррекции.

Такой модифицированный алгоритм назван защищённой антиколлизией.

Во-первых, считыватель будет вещать некоторый бит номера метки лишь в том случае, если последний бит был принят с коллизией, таким образом, выделяя для дальнейшей работы одну из конфликтующих подгрупп; в остальных случаях он будет подавать меткам некоторую общую команду «передать следующий бит номера». Во-вторых, для каждой новой сессии получения номеров меток, последними будут генерироваться случайные двоичные вектора (R - в данном случае длиной 16 бит), передаваемые побитно в эфир непосредственно перед вектором уникального 96-битного номера (ID): R|ID, где | - конкатенация векторов. При этом к моменту, когда в процессе антиколлизии очередь дойдёт до передачи самого номера одной из меток, с большой вероятностью (P= 1-(N-1)/2^16, где N - число меток в поле) из всех меток не приостановленной останется только одна и считыватель не «раскроет» ни одного бита её номера.

Система считыватель-метка, использующая данный алгоритм, реализуется в виде модели поведенческого описания аппаратуры (язык Verilog). Основными элементами модели являются блоки считывателя и метки. Данные устройства работают по принципу конечных автоматов, состоят из основных «подблоков»: тактирования, инициализации и синхронизации; преобразования входных данных, формирования передающей последовательности; случайного генератора; «подблока» управления.

Приведённая модель представляет собой новый, более защищённый, при учёте жёстких ограничений по ресурсам радио-меток, вариант описания системы радио-идентификации, позволяет виртуально тестировать данную систему, и при некоторой доработке может быть реализована в готовых устройствах.