【转】安全加密（三）：RFID标签防伪为生活开启安全模式

本文导读

随着RFID技术的快速发展和RFID电子标签的生产成本不断降低，RFID标签防伪技术的应用也得到了极大的普及，逐步出现在各行各业当中，如交通出行、票务安全、商品防伪等领域。

RFID技术简介

RFID的英文全称是Radio Frequency Identification，即无线射频识别技术。RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。

射频识别技术的基本组成有读写器、天线、RFID标签，读写器也称阅读器（reader），是对RFID标签进行读/写操作的设备，主要包括天线、射频前端和读写控制单元三部分。天线（antenna）是RFID标签和读写器之间实现射频信号空间传播和建立无线通讯连接的设备。RFID标签俗称电子标签（tag），根据工作方式可分为主动式（有源）和被动式（无源）两大类。RFID标签芯片的内部结构主要包括天线、射频前端、标签控制单元和EEPROM存储单元四部分。

RFID常用的应用频率分类可分为三类：

当前常用于商品防伪的RFID标签一般属于高频段（13.56MHz），并且遵循ISO-14443A协议，具有最远可达10厘米的识别距离，以及良好的防冲突性能和安全性能。

RFID标签在防伪与安全领域的应用

1、RFID防伪技术的优势

射频识别技术(RFID)防伪，与其他防伪技术如激光防伪、特种印刷符号防伪等技术相比，其优点在于：每个标签都有一个全球唯一的UID号码，另外其自身还拥有带加密功能的存储空间，可携带更多加密信息或存放与实际应用相关的数据信息。无论从安全性或应用灵活性的角度来看，RFID标签防伪技术都有无可比拟的优势。

2、RFID防伪技术的应用举例

票务防伪：在公共交通运输及旅游景点，假票据事件常有发生，采用RFID电子标签门票代替传统的票据，既提高了人员流通速率，又起到安全防伪作用，一举多得。

证件防伪：国际上在护照防伪、电子钱包等，如在护照封面或证件内嵌入RFID标签，比如二代身份证的推广应用就是此方面的典型代表，这一技术很快将在重要证件发放管理中得到广泛应用。

商品防伪：在商品生产包装过程中加入防伪标签，相当于提供了一种可靠的商品真伪鉴别方式，可以保障商品生产商和消费者的合法权益。另一方面标签本身具有存储功能，因此在某些特殊应用场合下的标签还可以用于存储商品使用周期内的所有关键信息，为商品的后续使用提供便捷之处，而不仅仅只是起到防伪作用。

标签在票务和证件防伪的应用都比较容易理解，在商品防伪领域，其应用流程如下图所示，消费者所用的标签读写器可以是带有NFC功能的手机。

3、RFID标签防伪技术的工作原理

标签防伪技术的主要内容就是利用读写器读取标签内的相关信息，以验证真伪信息。以常用的电子标签NTAG为例，读写器和标签之间的工作流程如下图，当读写器靠近标签时，读写器天线产生的射频场将能量传递给标签，使其上电复位。随后读写器遵循ISO-14443A协议内容，将标签激活，此过程具有防冲突功能（当射频场内存在多张标签，读写器也能准确和其中一张标签建立通信）。

在标签激活以后，需要对标签进行密码认证才能进行读写操作，一旦密码认证错误或后续读写操作失败，标签将回到上电复位后的状态，需要重新激活标签才能再次发起密码认证。

仍以NTAG标签为例，实际标签型号为FM11NT01，“防伪验证”过程的数据交互如下图，NTAG标签的密码认证和读写操作指令都以特定的指令编码开头，如密码认证的指令码为1B，后续紧跟4字节密码，而读命令的指令码为30，后一字节为读操作的起始地址。

假设NTAG标签在商品包装过程中在不同位置被写入了特定的商品防伪编码23 33 33 33，生产日期编码20 18 05 20，新密码66 66 66 66等信息。在商品真伪检验环节，标签被成功激活并收到密码认证命令1B 66 66 66 66后，把收到的密码4个字节的66与内部存储的密码进行对比，密码一致则开放读写权限。

读写器进一步发送读命令。读06地址的命令为30 06，标签返回起始地址开始的16字节，即4页数据，得到商品的防伪编码后，读写器在商品厂商提供的商品信息库中搜索防伪码，如查询到对应信息记录，则说明商品为真，否则商品为假。

RFID标签防伪应用的解决方案

1、ZLG600A系列读卡器

ZLG600A系列是基于复旦微平台开发的13.56MHz读写卡模块。此系列模块符合ISO14443A/B、ISO7816标准，支持Mifare卡、CPU卡和接触式SAM卡的操作。用户无需了解底层寄存器，几条简易的串口命令即可实现RFID读写卡功能，具有小体积、易用、可靠等特点，实物如所示，可让用户方便、快捷地将接触式/非接触式IC卡技术融入到产品中。

ZLG600A系列读卡模块不仅能配合RFID标签在防伪安全领域实现各种应用，另外在以下领域也有典型应用案例：

• 地铁、公交车、火车站检票机；

• 各类小区门禁、电梯安防系统；

• 水电气“三表”，汽车充电桩等；

ZLG600A系列读卡模块主要为满足单点读卡的要求，即通常一个机器装有一个模块就能完成产品设计要求，其中ZLG600A-DT型号支持拓展外接天线，最多可拓展两个外接天线，可满足部分多点读卡应用的要求。

2、ARKS16F5xx系列读卡核心模块

ARKS16F5xx系列是基于复旦微和NXP平台开发的读卡核心模块，是简单、快捷、高效的读写卡开发方案。读卡核心模块的主控芯片采用KS16Z128，整模块采用半孔工艺将I/O引出，帮助客户绕过繁琐的RFID硬件设计、开发与生产，加快产品上市。完善的AMetal软件开发平台可满足快速开发需求，减少软件投入，缩短研发周期。

读卡核心模块主要具备以下特点：

• 三种具体型号可选，充分考虑不同客户需求，应用灵活性强；

• 基于AMetal软件平台，支持用户进行快速二次开发，提供各类读卡函数接口；

• 主控采用KS16Z128芯片，可用外设资源丰富，超高性能，极具性价比；

• 极低功耗，支持低功耗外部卡片侦测功能；

• ARKS16F518N型号支持多天线（最多8天线）、多点读卡。

ARKS16F518N读卡核心模块为多天线、多点读卡的实现提供了一种有效的解决方案。当下最典型的应用是在高端饮水机的滤芯当中加入电子标签，由于饮水机滤芯需要经常进行不定期更换，且滤芯的工作环境相对特殊，不方便与其他部件有直接接触，因此RFID标签成为了其实现防伪功能不二之选。饮水机通过读取标签信息判断滤芯真伪，并即时的将滤芯的使用信息更新到标签的存储空间当中，同时也不定期的读取标签中存储的信息，以起到更好的滤芯状态监测作用，例如监测滤芯使用时间，当记录的使用时间值大于预设值时，饮水机将提醒用户及时更换滤芯。其他相似应用还有空气净化机滤芯、打印机墨盒等。

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