【正文】 被動式或者半被動式的情況下，需要讀寫器提供能量來激活射頻場周圍的電子標(biāo)簽；閱讀器射頻場所能達(dá)到的范圍主要由天線的大小以及閱讀器的輸出功率決定的。天線的大小主要是根據(jù)應(yīng)用要求來考慮的，而輸出功率在不同國家和地區(qū)，都有不同的規(guī)定。③實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通訊④實(shí)現(xiàn)多標(biāo)簽識別⑤實(shí)現(xiàn)移動目標(biāo)識別⑥實(shí)現(xiàn)錯(cuò)誤信息提示 ⑦有源標(biāo)簽的電池信息三、 讀寫器的組成天線：? 發(fā)射和接收射頻載波信號? 將讀寫器中的電流信號轉(zhuǎn)換成射頻載波信號并發(fā)送給電子標(biāo)簽，或者接收標(biāo)簽發(fā)送過來的射頻載波信號并將其轉(zhuǎn)化為電流信號；? 無源標(biāo)簽?zāi)芰抗┙o射頻接口模塊? 包括發(fā)射器、射頻接收器、時(shí)鐘發(fā)生器和電壓調(diào)節(jié)器等。該模塊是讀寫器的射頻前端，負(fù)責(zé)射頻信號的發(fā)射及接收。? 調(diào)制電路負(fù)責(zé)將需要發(fā)送給電子標(biāo)簽的信號加以調(diào)制，然后再發(fā)送；? 解調(diào)電路負(fù)責(zé)將解調(diào)標(biāo)簽送過來的信號并進(jìn)行放大；? 時(shí)鐘發(fā)生器負(fù)責(zé)產(chǎn)生系統(tǒng)的正常工作時(shí)鐘。邏輯控制模塊? 讀寫器的邏輯控制模塊是整個(gè)讀寫器工作的控制中心、智能單元，是讀寫器的“大腦”， 讀寫器在工作時(shí)由邏輯控制模塊發(fā)出指令，射頻接口模塊按照不同的指令做出不同的操作。? 包括微控制器、存儲單元和應(yīng)用接口驅(qū)動電路等。? 微控制器可以完成信號的編解碼、數(shù)據(jù)的加解密以及執(zhí)行防碰撞算法；? 存儲單元負(fù)責(zé)存儲一些程序和數(shù)據(jù)；? 應(yīng)用接口負(fù)責(zé)與上位機(jī)進(jìn)行輸入或輸出的通信。三、讀寫器的IO接口①RS232串行接口：計(jì)算機(jī)普遍適用的標(biāo)準(zhǔn)串行接口，能夠進(jìn)行雙向的數(shù)據(jù)信息傳遞。它的優(yōu)勢在于通用、標(biāo)準(zhǔn)，缺點(diǎn)是傳輸距離不會達(dá)到很遠(yuǎn)，傳輸速度也不會很快。②RS485串行接口：也是一類標(biāo)準(zhǔn)串行通信接口，數(shù)據(jù)傳遞運(yùn)用差分模式，抵抗干擾能力較強(qiáng)，傳輸距離比RS232傳輸距離較遠(yuǎn)，傳輸速度與RS232差不多。③以太網(wǎng)接口：閱讀器可以通過該接口直接進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)。④USB接口：也是一類標(biāo)準(zhǔn)串行通信接口，傳輸距離較短，傳輸速度較高。四、讀寫器的發(fā)展趨勢成本，多功能、多制式兼容、多頻段兼容、小型化、多數(shù)據(jù)接口、便攜式、多智能天線端口、嵌入式和模塊化。第五章RFID電子標(biāo)簽一、RFID電子標(biāo)簽的構(gòu)成①天線：主要的功能是接收閱讀器傳送過來的電磁信號或者將閱讀器所需要的數(shù)據(jù)傳回給閱讀器，也就是負(fù)責(zé)發(fā)射和接收電磁波。它是電子標(biāo)簽與讀寫器之間聯(lián)系的重要一環(huán)； 天線的要求①體積要足夠小，因?yàn)樘炀€還要嵌入到體積很小的電子標(biāo)簽中②要具有全向性，或者覆蓋半球的方向性③要能夠?yàn)殡娮訕?biāo)簽當(dāng)中的芯片供給能量，并保證芯片獲得的信號最大化④要保證不管標(biāo)簽的位置在哪里，天線都能夠正常的與閱讀器進(jìn)行通信⑤要具有魯棒性。⑥考慮到電子標(biāo)簽的價(jià)格，天線的價(jià)格也不應(yīng)過高。 天線的分類（1）線圈型 （2）微帶貼片天線（3）偶極子天線②射頻接口：電壓調(diào)節(jié)單元：主要用來把從讀寫器接收過來的射頻信號轉(zhuǎn)化為直流電源（DC），并且經(jīng)由其內(nèi)部的儲能裝置（大電容）將能量儲存起來，再通過穩(wěn)壓電路，以確保穩(wěn)定的電源供應(yīng)；調(diào)制解調(diào)單元：由控制單元傳出的數(shù)據(jù)需要經(jīng)過調(diào)制單元的調(diào)制以后，才能加載到天線上，成為天線可以傳送的射頻信號，再回傳給閱讀器；解調(diào)單元負(fù)責(zé)將經(jīng)過調(diào)制的信號加以解調(diào)，將載波去除，以獲得最初的調(diào)制信號③芯片：存儲單元：主要用于存儲系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)或者識別數(shù)據(jù)等。邏輯控制單元：負(fù)責(zé)對讀寫器傳送來的信號進(jìn)行譯碼，并且按照讀寫器的要求回傳數(shù)據(jù)給讀寫器二、電子標(biāo)簽的技術(shù)參數(shù)①能量需求②傳輸速率③讀寫速度④工作頻率⑤容量⑥封裝形式三、電子標(biāo)簽的發(fā)展趨勢①工作距離更遠(yuǎn)：②無線可讀寫性能更加完善③更加適合高速移動物體識別④快速多標(biāo)簽讀寫功能更加完善⑤自我保護(hù)功能更加完善⑥標(biāo)簽附屬功能更多。⑦體積更小⑧成本更低第六章射頻數(shù)據(jù)的完整性一、射頻數(shù)據(jù)的完整性基本概念完整性：指信息未經(jīng)授權(quán)不能進(jìn)行改變的特性。即信息在存儲或傳輸過程中保持不被偶然或蓄意地刪除、修改、偽造、亂序、重放、插入等破壞和丟失的特性。影響信息完整性的主要因素有：設(shè)備故障、誤碼（傳輸、處理和存儲過程中產(chǎn)生的誤碼，定時(shí)的穩(wěn)定度和精度降低造成的誤碼，各種干擾源造成的誤碼）、人為攻擊、計(jì)算機(jī)病毒等。保證信息完整性：① 協(xié)議：通過各種安全協(xié)議可以有效地檢測出被復(fù)制的信息、被刪除的字段、失效的字段和被修改的字段。② 糾錯(cuò)編碼方法：由此完成檢錯(cuò)和糾錯(cuò)功能。最簡單和常用的糾錯(cuò)編碼方法是奇偶校驗(yàn)法。③ 密碼校驗(yàn)和方法：它是抗篡改和傳輸失敗的重要手段。④ 數(shù)字簽名：保障信息的真實(shí)性。⑤ 公證：請求網(wǎng)絡(luò)管理或中介機(jī)構(gòu)證明信息的真實(shí)性。二、RFID系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸出錯(cuò)當(dāng)接收讀寫器發(fā)出的命令以及數(shù)據(jù)信息發(fā)生傳輸錯(cuò)誤時(shí)，如果被電子標(biāo)簽接收到，可能會導(dǎo)致以下結(jié)果：① 電子標(biāo)簽錯(cuò)誤的響應(yīng)讀寫器的命令；② 電子標(biāo)簽的工作狀態(tài)發(fā)生混亂；③ 電子標(biāo)簽錯(cuò)誤的進(jìn)入休眠狀態(tài)。當(dāng)電子標(biāo)簽發(fā)出的數(shù)據(jù)發(fā)生傳輸錯(cuò)誤時(shí)，如果被讀寫器接收到，可能導(dǎo)致以下結(jié)果：① 不能識別正常工作的電子標(biāo)簽，誤判電子標(biāo)簽的工作狀態(tài)；② 將一個(gè)電子標(biāo)簽判別為另一個(gè)電子標(biāo)簽，造成識別錯(cuò)誤。三、差錯(cuò)控制方式四、差錯(cuò)控制編碼定義：差錯(cuò)控制時(shí)所使用的編碼，常稱為糾錯(cuò)編碼。根據(jù)碼的用途，可分為檢錯(cuò)碼和糾錯(cuò)碼。檢錯(cuò)碼以檢錯(cuò)為目的，不一定能糾錯(cuò)；而糾錯(cuò)碼以糾錯(cuò)為目的，一定能檢錯(cuò)。監(jiān)督碼元：在發(fā)送端需要在信息碼元序列中增加一些差錯(cuò)控制碼元，它們稱為監(jiān)督碼元。 評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)? 多余度：就是指增加的監(jiān)督碼元多少。例如，若編碼序列中平均每兩個(gè)信息碼元就添加一個(gè)監(jiān)督碼元，則這種編碼的多余度為1/3。? 編碼效率(簡稱碼率) ：設(shè)編碼序列中信息碼元數(shù)量為k，總碼元數(shù)量為n，則比值k/n 就是碼率。? 冗余度：監(jiān)督碼元數(shù)(nk) 和信息碼元數(shù) k 之比。五、漢明碼? 漢明碼又叫線性分組碼，它是一種能夠自動檢測并糾正一重錯(cuò)的線性糾錯(cuò)碼。? 漢明碼一般可用(n , k)表示。其中，k是每組二進(jìn)制信息碼元的數(shù)目，n是編碼碼組的碼元總位數(shù)，又稱為碼組長度，簡稱碼長。nk=r為每個(gè)碼組中的監(jiān)督碼元數(shù)目。? 簡單地說，漢明碼是對每段k位長的信息組以一定的規(guī)則增加r個(gè)監(jiān)督元，組成長為n的碼字。在二進(jìn)制情況下，共有2k個(gè)不同的信息組，相應(yīng)地可得到2k個(gè)不同的碼字，稱為許用碼組。其余 2n2k個(gè)碼字未被選用，稱為禁用碼組。? 碼重：在分組碼中，非零碼元的數(shù)目稱為碼字的漢明重量， 簡稱碼重。例如，碼字 10110，碼重w=3。? 碼距：把兩個(gè)碼組中對應(yīng)位上數(shù)字不同的位數(shù)稱為碼組的距離，簡稱碼距。碼距又稱漢明距離。例如，“000”＝晴，“011”＝云，“101”＝陰，“110”＝雨，4個(gè)碼組之間，任意兩個(gè)的距離均為2。再例如 11000 與 10011之間的距離為3。? 最小碼距：把某種編碼中各個(gè)碼組之間距離的最小值稱為最小碼距，用d０表示。最小碼距是碼的一個(gè)重要參數(shù)， 它是衡量碼檢錯(cuò)、糾錯(cuò)能力的依據(jù)。? 漢明不等式：設(shè)信息位的個(gè)數(shù)為k，監(jiān)督位的個(gè)數(shù)為r，碼長為n=k + r，則漢明不等式為六、奇偶校驗(yàn)法常用的奇偶檢驗(yàn)法為垂直奇偶校驗(yàn)、水平奇偶校驗(yàn)和水平垂直奇偶校驗(yàn)。七、循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC）CRC校驗(yàn)碼的計(jì)算步驟如下：① 設(shè)G(x)為r階，在數(shù)據(jù)塊M(x)的末尾附加r個(gè)0，則相應(yīng)的多項(xiàng)式為 ；② 按模2除法用對應(yīng)于G(x)的位串去除對應(yīng)于 的位串；③ 按模2減法從對應(yīng)于 的位串中減去余數(shù)（總是小于等于1）。結(jié)果就是要傳送的帶循環(huán)冗余校驗(yàn)碼的數(shù)據(jù)塊。下面舉個(gè)例子來說明一下校驗(yàn)碼的計(jì)算過程。? 假設(shè)4位的信息位為1010，生成多項(xiàng)式G(x)為 ，那么G(x)的二進(jìn)制表示形式就為1011，因?yàn)镚(x)為3階，所以要在數(shù)據(jù)塊M(x)后面附加3個(gè)0，變成1010000。? 用生成多項(xiàng)式G(x)1011去除1010000，可得余數(shù)為011，? 所以傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊為1010011。八、性能指標(biāo)? 射頻識別系統(tǒng)的性能指標(biāo)包括有效性、可靠性、適應(yīng)性、標(biāo)準(zhǔn)型、經(jīng)濟(jì)性以及易維護(hù)性等等。? 在射頻識別系統(tǒng)中，識讀率PR和誤碼率PE是用戶最為關(guān)心的問題。設(shè)待識讀標(biāo)簽數(shù)為NA，正確識讀的標(biāo)簽數(shù)為NR，每個(gè)標(biāo)簽的碼元數(shù)為NL，讀寫器識讀出發(fā)生錯(cuò)誤的碼元總數(shù)為NE，則：第七章射頻數(shù)據(jù)的安全性一、射頻識別系統(tǒng)的安全分析RFID信息系統(tǒng)可能受到的威脅有兩類：物理環(huán)境如電磁干擾、斷電、設(shè)備故障等威脅；人員威脅：管理者攻擊、用戶攻擊、前管理者的攻擊、前用戶攻擊、外部人員攻擊。攻擊手段（1）主動攻擊：，通過物理手段在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中去除芯片封裝、使用微探針獲取敏感信號、進(jìn)行目標(biāo)標(biāo)簽的重構(gòu)。，掃描RFID標(biāo)簽和響應(yīng)閱讀器的探尋，尋求安全協(xié)議加密算法及其實(shí)現(xiàn)弱點(diǎn)，從而刪除或篡改標(biāo)簽內(nèi)容。、阻塞信道或其他手段，產(chǎn)生異常的應(yīng)用環(huán)境，使合法處理器產(chǎn)生故障，拒絕服務(wù)器攻擊等。（2）被動攻擊，分析微處理器正常工作過程中產(chǎn)生的各種電磁特征，獲得RFID標(biāo)簽和閱讀器之間的通信數(shù)據(jù)。Eg：美國某大學(xué)教授和學(xué)生利用定向天線和數(shù)字示波器監(jiān)控RFID標(biāo)簽被讀取時(shí)的功率消耗，通過監(jiān)控標(biāo)簽的能耗過程從而推導(dǎo)出了密碼。根據(jù)功率消耗模式可以確定何時(shí)標(biāo)簽接收到了正確或者不正確的密碼位。二、密碼學(xué)技術(shù)原理常見的密碼算法體制有對稱密碼體制和非對稱密碼體制兩種。對稱密碼體制從得到的密文序列的結(jié)構(gòu)來劃分，有序列密碼和分組密碼兩種不同的密碼體制三、射頻識別系統(tǒng)的加密機(jī)制在射頻識別應(yīng)用系統(tǒng)上主要采用三種傳輸信息保護(hù)方式，? 認(rèn)證傳輸方式：不保密，糾錯(cuò)? 加密傳輸方式：保密，不糾錯(cuò)和混合傳輸方式：保密，糾錯(cuò)