Sabtu, 16 Februari 2008

RFID (Radio Frequency Identification)



Overview RFID

RFID adalah proses identifikasi seseorang atau objek dengan menggunakan frekuensi transmisi radio. RFID menggunakan frekuensi radio untuk membaca informasi dari sebuah perangkat kecil yang disebut tag atau transponder (Transmitter + Responder). Tag RFID akan mengenali diri sendiri ketika mendeteksi sinyal dari perangkat yang kompatibel, yaitu pembaca RFID (RFID Reader).

RFID adalah teknologi identifikasi yang fleksibel, mudah digunakan, dan sangat cocok untuk operasi otomatis. RFID mengkombinasikan keunggulan yang tidak tersedia pada teknologi identifikasi yang lain. RFID dapat disediakan dalam perangkat yang hanya dapat dibaca saja (Read Only) atau dapat dibaca dan ditulis (Read/Write), tidak memerlukan kontak langsung maupun jalur cahaya untuk dapat beroperasi, dapat berfungsi pada berbagai variasi kondisi lingkungan, dan menyediakan tingkat integritas data yang tinggi. Sebagai tambahan, karena teknologi ini sulit untuk dipalsukan, maka RFID dapat menyediakan tingkat keamanan yang tinggi.

Pada sistem RFID umumnya, tag atau transponder ditempelkan pada suatu objek. Setiap tag membawa dapat membawa informasi yang unik, di antaranya: serial number, model, warna, tempat perakitan, dan data lain dari objek tersebut. Ketika tag ini melalui medan yang dihasilkan oleh pembaca RFID yang kompatibel, tag akan mentransmisikan informasi yang ada pada tag kepada pembaca RFID, sehingga proses identifikasi objek dapat dilakukan.

Sistem RFID terdiri dari empat komponen, di antaranya seperti dapat dilihat pada gambar 1:

• Tag: Ini adalah perangkat yang menyimpan informasi untuk identifikasi objek. Tag RFID sering juga disebut sebagai transponder.

• Antena: untuk mentransmisikan sinyal frekuensi radio antara pembaca RFID dengan tag RFID.

• Pembaca RFID: adalah perangkat yang kompatibel dengan tag RFID yang akan berkomunikasi secara wireless dengan tag.
• Software Aplikasi: adalah aplikasi pada sebuah workstation atau PC yang dapat membaca data dari tag melalui pembaca RFID. Baik tag dan pembaca RFID diperlengkapi dengan antena sehingga dapat menerima dan memancarkan gelombang elektromagnetik.
Gambar 1. Sistem RFID


Pembaca RFID

Sebuah pembaca RFID harus menyelesaikan dua buah tugas, yaitu:

• Menerima perintah dari software aplikasi

• Berkomunikasi dengan tag RFID


Pembaca RFID adalah merupakan penghubung antara software aplikasi dengan antena yang akan meradiasikan gelombang radio ke tag RFID. Gelombang radio yang diemisikan oleh antena berpropagasi pada ruangan di sekitarnya. Akibatnya data dapat berpindah secara wireless ke tag RFID yang berada berdekatan dengan antena.

Tag RFID

Tag RFID adalah perangkat yang dibuat dari rangkaian elektronika dan antena yang terintegrasi di dalam rangkaian tersebut. Rangkaian elektronik dari tag RFID umumnya memiliki memori sehingga tag ini mempunyai kemampuan untuk menyimpan data. Memori pada tag secara dibagi menjadi sel-sel. Beberapa sel menyimpan data Read Only, misalnya serial number yang unik yang disimpan pada saat tag tersebut diproduksi. Sel lain pada RFID mungkin juga dapat ditulis dan dibaca secara berulang.


























Berdasarkan catu daya tag, tag RFID dapat digolongkan menjadi:


• Tag Aktif: yaitu tag yang catu dayanya diperoleh dari batere, sehingga akan mengurangi daya yang diperlukan oleh pembaca RFID dan tag dapat mengirimkan informasi dalam jarak yang lebih jauh. Kelemahan dari tipe tag ini adalah harganya yang mahal dan ukurannya yang lebih besar karena lebih komplek. Semakin banyak fungsi yang dapat dilakukan oleh tag RFID maka rangkaiannya akan semakin komplek dan ukurannya akan semakin besar.

• Tag Pasif: yaitu tag yang catu dayanya diperoleh dari medan yang dihasilkan oleh pembaca RFID. Rangkaiannya lebih sederhana, harganya jauh lebih murah, ukurannya kecil, dan lebih ringan. Kelemahannya adalah tag hanya dapat mengirimkan informasi dalam jarak yang dekat dan pembaca RFID harus menyediakan daya tambahan untuk tag RFID. Tag RFID telah sering dipertimbangkan untuk digunakan sebagai barcode pada masa yang akan datang. Pembacaan informasi pada tag RFID tidak memerlukan kontak sama sekali. Karena kemampuan rangkaian terintegrasi yang modern, maka tag RFID dapat menyimpan jauh lebih banyak informasi dibandingkan dengan barcode.

Pada tabel 1 diilustrasikan perbedaan utama antara teknologi barcode dengan RFID.

Tabel 1. Perbandingan Teknologi Barcode dengan RFID

Fitur pembacaan jamak pada teknologi RFID sering disebut sebagai anti collision.

Frekuensi Kerja RFID

Faktor penting yang harus diperhatikan dalam RFID adalah frekuensi kerja dari sistem RFID. Ini adalah frekuensi yang digunakan untuk komunikasi wireless antara pembaca RFID dengan tag RFID. Ada beberapa band frekuensi yang digunakan untuk sistem RFID. Pemilihan dari frekuensi kerja sistem RFID akan mempengaruhi jarak komunikasi, interferensi dengan frekuensi sistem radio lain, kecepatan komunikasi data, dan ukuran antena. Untuk frekuensi yang rendah umumnya digunakan tag pasif, dan untuk frekuensi tinggi digunakan tag aktif.

Pada frekuensi rendah, tag pasif tidak dapat mentransmisikan data dengan jarak yang jauh, karena keterbatasan daya yang diperoleh dari medan elektromagnetik. Akan tetapi komunikasi tetap dapat dilakukan tanpa kontak langsung. Pada kasus ini hal yang perlu mendapatkan perhatian adalah tag pasif harus terletak jauh dari objek logam, karena logam secara signifikan mengurangi fluks dari medan magnet. Akibatnya tag RFID tidak bekerja dengan baik, karena tag tidak menerima daya minimum untuk dapat bekerja.

Pada frekuensi tinggi, jarak komunikasi antara tag aktif dengan pembaca RFID dapat lebih jauh, tetapi masih terbatas oleh daya yang ada. Sinyal elektromagnetik pada frekuensi tinggi juga mendapatkan pelemahan (atenuasi) ketika tag tertutupi oleh es atau air. Pada kondisi terburuk, tag yang tertutup oleh logam tidak terdeteksi oleh pembaca RFID.

Ukuran antena yang harus digunakan untuk transmisi data bergantung dari panjang gelombang elektromagnetik. Untuk frekuensi yang rendah, maka antenna harus dibuat dengan ukuran yang lebih besar dibandingkan dengan RFID dengan frekuensi tinggi.

Akurasi RFID

Akurasi RFID dapat didefinisikan sebagai tingkat keberhasilan pembaca RFID melakukan identifikasi sebuah tag yang berada pada area kerjanya. Keberhasilan dari proses identifikasi sangat dipengaruhi oleh beberapa batasan fisik, yaitu:

• Posisi antena pada pembaca RFID

• Karakteristik dari material lingkungan yang mencakup sistem RFID

• Batasan catu daya

• Frekuensi kerja sistem RFID

Akurasi Sistem RFID Frekuensi Rendah

Pada frekuensi rendah, contohnya pada frekuensi 13,56 MHz, komunikasi frekuensi radio antara tag dengan pembaca RFID sangat bergantung pada daya yang diterima tag dari antena yang terhubung dengan pembaca RFID. Pada ruang bebas, intensitas dari medan magnet yang diemisikan oleh antena berkurang teradap jarak, maka terdapat batas jarak di mana tag tidak aktif, dan komunikasi frekuensi radio tidak dapat terjadi. Pengurangan ukuran tag akan mengurangi juga batas jarak.

Komunikasi radio berkurang jika medan magnet harus menembus material yang mengurangi daya elektromagnetik, contohnya pada kasus objek dengan bahan logam. Tag RFID tidak akan terdeteksi ketika ditaruh di dalam logam, karena material logam akan meredam fluks magnet yang melalui tag secara drastis.

Orientasi dari tag sangat penting dan dapat menyebabkan medan magnet bervariasi. Jika orientasi tag RFID sejajar dengan arah propagasi energi, maka fluks adalah nol dan komunikasi radio frekuensi tidak akan terjadi walaupun jarak antara antena dan tag sangat dekat.

Akurasi Sistem RFID Frekuensi Tinggi

Pada frekuensi tinggi, perfomansi dari sistem RFID sangat bergantung pada lingkungan di mana komunikasi di antara tag dan pembaca RFID terjadi. Pada jarak tanpa hambatan proses identifikasi dapat terjadi pada jarak pada orde 10 meter. Tetapi bila ada hambatan maka jarak ini akan berkurang secara drastis.

Pada frekuensi tinggi, tag RFID bekerja secara aktif dengan daya dari batere. Akurasi dari tag RFID dapat berkurang karena kekurangan daya. Akurasi dari sistem RFID pada umumnya sangat bergantung dari lingkungan di mana sistem RFID dioperasikan. Tantangan desain sistem RFID adalah melakukan desain infrastruktur RFID di antara lingkungan yang kurang bersahabat yang telah dijelaskan sebelumnya.

Beberapa Arsitektur RFID Untuk Keamanan

Untuk penggunaan RFID untuk aplikasi sistem keamanan, terdapat beberapa macam arsitektur yang dapat digunakan.

Sistem Fixed Code

Sistem ini merupakan sistem paling sederhana yang paling sering digunakan. Kode tetap yang tersimpan di tag RFID dibaca dan dibandingkan dengan kode yang tersimpan database. Untuk keperluan ini dapat digunakan tag RFID yang hanya dapat ditulis satu kali saja dan belum diprogram sama sekali. User dapat memprogram sendiri tag tersebut. Kelemahannya adalah user dapat membuat copy dari tag RFID yang tidak dapat dibedakan oleh sistem keamanan. Tersedia pula tag RFID yang hanya dapat dibaca, dan telah diprogram pada proses produksi dengan nomor identifikasi yang unik. Sistem ini tidak memungkinkan pembuatan copy dari tag RFID. Sistem yang sederhana ini tingkat keamanannya paling rendah.

Sistem Rolling Code

Beroperasi dengan cara sama dengan sistem Fixed Code, akan tetapi kode rahasia pada tag RFID hanya berlaku pada periode waktu tertentu. Pembaca RFID pada sistem ini harus mempunyai kemampuan untuk menulis tag RFID. Tag RFID yang digunakan harus dapat diprogram berkali-kali. Jadinya setiap terjadi proses identifikasi maka sistem keamanan akan mengubah kode rahasia yang ada pada tag RFID, dan akan menggunakan kode rahasia tersebut untuk proses identifikasi selanjutnya.

Sistem ini memberikan tingkat keamanan yang lebih baik, tetapi yang harus dipertimbangkan adalah proses sinkronikasi kode rahasia.

Sistem Proteksi dengan Password

Sistem autentifikasi mutual yang sederhana dapat disediakan oleh sistem RFID dengan proteksi password. Data rahasia pada tag RFID hanya akan ditransmisikan setelah Pembaca RFID mengirimkan data berupa password yang sesuai untuk dapat membuktikan keabsahan pembaca RFID. Panjang dari password dapat bervariasi disesuaikan dengan kebutuhan tingkat keamanan.

Password biasanya ditransmisikan dalam plain text. Waktu untuk menduga password bervariasi antar beberapa menit sampai beberapa tahun bergantung dari panjang dari password.

Untuk sistem keamanan dengan banyak pengguna dengan password berbeda, memiliki keterbatasan yaitu yaitu total waktu komunikasi yang sangat lama, karena pembaca RFID harus menduga password dari database yang tersedia.

Sistem Kombinasi Rolling Code dan Password

Merupakan sistem gabungan dengan fasilitas kode rahasia berubah-ubah dan password untuk melindungi kode rahasia yang tersimpan dalam tag RFID. Isu yang kritis dari sistem ini adalah waktu komunikasi dan sinkronisasi password. Dengan sistem ini akan memberikan tingkat keamanan yang tinggi.


Crypto Transponder

Digital Signature Transponder

Digital Signature Transponder adalah device crypto yang menggunakan system pertanyaan dan jawaban. Ini adalah merupakan generasi kedua dari tag RFID yang khusus digunakan untuk sistem keamanan, di mana hanya sebuah kunci yang dapat mengakses sistem kemanan tersebut. Sistem ini contohnya dapat diaplikasikan pada sistem pengamanan mobil. Pada saat inisialisasi, system 15 keamanan dan transponder bertukar kunci enkripsi rahasia. Kunci ini tidak dapat dibaca, hanya respon transponder terhadap pertanyaan yang dikirimkan system keamanan yang dapat dibaca.
Pada aplikasinya, sistem keamanan mengirimkan sejumlah bit bilangan acak (pertanyaan) kepada transponder menggunakan Pulse Width Modulation. Pada transponder pertanyaan tersebut dimasukkan ke dalam register pertanyaan. Untuk waktu yang singkat, energi disediakan oleh sistem keamanan dan rangkaian logika enkripsi akan menghasilkan respon (signature). Pada gambar 2 dapat dilihat sistem Crypto Transponder.

Gambar 2. Sistem Crypto Transponder

Respon R adalah fungsi dari kunci enkripsi Ke, challenge RAND, dan algoritma kriptografi Fc.

( , , ) c e R = f F RAND K

Respon dikembalikan ke sistem keamanan dengan menggunakan Frequency Shift Keying (FSK).

Sistem keamanan menghitung respon yang diharapkan dengan menggunakan algoritma yang sama dan kunci enkripsi yang sama dan membandingkan respon yang diterima dari transponder dengan hasil perhitungan. Hasil perhitungan dari respon yang diharapkan dapat selesai bersamaan dengan komunikasi antara transponder dengan sistem keamanan atau setelah menerima respon dari transponder. Jika hasilnya sama, maka informasi akan dikirimkan ke computer manajemen.

Keunggulan dari sistem ini adalah sebagai berikut:

• Respon berbeda pada setiap waktu, bergantung dari pertanyaan (challenge). Akibatnya proses autentifikasi adalah dinamis.

• Tidak ada bagian dari kunci enkripsi yang dikirimkan setelah inisialisasi.

• Kunci enkripsi tidak dapat dibaca.

• Transponder tidak dapat diduplikasi.

• Kunci enkripsi dapat dikunci atau diubah jika diinginkan dengan melakukan inisialisasi ulang.

Transponder merupakan device logika yang komplek dan sistem yang didesain untuk beroperasi pada daya sangat rendah. Gambar dari transponder ini dapat dilihat pada gambar 3.

Gambar 3. Digital Signature Transponder

Enkripsi

Semua algoritma enkripsi secara teoritis dapat dipecahkan. Sebuah algoritma enkripsi dikatakan aman jika waktu untuk memecahkannya dibutuhkan waktu sangat lama.

Terdapat beberapa metoda penyerangan terhadap enkripsi yaitu:

• Scanning

Adalah pendekatan paling sederhana di mana penyerang mengirimkan respon random terhadap setiap challenge yang dihasilkan system keamanan. Waktu rata-rata untuk sukses dirumuskan menjadi:

= × 2(rb−1)s t R

di mana rb adalah panjang respon dalam bit, dan R adalah waktu perulangan sistem keamanan dalam detik. Misalkan saja waktu perulangan adalah 200 ms dan panjang respon 24 bit, maka waktu rata-rata untuk membobol sistem keamanan itu adalah 19,4 hari.

• Dictionary Attack

Merupakan pendekatan penyerangan yang kompleks di mana pihak penyerang membuat dictionary, dan respon disesuaikan dengan challenge dan dictionary yang diupdate setiap respon diberikan.


• Cryptoanalysis

Menggunakan pengetahuan dari algoritma. Penyerang mencoba untuk mencari solusi matematika dari masalah untuk mencari kunci enkripsi dengan jumlah terbatas pasangan challenge dan respon. Cara ini sangat sulit sekali dilakukan.


Rangkaian Supervision


Rangkaian ini digunakan untuk meyakinkan reliabilitas dalam aplikasi. Misalnya untuk eksekusi pemrograman transponder, penggunaan CRC untuk melakukan pemeriksaan terhadap command, data dan address yang diterima pada fasa penulisan transponder. Pada gambar 4 dapat dilihat blok diagram dari transponder crypto.


Gambar 4. Diagram Blok Crypto Transponder

Aplikasi RFID

Pada uraian sebelumnya dibahas mengenai beberapa tipe sistem RFID, dan perkembangannya. Penggunaan RFID dengan berbagai macam arsitektur, dapat diimplementasikan dalam berbagai macam aplikasi.






Inventory Control

Sistem penanganan barang pada proses manufaktur dan distribusi yang efisien dan hemat waktu, dapat disediakan dengan sistem identifikasi yang cepat dan aman.

Hal ini dapat dengan mudah direalisasikan dengan RFID, karena tidak memerlukan kontak langsung, maupun kontak optik. Dengan tambahan fitur anticollision sejumlah barang dapat diperiksa secara bersamaan. Pada aplikasi ini masalah lingkungan dan kecepatan merupakan peranan yang penting.

Transportasi

Kenyamanan dan efisiensi waktu menjadi tawaran yang menarik untuk pengunaan RFID pada bidang transportasi, di mana penggunaan sistem identifikasi yang cepat diperlukan. Contohnya adalah penggunaan tag RFID untuk menandai bawaan penumpang, dan pengganti tiket sehingga dapat mencegah antrian yang Panjang.


Keamanan dan Akses Kontrol
Contoh aplikasi pada bidang ini adalah sistem keamanan pada mobil, atau fasilitas tertentu, di mana untuk aplikasi ini diperlukan keamanan dengan level yang tinggi dan tidak mudah ditiru. Untuk kebutuhan ini dapat direalisasikan dengan generasi kedua tag RFID yaitu Digital Signature Transponder.





http://Subari.blogspot.com
*-------------------------------
-ANJIK JAMALUDIN
- M. KHAIRUL ANAM
...

5 komentar:

fahdly mengatakan...

mas, ada analisa soal id 12nya gak
saya bikin aplikasi POS pake id -12 and delphi. nah skarang butuh analisa hardwarenya nih, bingung soalnya gak dikasi tau jeroan id -12 nya da gt jarak baca cuma 4 cm

kalo kebanyakan baca juga ada kolosi

please advice
buat ta nih mas

Syahrul Muttaqin mengatakan...

mas,,, saya minta ijin nya...saya mw ambil artikel ini wat jd slah satu rujukan dalm pnyusunan Proposal PKM saya

trimkasih

Syahrul Muttaqin mengatakan...

mazs,q mw mnta ijin utk copy bbrpa bbrpa bgian dr artkelnya utk d jdkan rujukan dalam pnysunan propsal PKM saya


trmksh sblmnya

tracking system mengatakan...

A Radio Frequency Identification is a good advanced technology. RFID is useful for traffic management. It display the overview of traffic position.

muttaqin mengatakan...

harganya tag dan readernya masing-masing berapa ya ? kalau untuk kontrol angkot bagus ga ?