RFID在商品防偽領(lǐng)域的應(yīng)用

0  引言
    激光防偽、熒光防偽、磁性防偽、溫變防偽、特種制版印刷等是目前通常使用的防偽技術(shù)手段，這些技術(shù)在一段時(shí)間內(nèi)一定程度上發(fā)揮著防偽的作用，但到目前為止上述防偽技術(shù)還不完善，未能有效地制止假冒的行為。
    RFID防偽技術(shù)的探索和應(yīng)用，不僅將為企業(yè)帶來直接的經(jīng)濟(jì)效益，還將為國家相關(guān)管理部門有效的監(jiān)管企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營狀況，打擊和取締非法生產(chǎn)活動(dòng)，維護(hù)社會(huì)秩序穩(wěn)定，為國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展提供有力的技術(shù)保障。同時(shí)有利于提高管理效率，降低運(yùn)作成本。
    無線射頻識(shí)別技術(shù)RFID（Radio Frequency Identification）是自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的一種，它通過無線射頻方式進(jìn)行非接觸雙向數(shù)據(jù)通信對(duì)目標(biāo)加以識(shí)別。RFID應(yīng)用于防偽是將極小芯片貼在所需防偽的物品上，利用射頻技術(shù)將芯片內(nèi)存儲(chǔ)的資料傳遞到系統(tǒng)終端加以辨認(rèn)，是目前一項(xiàng)研究熱點(diǎn)。它無需直接接觸即可完成信息輸入和處理，且操作方便快捷。能夠廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、物流、醫(yī)療、交通運(yùn)輸和資產(chǎn)管理等需要收集和處理數(shù)據(jù)的應(yīng)用領(lǐng)域。
1  RFID系統(tǒng)組成和原理
1.1 系統(tǒng)組成
    一個(gè)最基本的RFID系統(tǒng)一般是由存儲(chǔ)標(biāo)識(shí)物信息的芯片即電子標(biāo)簽（Tag）、用于寫入和讀出標(biāo)簽數(shù)據(jù)的閱讀器（Reader，也可稱為讀頭）以及天線組成。為了能實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)簽數(shù)據(jù)的處理，還需具備相應(yīng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)支持。
    （1）電子標(biāo)簽(Tag，即射頻卡)：是RFID 的核心部件，它被裝置于被識(shí)別的物體上，存儲(chǔ)著一定格式的電子數(shù)據(jù)，即關(guān)于此物體的詳細(xì)信息。標(biāo)簽類似于條碼技術(shù)中的條碼符號(hào)，但不同的是必須能夠自動(dòng)或半自動(dòng)地把存儲(chǔ)的信息發(fā)射出去。電子標(biāo)簽由標(biāo)簽天線和標(biāo)簽芯片組成。標(biāo)簽芯片是具有無線收發(fā)功能和存儲(chǔ)功能的單片系統(tǒng)(S0C)，其中存儲(chǔ)有約定格式的編碼數(shù)據(jù)，用來唯一標(biāo)識(shí)所附著的物體。它是射頻識(shí)別系統(tǒng)的數(shù)據(jù)載體，具有智能讀寫及加密通信的能力。
    （2）閱讀器：它能夠自動(dòng)以無接觸的方式讀取電子標(biāo)簽所存儲(chǔ)的電子數(shù)據(jù)，是RFID系統(tǒng)信息控制和處理中心。閱讀器與電子標(biāo)簽之間存在著通信協(xié)議，彼此互傳信息。每當(dāng)黏附有電子標(biāo)簽的物體通過它的讀取范圍時(shí)，就向標(biāo)簽發(fā)射無線電波，然后標(biāo)簽回送自身儲(chǔ)存的物體信息，整個(gè)過程是非接觸式的。
    （3）天線(Antenna)：在電子標(biāo)簽和閱讀器間傳遞射頻信號(hào)。閱讀器上連接的天線一般做成門框形式，放在被測(cè)物品進(jìn)出的通道口，它一方面給無源的電子標(biāo)簽發(fā)射無線電信號(hào)提供電能以激活電子標(biāo)簽；另一方面也接收電子標(biāo)簽上發(fā)出的信息。在每個(gè)電子標(biāo)簽上也有自己的微形天線，用于和閱讀器進(jìn)行通訊。
1.2  RFID系統(tǒng)的工作原理
    RFID系統(tǒng)的工作原理示意圖參見圖1。通常電子標(biāo)簽安置在物體上，閱讀器通過天線發(fā)送出一定頻率的射頻信號(hào)；當(dāng)電子標(biāo)簽進(jìn)入閱讀器的電波接收覆蓋范圍時(shí)，其微形天線產(chǎn)生感應(yīng)電流，電子標(biāo)簽獲得能量被激活并向閱讀器發(fā)送識(shí)別所需的數(shù)據(jù)等信息（電子標(biāo)簽從接收到的射頻脈沖中解調(diào)出指令送到控制邏輯，控制邏輯接收指令完成存儲(chǔ)、發(fā)送數(shù)據(jù)或其他操作）；閱讀器接收到來自電子標(biāo)簽的載波信號(hào)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和解碼后送至計(jì)算機(jī)主機(jī)進(jìn)行處理；計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根據(jù)邏輯運(yùn)算判斷該標(biāo)簽的合法性，針對(duì)不同的設(shè)定做出相應(yīng)的處理和控制，發(fā)出指令信號(hào)。

圖1
2  RFID的優(yōu)點(diǎn)
    RFID具有如下的優(yōu)點(diǎn)：
    （1）讀取方便
    數(shù)據(jù)的讀取免“接觸”，無需光源，甚至可以透過外包裝來進(jìn)行。有效識(shí)別距離大，采用自帶電池的主動(dòng)標(biāo)簽時(shí)，有效識(shí)別距離可達(dá)到30米以上。
    （2）識(shí)別速度快
    電子標(biāo)簽一進(jìn)入識(shí)別場(chǎng)所，閱讀器就可以即時(shí)讀取其中的信息，而且能夠同時(shí)處理多個(gè)電子標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)批量識(shí)別。
    （3）容易實(shí)現(xiàn)小型化和多樣化的形狀
   電子標(biāo)簽在讀取上并不受尺寸大小與形狀之限制。它的體積小，易封裝，外形多樣(如卡狀、環(huán)狀、鈕扣形、筆形等)，可以隱藏或者嵌入在大多數(shù)材料或產(chǎn)品內(nèi)，使被標(biāo)記的貨品更加美觀。可應(yīng)用于不同場(chǎng)合，使用非常方便。
    （4）數(shù)據(jù)的記憶容量大
    通常數(shù)據(jù)容量最大的二維條形碼(PDF417)，最多也只能存儲(chǔ)2725個(gè)數(shù)字，若包含字母，存儲(chǔ)量則會(huì)更少，電子標(biāo)簽則可以根據(jù)用戶的需要擴(kuò)充。目前市場(chǎng)上生產(chǎn)的電子標(biāo)簽芯片，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量最低的也有17位二進(jìn)制數(shù)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于條形碼的數(shù)據(jù)量。未來物品所需攜帶的資料量愈來愈大，數(shù)據(jù)容量會(huì)隨著記憶規(guī)格的發(fā)展而擴(kuò)大，對(duì)此電子標(biāo)簽不會(huì)受到限制。
    （5）穿透性
    RFID在識(shí)別時(shí)能透過泥漿、污垢、油漆涂料、油污、木材、水泥、塑料、水和蒸汽等非金屬材料閱讀標(biāo)簽，不必一定與電子標(biāo)簽載體直接接觸。數(shù)據(jù)傳輸使用較高的頻段，利用無線電原理傳輸信號(hào)，電子標(biāo)簽即使被諸如上述的紙張、木材、塑料等包裹時(shí)仍然可以進(jìn)行穿透性通訊。
    （6）耐環(huán)境性
    RFID在黑暗或臟污的環(huán)境之中，也可以讀取數(shù)據(jù)。它對(duì)水、油和藥品等物質(zhì)有較強(qiáng)的抗污性，不像紙張一受到臟污就會(huì)看不到，甚至在惡劣環(huán)境下也可以使用，工作溫度可達(dá)-25℃～+70℃，因此電子標(biāo)簽成為骯臟、潮濕和刺目等惡劣環(huán)境下閱讀的理想選擇。
    （7）使用壽命長，應(yīng)用范圍廣
    電子標(biāo)簽的使用壽命可長達(dá)10年以上，讀寫10萬次，無機(jī)械磨損、無機(jī)械故障。
    （8）更好的安全性
    電子標(biāo)簽的編號(hào)獨(dú)一無二，可以為存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的讀寫設(shè)置密碼保護(hù)，還可以通過一種加密運(yùn)算加入防偽識(shí)別碼。只要通過聯(lián)網(wǎng)或生產(chǎn)廠商的防盜識(shí)別設(shè)備如閱讀器等掃描，立即可以分辨產(chǎn)品的真?zhèn)?，具有更高的安全性?br />    （9）成本
    電子標(biāo)簽價(jià)格將隨著技術(shù)的發(fā)展及生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大而降低。
3  RFID在商品防偽中的應(yīng)用
     防偽的原理是：將商品識(shí)別號(hào)（ID）即防偽碼（它是通過硬件或軟件算法進(jìn)行加密）寫在RFID芯片中，這個(gè)ID在生產(chǎn)、銷售等所有環(huán)節(jié)中是唯一的；芯片被制作成電子標(biāo)簽，電子標(biāo)簽被附加在商品上，使它成為商品不可分割的一部分。當(dāng)電子標(biāo)簽“被迫”與商品分離時(shí)，商品的“完整性”被破壞，商品被認(rèn)為已被“消費(fèi)”，防偽結(jié)束。在上述環(huán)節(jié)中，通過各種技術(shù)手段保證此ID驗(yàn)證過程是不可偽造和篡改的。如果驗(yàn)證機(jī)制被偽造，則會(huì)出現(xiàn)偽造的商品；如果驗(yàn)證過程被篡改，則導(dǎo)致真品被“證偽”從而擾亂市場(chǎng)。這樣，在商品從生產(chǎn)、流通到消費(fèi)的全過程中，都只有一個(gè)被唯一ID標(biāo)識(shí)的擁有唯一驗(yàn)證手段的商品存在，從而達(dá)到防偽的目的。RFID電子標(biāo)簽的識(shí)別ID數(shù)據(jù)是只讀的，不可更改。為了防止造假者使用相同ID的偽造電子標(biāo)簽，在防偽標(biāo)簽中還可以寫入一個(gè)與ID關(guān)聯(lián)的也具有唯一性的隱秘信息“密鑰”，用于鑒別驗(yàn)證過程的唯一性。因此防偽標(biāo)簽ID唯一，芯片中隱秘驗(yàn)證信息唯一以及嚴(yán)格的加密認(rèn)證機(jī)制，可使防偽技術(shù)長期有效。
    國內(nèi)人們常用的商品，諸如酒類、化妝品、醫(yī)藥保健品等中的一些名牌，假冒偽劣商品出現(xiàn)市場(chǎng)會(huì)嚴(yán)重影響這些名牌商品的信譽(yù)，影響國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)，其防偽很具必要性。
    RFID防偽技術(shù)突破了以往防偽技術(shù)的思路，采取了一種新舉措，使其具有難以偽造性、易于識(shí)別性、信息反饋性、密碼唯一性、密碼保密性、使用一次性等特點(diǎn)。利用RFID技術(shù)防偽，與激光防偽、數(shù)字防偽等相比，其優(yōu)點(diǎn)在于：每個(gè)標(biāo)簽有一個(gè)唯一的ID號(hào)碼，此唯一ID是在制作芯片時(shí)放在ROM中的，無法修改、難以仿造；無機(jī)械磨損，防污損；閱讀器具有不直接對(duì)最終用戶開放的物理接口，保證其自身的安全性；數(shù)據(jù)安全方面除電子標(biāo)簽的密碼保護(hù)外，數(shù)據(jù)部分可用一些算法實(shí)現(xiàn)安全管理；閱讀器與電子標(biāo)簽之間存在相互認(rèn)證的過程等。
4  結(jié)束語
    應(yīng)用RFID防偽無論采用何種方式，還要確保鑒別儀器的安全問題。只有這樣，才可以真正起到防偽作用。目前，我國RFID主要應(yīng)用于物流管理、醫(yī)療領(lǐng)域、貨物和危險(xiǎn)品的監(jiān)控追蹤管理、民航的行李托運(yùn)及路橋的不停車收費(fèi)等方面。可以預(yù)測(cè)，RFID的應(yīng)用會(huì)孕育一個(gè)龐大的市場(chǎng)，是一個(gè)新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，它的潛力和前景將是非常誘人的。RFID技術(shù)所獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)，將在全球形成一個(gè)巨大的產(chǎn)業(yè)，值得各個(gè)領(lǐng)域加以關(guān)注。