Большой интеллект маленьких радиометок

До недавнего времени чипы радиочастотной идентификации использовались исключительно для бесконтактной передачи информации. Их встраивают в проездные билеты, банковские карты и различные электронные пропуска. Кроме того, их повсеместно используют в магазинах для предотвращения краж.

Фото: Большой интеллект маленьких радиометок

Вместе с тем, электронщики из Университета Массачусетса посчитали, что подобной функций недостаточно и начали разработку микросхем, обладающих собственными интеллектуальными способностями.

Новинка, получившая название CRFID, будет отличаться от предшественницы небольшим объемом памяти и простейшим процессором, что позволит выполнять на ней одну-две программы.

Подобная идея – большой вызов талантам инженеров. Особенностью радиочастотных идентификаторов является полная энергонезависимость – они не имеют собственного источника питания и работают, только оказавшись в магнитном поле считывающих устройств.

"Десять лет назад подобное могло показаться научной фантастикой. Никто и никогда не пытался программировать устройства без батареи", – говорит Кевин Фу, ведущий специалист группы разработки CRFID.

Для решения такой задачи конструкторам пришлось прибегнуть к нестандартным решениям, а также вспомнить азы построения алгоритмов.

Новая микросхема создана на базе платформы WISP (Wireless Identification and Sensing Platform) – одной из коммерческих вариаций RFID. Она обладает 16-битным контроллером и встроенной памятью на 32 килобайта.

К конструкции инженеры добавили конденсатор, который накапливает небольшой электрический заряд во время считывания и может использовать его в дальнейшем для работы. Тем не менее, нехватка внешнего питания заставила создателей CRFID пойти на ряд ухищрений.

Для хранения данных часто используется энергонезависимая флэш-память. Такая технология очень бы подошла радиочастотным идентификаторам, но процессы записи и чтения информации в подобных устройствах (карты памяти, жесткие диски SSD), напротив, требуют очень высокой силы тока.

Поэтому Кевин Фу и его коллеги прибегли к способу, известному как "ступенчатая флэш-память". Теперь результаты вычислений, полученные программой внутри чипа, не переносятся сразу в память, а терпеливо ждут своей участи на выходных контактах микросхемы.

Однако стоит лишь поднести CRFID к считывателю, последний превращается в ретранслятор – он сначала получает данные от устройства, а затем возвращает их обратно, но уже на встроенную память.

Вторая крупная проблема, с которой столкнулись разработчики, заключалась в недостатке рабочей памяти. Все же 32 килобайта – это очень мало; в такой цифровой объем не всегда получится поместить даже одну программу.

Тут инженерам пригодился опыт тех, кто занимался программированием в 1970-е годы. Вычислительные машины прошлого века страдали тем же недостатком, что и CRFID, – объем их внутренней памяти был очень мал.

Программистам той поры пришлось освоить искусство создания предельно четких и лаконичных алгоритмов. Позднее, когда мощность компьютеров и размеры памяти начали экспоненциально расти, нужда в такой "полировке" программ отпала, а навыки написания компактных алгоритмов забылись.

Кевину Фу и его научной группе пришлось заново осваивать это непростое ремесло, а также создавать собственный язык программирования – лаконичный, но имеющий урезанный набор команд. С его помощью ученые смогли создать полезное ПО для CRFID.

Новая технология еще далека от совершенства и еще не скоро покинет лабораторию. Однако разработчики уверены, что она быстро завоюет популярность – ведь среди множества достоинства CRFID обладает одним уникальным свойством, которое оценят все приверженцы кибербезопасности – при помощи встроенных программ чип может самостоятельно шифровать и дешифровать данные, а значит, и уровень защиты радиочастотных идентификаторов существенно возрастет.

"Правда.Ру" обратилась к эксперту по компьютерной безопасности Александру Волкову , чтобы узнать – способно ли подобное нововведение усилить безопасность RFID-устройств:

– С одной стороны, наличие в новых RFID-метках возможности для шифрования данных должно повысить общую устойчивость к перехвату и преобразованию сигнала.

Большой интеллект маленьких радиометок

Однако сам факт наличия в системе вычислительного комплекса и оперативной памяти увеличивает привлекательность RFID-устройств для взломщиков.

Думаю, можно говорить о том, что с появлением нового вида радиоидентификаторов баланс между безопасностью и риском хакерских атак останется неизменным – повышенная защита будет компенсироваться привлекательностью захвата вычислительных мощностей RFID-метки.

Возможность запустить свою программу на чужом устройстве – один из фундаментальных мотивов для хакеров-экспериментаторов, которые находятся в авангарде киберпреступности.