CC BY
226
а;
пз
е
CD
го
О
U
го
О ги
Q_
О развитии возможностей
РПР -систем
В развитых странах разработаны и активно применяются стандарты, обеспечивающие внедрение технологий радиочастотной идентификации - РПЭ для унификации содержания и структуры данных о распознаваемом объекте (ЕРС-метки, ЕРС-электронный код продукта). Это позволяет на основе международных стандартов поддерживать преемственность технологий автоматической идентификации и осуществлять итерационный поэтапный переход, к примеру, от метода маркирования товаров штриховыми кодами к РНй-технологиям (в том числе может быть применено одновременное их использование). При этом значительно расширяются возможности и эффективность товаро-транспортных и логистических систем.
Виктор Дравица,
директор Центра систем идентификации НАН Беларуси, кандидат
физико-математических наук
Александр Решетняк,
заместитель технического директора Центра систем идентификации НАН Беларуси
Игорь Равин,
начальник лаборатории технических средств радиочастотной идентификации Центра систем идентификации НАН Беларуси
Технологии автоматической идентификации начали формироваться с 1973 г., когда был принят первый стандарт по обозначению продукции штриховыми кодами [1]. В 2003 г. Международной ассоциацией GS1 была создана отдельная организация, которая обеспечивает техническое развитие и стандартизацию EPC/ RFID-технологий, - EPCglobal. В 2004 г. ею была опубликована первая версия международного стандарта, определяющего основные физические и логические требования для RFID-систем, считывателей и RFID-меток, а также радиоинтерфейса. В 2005 г. эту инициативу поддержал Международный комитет по стандартизации ISO, которым был утвержден стандарт ISO/ IEC 18000-6C, включающий в себя требования стандарта EPC
Оеп2. В период 2008-2013 гг. он несколько раз дорабатывался в связи с бурным развитием ИБШ-технологий. В прошлом году в 1БО/1ЕС 18000-63 включена окончательная редакция ЕРС Оеп2у2, которая совместима с предыдущей и имеет дополнительные возможности, включая криптозащиту данных и аутентификацию доступа [2]. Также новой редакцией документа для обеспечения достоверности происхождения товара предусмотрено использование расширенной памяти метки в решениях, которые требуют больших описаний продукции (например, лесозаготовка, техническое обслуживание и пр.) [3].
Стандарт ЕРС Оеп2у2 может применяться для реализации ИБШ-систем различного назначения: в аэрокосмической отрасли, оборонной и фарма-
цевтической промышленностях, производстве бытовой электроники, алкогольной или парфюмерной продукции,а также во многих других сферах. Он позволяет решить более сложные задачи управления цепочками поставок, в том числе предусматривает реализацию аспектов безопасности и формирование базиса для борьбы с контрафактной продукцией.
Основные экономические эффекты использования ИБШ-систем ЕРС Оеп2у2 достигаются за счет:
■ ускорения и уменьшения трудоемкости операций учета (приемки, отгрузки, инвентаризации, поиска заданных объектов);
■ снижения влияния человеческого фактора, так как во многих случаях регистрация меток может происходить без участия работника (например, при перемещении через портальную зону);
■ возможности применения ИБШ-меток в противокраж-ных системах (не требуется устанавливать дополнительные обозначения);
■ обеспечения подтверждения подлинности происхождения и описания продукции (при использовании специальных технологических и информационных решений);
■ возможности быстрого получения исходных данных об объекте или продукте (по идентификатору метки из специализированных баз данных или непосредственно
на основе информации, записанной в памяти метки).
Ограничения и сложности реализации систем ЕРС Оеп2 в целом связаны с физикой процессов передачи-приема радиосигнала [4]:
■ радиоволны применяемого частотного диапазона (860-960 МГц) сильно поглощаются водой и электролитами, а также экранируются металлическими предметами;
■ на больших расстояниях могут возникать коллизии регистрации ИБШ-меток;
■ ИБШ-метки, расположенные не в оптимальной ориентации по отношению к антенне при одновременной (массовой) обработке могут не обеспечить достоверную передачу данных;
■ ИБШ-метки, попадающие в зону видимости антенн, автоматически обрабатываются системой, поэтому организация размещения и перемещения грузов требует четкого описания и исполнения.
Указанные ограничения устраняются за счет применения специализированных ИБШ-меток, предназначенных для нанесения на металлические поверхности или тару, содержащую жидкость, реализации антиколлизионных механизмов на аппаратном и программном уровнях; организационных мероприятий и контроля выполняемых операций [5].
Такие решения широко и эффективно применяются в области складской и транспортной логистики, учета и инвентаризации основных средств, контроля автотранспорта, трассировки цепочек поставки продукции и др. В фармацевтике ИБШ-технологии востребованы для маркировки больничных активов (приборы, койко-места, каталки), лекарств и образцов проб пациентов. Особенно остро в этой отрасли стоит проблема контрафактных лекарственных средств и препаратов. Другие направления для внедрения ИБШ-технологий включают военную промышленность, архивное дело и библиотеки, животноводство и охрану окружающей среды.
Наиболее перспективными сегментами использования радиочастотной идентификации являются розничная торговля, государственный сектор, транспорт, фармацевтика и авиация.
Экономический потенциал
Согласно данным, опубликованным аналитической компанией IDTechEx [6], общий объем мирового RFID-рынка в 2014 г. составил 8,89 млрд долл., в то время как в 2013 г. - 7,77 млрд а в 2012-м - 6,96 млрд. Прогнозируется также его увеличение в 2024 г. до уровня 27,31 млрд долл. В эту оценку включены продажи меток, RFID-оборудования и компонентов для их производства, программного обеспечения и консалтинговых услуг.
В розничной торговле наблюдается стремительный спрос на RFID-этикетки для одежды, в 2013 г. использовано более 2,25 млрд RFID-меток.
Бесспорными лидерами по внедрению RFID-техно-логий являются США, Китай и Австралия.
В целом, все отраслевые аналитические агентства сходятся в едином мнении о росте данного сегмента рынка на протяжении, как минимум, ближайших 10 лет. Причем с каждым годом он будет все более интенсивным.
С учетом глобализации экономики внедрение единых подходов к созданию систем идентификации имеет определяющую роль, которую и выполняют стандарты EPC Gen2v2 и ISO/ IEC 18000-63. Их реализацию поддержали ведущие производители RFID-оборудования и меток. Так, например, компания NXP Semiconductors, которая является одним из мировых лидеров в области производства микрочипов, в 2014 г. анонсировала выпуск нового класса защищенных УВЧ-меток, соответствующих требованиям стандарта EPC Gen2v2. Начало их продаж планируется в текущем году.
Ранее разработанные технологии предоставляли пользователю выбор: обеспечивать либо надежную работу с задан-
ной дальностью считывания метки, либо защиту данных. В настоящее время эти задачи могут быть одинаково успешно решены за счет UCODE AES, пассивной RFID-метки, в которой протокол обмена данными использует функции аппаратной криптозащиты.
UCODE AES соответствует международным стандартам:
■ GS1 EPCglobal™ Inc. UHF RFID Generation-2 Version 2.0;
■ ISO/IEC 29167-10 для подтверждения происхождения на основе AES (Advanced Encryption Standard).
Важными техническими преимуществами стандарта EPC Gen2v2 являются следующие:
■ защита RFID-меток от подделки за счет их аутентификации специальным программным ключом;
■ получение доступа к определенным банкам памяти только в соответствии с обозначенными для роли пользователя правами аутентификации, которые включают ограничения на чтение, запись и блокировку;
■ создание и хранение в памяти метки нескольких файлов со своими правами доступа (ранее все данные хранились
в одном файле);
■ возможность «скрывать» определенные банки памяти или их части, что позволяет успешно применять EPC Gen2v2 для приложений розничной торговли, идентификационных карт, здравоохранения и банковской сферы;
■ противокражные функции и возможность прослеживаемо-сти жизненного цикла товара (на метку могут быть внесены данные, позволяющие определить, был ли товар на самом деле продан или украден) [5].
За счет обеспечения преемственности стандарта внедрение новых меток, соответствующих EPC Gen2v2, как правило, не требует замены ранее приобретенно-
го RFID-оборудования (антенны, считыватели), достаточно выполнить обновление аппаратного программного обеспечения, которое предоставляется производителями техники.
В Беларуси одним из направлений эффективного применения стандартов EPC Gen2v2 и ISO/IEC 18000-63 стал проект по созданию автоматизированной системы контроля легальности производства и импорта продукции для отдельной группы товаров легкой промышленности на базе RFID-технологий. Его выполнение обеспечивает Центр систем идентификации НАН Беларуси. Макетный образец был продемонстрирован 19 декабря 2014 г. премьер-министру Республики Беларусь М. В. Мясниковичу.
Смарт-карты
Областями активного развития технологий радиочастотной идентификации, наряду с торговлей и логистикой, стали также электронные идентификационные документы (паспорта), транспортные билеты, ключи и карты доступа, защита библиотечных и музейных фондов и др. Значительная доля ежегодного прироста мирового RFID-рынка принадлежит рынку смарт-карт.
В рамках рассматриваемой проблематики особый интерес вызывает заключение аналитической компании Transparency Market Research, которая прогнозирует, что в ближайшие 5 лет сохранится высокий спрос на смарт-карты в государственном секторе стран Европы, Северной Америки, Азиатско-Тихоокеанского региона, Африки, Ближнего Востока и Латинской Америки. Компания прогнозирует, что этот рынок разделится на четыре типа продуктов: контактные, бесконтактные, гибридные и контактно-бесконтактные карты. Предполагается,
что наиболее активное развитие смарт-карты различного назначения получат именно в государственном и социальном секторах (паспорта, социальные услуги, здравоохранение, транспорт и пр.), а также в банковской сфере [7].
В настоящее время широкое распространение получили бесконтактные смарт-карты стандарта MIFARE (MIkron FARE-collection System), который был разработан в начале 1990-х гг. специалистами Philips Semiconductors и является основой ISO 14443 - общепризнанного интерфейса для бесконтактных смарт-карт.
Стандарт MIFARE объединяет несколько типов электронных микросхем для изготовления смарт-карт, чипов считывателей и продуктов на их основе. Бесконтактные смарт-карты этого семейства считаются наиболее распространенными в мире. По оценкам 2014 г., в мире продано более 5 млрд смарт-карт и 150 млн считывателей.
На базе стандарта MIFARE производятся следующие виды электронных микросхем для смарт-билетов и смарт-карт:
■ Ultralight;
■ Ultralight C;
■ Ultralight EV1;
■ Classic 1K, MIFARE Classic 4K;
■ Plus 2K, MIFARE Plus 4K;
■ DESFire EV1.
Электронные микросхемы семейства MIFARE Classic предлагают надстройку над стандартом ISO 14443 с криптографической защитой данных. Эти смарт-карты идентифицируются 4-байтовым или 7-байтовым неизменяемым уникальным кодом и содержат 1 или 4 КБ пользовательских и конфигурационных данных карты. Для защиты используется лицензионный проприетарный криптоалгоритм Crypto-1 (его описание не опубликовано производителем). Однако ввиду того, что он
оказался не слишком сложным, при помощи реверс-инжиниринга он был «взломан». Недостатки алгоритма стали причиной многочисленных нападок на MIFARE и на бесконтактные технологии вообще.
Семейство электронных микросхем MIFARE Plus является развитием MIFARE для производства бесконтактных смарт-карт с использованием стандартных криптографических механизмов AES.
Компанией NXP Semiconductors также разработан прикладной стандарт MAD -MIFARE Application Directory, предлагающий определение общих структур данных для приложений, размещаемых в каталоге карты. Этот стандарт регламентирует секторы, в которые заносятся зарегистрированные идентификаторы приложений (AID - application identifiers). Для карт объемом памяти до 1 кб определен только один такой сектор с адресом 0x00. При наличии объема памяти 4 кб кроме данного сектора дополнительно предопределяется сектор с адресом 0x10 для хранения идентификаторов приложений. Такой механизм позволяет регистрировать все стандартизированные приложения в памяти карты MIFARE.
Аппаратные терминалы всех систем, использующих информацию, размещенную в памяти смарт-карты, должны считывать идентификатор своего приложения, определять идентификатор карты, в которой оно размещено, и использовать относительное смещение размещения своего идентификатора в качестве указателя на адрес физического расположения сектора с данными своего приложения. Предполагается также ситуация, при которой в бумажнике человека может присутствовать больше чем одна карта MIFARE, и вынимать конкретную из кошель-
ка нет необходимости. Любой терминал должен без проблем взаимодействовать с большим количеством карт MIFARE, находящихся рядом. Типичный случай при обработке информации может состоять в том, что у одного пользователя есть карты для различных приложений (например, дисконтная карта торговой сети, карта оплаты авиалиний и городского общественного транспорта, бесконтактная банковская карта, карта доступа и т.п.). С помощью MAD терминал регистрации авиалинии распознает вcе карты и сможет выбрать правильную очень быстро, просто проверяя идентификаторы приложений, размещенных в секторе MAD.
Достоинства мультифункци-онального документа заключаются в возможности размещения в одной смарт-карте данных, в том числе и изменяемых для любого приложения. Но это сопряжено с рисками внесения изменений в электронную память карты одним из приложений, которые могут повлечь за собой нарушения в работе других размещенных в ней приложений. Технически избежать подобных коллизий можно при условии соблюдения разработчиками систем единых подходов к логической структуре смарт-карт и протоколам взаимодействия с информационными системами. Разработка общих правил и рекомендаций для эмитентов интеллектуальных документов, организаций, предоставляющих электронные услуги на основе мультифункциональных смарт-карт, даст возможность пользователю иметь единую, в которой будет находиться несколько приложений, позволяющих одинаково быстро авторизоваться в различных системах. В свою очередь, регистрационный терминал любого приложения сам будет способен очень быстро выбрать и распознать смарт-карту
по идентификатору обслуживаемого приложения для предоставления соответствующих услуг и сервисов.
В Беларуси также получили развитие автоматизированные системы, ориентированные на использование смарт-карт, в том числе:
■ банковские бесконтактные платежные карты - выполнены
в соответствии с требованиями систем Visa и MasterCard, за счет технологий Visa payWave и MasterCard PayPass, и обеспечивают работу сторонних приложений по стандарту Mifare Classic и Mifare Plus. В нашей стране выпуск таких карт начат в 2013 г.;
■ бесконтактные читательские билеты (Национальная библиотека Беларуси - с 2007 г.), а также комплексные системы обслуживания читателей
в библиотеке с RFID-техноло-гией учета фондов хранения (Центральная научная библиотека им. Я. Коласа НАН Беларуси - с 2011 г.);
■ студенческие билеты нового образца (с 2010 г. выдаются всеми вузами республики);
■ карты учащихся учреждений общего среднего образования (в 2013-2014 гг. выполнено пилотное внедрение на базе 12 школ и гимназий г. Минска);
■ универсальные бесконтактные проездные документы (автоматизированная система оплаты проезда в коммунальном транспорте г. Минска, работает
с 2014 г.).
Исходя из мировых тенденций и принимая во внимание активное развитие электронных услуг и сервисов на основе смарт-карт в Беларуси, представляется целесообразным сформировать необходимые условия для гибкой интеграции создаваемых систем.
Так, например, в рамках внедрения карты учащегося в средних школах апробированы технологии эмиссии совмещен-
ных документов: интеллектуального документа учащегося и банковской платежной карты. Одновременно ведутся переговоры о возможности интеграции такого документа с унифицированным проездным, внедряемым в минском городском пассажирском транспорте. В ходе апробации карты учащегося в адрес разработчиков проекта также поступали предложения по реализации решений для применения смарт-карт в качестве читательского билета в городских библиотеках, пропуска в спортивно-оздоровительных комплексах и др.
Такой подход позволит повысить интерес конечных пользователей к карте учащегося, внедрять новые современные электронные сервисы, а также обеспечит формирование условий для экономии средств на авторизацию и ускоренное развитие электронных услуг. Их поставщик фактически освобождается от необходимости создания сложной системы регистрации, авторизации и сопровождения информации о пользователях, поскольку эти данные могут предоставляться специализированными информационными системами для различных применений: персональная авторизация либо авторизация по заданным критериям («все учащиеся школ и гимназий» или «все учащиеся г. Минска» или «все учащиеся школы № 51 г. Минска» и др.).
По предварительным оценкам, использование муль-тифункциональных смарт-карт может обеспечить значительную экономию на этапе внедрения электронных услуг, например, в масштабах Минска от нескольких десятков до нескольких сотен млрд руб. за счет:
■ сокращения затрат на изготовление и сопровождение смарт-карт и баз данных различными организациями;
■ снижения расходов потребителей на приобретение этих смарт-карт;
■ упрощения ряда административных и бизнес-процедур, необходимых для предоставления услуг и сервисов.
В целом развитие и все более масштабное применение систем радиочастотной идентификации образует основу для инновационных преобразований в организации и управлении бизнес-процессами в различных сферах деятельности, для повышения наукоемкости деловых услуг. Посредством RFID-систем создаются условия для формирования высокоинтеллектуальных муль-тиагентных систем для транспортных компаний, кооперации поставщиков, взаимодействия экспортеров с потребителями продукции, что позволяет значительно повышать эффективность использования ресурсов в реальном масштабе времени. СИ
See: http://innosfera.by/2015/04/ REID-system_resources
Литература
1. Презентационные материалы Международной ассоциации GS1 «EPC Gen2v2 Fact Sheet». Электронный ресурс: http:// www.gs1.org/docs/.
2. Первая редакция международного стандарта ISO/IEC 18000-63 «Information technology - Radío frequency identification for item management - Part 63: Parameters for air interface communications at 860 MHz to 960 MHz Type C».
3. Пресс-релиз Международной ассоциации GS1 «New Version of EPC Air Interface Standard «Gen2v2» is Ratified». Электронный ресурс: http://www.gs1.org/docs/.
4. Пресс-релиз Ассоциации GS1 США «Commonly Asked RFID Questions: Dispelling the Myths». Электронный ресурс: http:// www.gs1us.org/.
5. Официальный документ Международной ассоциации GS1 «EPC™ Radio-Frequency Identity Protocols Generation-2 UHF RFID Specification for RFID Air Interface Protocol for Communications at 860 MHz - 960 MHz Version 2.0.0 Ratified». Электронный ресурс: http://www.gs1.org/docs/.
6. Информационные материалы международной аналитической компании IDTechEx. Электронный ресурс: http://www. idtechex.com/research/reports/.
7. Аналитический отчет компании Transparency Market Research «Smart Cards (Contact, Contactless, Dual Interface and Hybrid) Market - Global Industry Analysis, Size, Share, Growth, Trends and Forecast 2014-2020». Электронный ресурс: http:// www.transparencymarketresearch.com/.
Основные типы EDI-документов
PRICAT I
(каталог товаров) -электронное сообщение, которое содержит информацию о товарах и их ценовых характеристиках. Формируется поставщиком при изменении цены, ассортимента.
ORDERS (заказ) - электронное сообщение, являющееся аналогом заказа на поставку продукции. Составляется и отправляется покупателем поставщику. Возможен и встречный процесс, при котором заказ формируется поставщиком и передается на согласование покупателю.
ORDRSP
(подтверждение заказа) -электронное сообщение, в котором поставщик подтверждает, корректирует или отклоняет поставку по каждой товарной позиции. Отправляется поставщиком покупателю.
DESADVI
(уведомление об отгрузке) -аналог накладной, которая формируется в момент (или до) отправки товара поставщиком, в данном сообщении указывается фактическое количество и ассортимент товара, отгружаемого покупателю.
BLRWBL
(от BLR + Waybill -накладная) - юридически значимая электронная товарно-транспортная накладная, аналог бумажной ТТН-1.
BLRDLN (от BLR + Delivery Note -накладная) - юридически значимая электронная товарная накладная, аналог бумажной ТН-2. Оба документа могут передаваться только через аттестованного EDI-провайдера и с применением ЭЦП.
