RFID

Radio Frequency Identification (RFID, [wiki:Englische Sprache] für Identifizierung per Funk) ist eine Methode, um [wiki:Daten] berührungslos und ohne Sichtkontakt lesen und speichern zu können. Die Entwicklungsgeschichte dieser Technologie ist recht verzweigt und reicht weit zurück (siehe auch [url:http://www.aimglobal.org/technologies/rfid/resources/shrouds_of_time.pdf|[1]]).

Der Begriff RFID bezeichnet dabei die komplette Infrastruktur, die es möglich macht, Informationen drahtlos aus dem RFID Tag (auch RFID Transponder genannt) auszulesen. Dies umfasst den RFID Tag, die Sende-/Empfangseinheit, mit welcher der RFID Tag angesprochen wird, sowie die Integration mit [wiki:Server], Diensten und sonstigen Systemen wie z. B. [wiki:Kassensystem] oder [wiki:Warenwirtschaftsystem].

Die Daten werden auf so genannten RFID tags (engl. für "[wiki:Etikett]") - oft auch [wiki:Transponder] - gespeichert. Die gespeicherten Daten werden über elektromagnetische Wellen gelesen. Bei niedrigen Frequenzen geschieht dies [wiki:Induktion (Elektrotechnik)] ([wiki:Nahfeld]), bei höheren über [wiki:Funkwellen] ([wiki:Fernfeld]). Die Entfernung, über die ein tag ausgelesen werden kann, schwankt aufgrund der Ausführung (aktiv/passiv), benutztem [wiki:Frequenzband], [wiki:Sendestärke] und Umwelteinflüssen zwischen wenigen Zentimetern und max. 30 Metern.

Es gibt daneben auch [wiki:Chip] RFID-Tags, welche reflektiv arbeiten. In diesen gibt es keinen gespeicherten zeitauflösenden [wiki:Code], sondern ein über die Fläche verteiltes Frequenz- und Phasenbild, welches ortsauflösend als Code interpretiert wird.

Baugröße

Ist der Chip auch sehr klein, so wird die Baugröße maßgeblich durch die Antenne (ist abhängig von der Frequenz bzw. Wellenlänge) und das Gehäuse (besonders seine [wiki:Schutzklasse]) bestimmt. Dadurch werden Montageorte und die möglichen Anwendungen stark beschränkt.

RFID Transponder können, je nach Einsatzgebiet, durchaus die Größe von Büchern besitzen (z.B. in der Containerlogistik). Jedoch ist es mit heutiger Technik auch möglich, sehr kleine RFID Transponder herzustellen die sich in Geldscheine oder Papier einsetzen lassen.

Entwicklung

In den [wiki:1960er] wurden die ersten kommerziellen Vorläufer der RFID-Technologie auf den Mark gebracht. Es handelte sich dabei um elektronische [wiki:Warensicherungssysteme] (engl. Electronic Article Surveillance, EAS), um Diebstähle zu unterbinden. Es war nur möglich, 1 [wiki:Bit] an Informationen zu übertragen. Es konnte also nur das Vorhandensein oder das Fehlen der Markierung geprüft werden. Die Systeme basierten auf [wiki:Mikrowellen] oder [wiki:Induktion].

Die [wiki:1970er] brachten zahlreiche neue Entwicklungen, die den Einsatz von RFID-Technologie in verschiedenen Bereichen ermöglichen sollten. Die Arbeit konzentrierte sich dabei auf die Möglichkeit, Tiere zu kennzeichnen, Einsatz in der Automatisierung sowie Fahrzeuge im Verkehr automatisch zu identifizieren. Gefördert wurde die Technologie in den [wiki:1980er] besonders durch die Entscheidung mehrerer amerikanischer Bundesstaaten sowie [wiki:Norwegen], RFID im Straßenverkehr für [wiki:Maut] einzusetzen.

In den [wiki:1990er] setzte sich die RFID-Technik für Mautsysteme weiter in den USA durch. Es wurden neue Einsatzgebiete für RFID erschlossen, indem man Systeme für Zugangskontrollen, barggeldlosem Zahlen, Skipässe, Tankkarten etc. entwickelte. Die [wiki:2000er] brachten einen starken Preisverfall der RFID-Technik durch Massenproduktion mit sich, der den Einsatz von RFID tags auch in Verbrauchsgegenständen ermöglichte. Die Technologie hatte sich so schnell entwickelt, dass es versäumt worden war, Industriestandards zu definieren. Zurzeit ([wiki:2003]) sind verschiedene Normierungen der RFID-Technik im Gespräch (siehe unten).

Technologie

Der Aufbau eines RFID tags sieht prinzipiell eine [wiki:Antenne (Technik)], einen [wiki:Analog] [wiki:Schaltkreis] zum Empfangen und Senden ([wiki:Transponder]), sowie einen [wiki:Digital] Schaltkreis und einen permanenten Speicher vor. Der digitale Schaltkreis ist bei komplexeren Modellen ein [wiki:Von-Neumann-Architektur].

Die RFID Tags unterscheiden sich in anderen Gebieten teilweise recht stark. So verfügen einige RFID Transponder über beschreibbaren Speicher, in dem während der Lebensdauer Informationen abgelegt werden können.

Ein RFID Tag kann in Form und Größe variieren, je nach Modell und Ausführung von wenigen Millimetern bis einigen Zentimetern. Das Aussehen kann von rund und massiv, bis flach und flexibel beliebig angepasst werden.

Je nach Anwendungsgebiet unterscheiden sich auch die sonstigen Kennzahlen wie z.B. Funkfrequenz, [wiki:Übertragungsgeschwindigkeit], [wiki:Lebensdauer], [wiki:Kosten] pro Einheit, [wiki:Speicherplatz] und [wiki:Funktionsumfang]. Für Spezialanwendungen können auch Kryptographiemodule oder externe Sensoren wie z. B. [wiki:GPS] in den RFID Transponder integriert sein. Auch die RFID Sende-Empfangseinheiten unterscheiden sich in Funktionsumfang und Aussehen. So ist es möglich, sie direkt in Regale oder Personenschleusen (z.B. bei der Grenzabfertigung) zu integrieren. Aktive RFID Tags haben sogar teilweise die Möglichkeit, direkt mit [wiki:Orbit (Himmelsmechanik)] [wiki:Satellit] zu kommunizieren. Die Vielzahl von unterschiedlichen Geräten und Etiketten ist nur zu sehr geringem Teil vollständig kompatibel. Regional unterscheiden sich die verwendeten Frequenzen und bevorzugten Standards.

Probleme mit der [wiki:Verständigung] kann es indes auch bei Produkten mit hohem [wiki:Wasser] (Joghurt, Mineralwasser etc.) und beim Vorhanden sein von Metallteilen (Einkaufswagen, Autoteile etc.) geben. Diese können die ohnehin schwachen [wiki:Abstrahlung] von passiven RFID Transpondern noch weiter mindern. Ebenso kann es zu Problemen kommen wenn das tag direkt am [wiki:Produkt] sitzt und dieses eine "hohe" Dichte hat. So ist beispielsweise ein tag auf dicht gepackten [wiki:Nudel] wie [wiki:Spaghetti] schwerer zu lesen als auf anderen Nudelsorten mit mehr Zwischenraum. Es ist von Anwendung zu Anwendung verschieden. Die Theorie, dass Produkte mit hohen [wiki:Wasser]- oder [wiki:Metallanteil] zu Problemen führen, ist nicht unbedingt gegeben und variiert stark von Produkt zu Produkt.

Energieversorgung

Das deutlichste Unterscheidungs-Merkmal stellt die Art der Energieversorgung der RFID Transponder dar. Kleine batterielose Funkchips besitzen keine eigene Energieversorgung und müssen ihre Versorgungsspannung durch Induktion aus den Funksignalen der Basisstationen gewinnen. Dies reduziert zwar die Kosten und das Gewicht der Chips, gleichzeitig verringert es aber auch die Reichweite. Diese Art von Transpondern wird z.B. für Produktauthentifizierung bzw. -auszeichnung, Zahlungssysteme und Dokumentenverfolgung eingesetzt, da die Kosten pro Einheit hier ausschlaggebend sind. Transponder mit eigener Energieversorgung erzielen eine erheblich höhere Reichweite und besitzen einen größeren Funktionsumfang, verursachen aber auch erheblich höhere Kosten pro Einheit. Deswegen werden sie dort eingesetzt, wo die Transponder eine lange Lebensdauer haben, z.B. bei [wiki:Container] oder bei der Mauterfassung.

RFID tags gibt es prinzipiell in zwei Ausführungen:

Aktive RFID tags
Aktive tags sind [wiki:Batterie] und können typischerweise sowohl gelesen, als auch beschrieben werden. Aktive tags befinden sich normalerweise im Ruhezustand, d.h. sie senden keine Informationen aus. Nur wenn ein spezielles Aktivierungssignal empfangen wird, aktiviert sich der [wiki:Sender]. Der interne Speicher kann, je nach Modell, bis zu 1 Million [wiki:Byte] aufnehmen. Aktive RFID tags sind im Vergleich zu passiven tags meist größer, besitzen eine höhere Sendereichweite , haben eine geringere Lebensdauer und sind signifikant teurer.
Passive RFID tags
Passive tags beziehen ihre Energie zur Übertragung der Informationen aus den empfangenen Funkwellen. Die gespeicherten Daten können nur gelesen werden, außerdem ist die Menge der speicherbaren Daten wesentlich geringer als bei aktiven Tags. Dieser Speicher wird üblicherweise benutzt, um eine eindeutige Identifikationsnummer ([wiki:GUID]) zu hinterlegen. Passive RFID tags sind im Vergleich zu aktiven tags kleiner und leichter, haben eine geringe Reichweite, eine nahezu unbegrenzte Lebensdauer und brauchen eine stärkere Leseeinheit; sind dafür aber günstiger in der Produktion.

Für den Einsatz werden drei Frequenzbänder vorgeschlagen:

Verschlüsselung

Die meisten RFID tags senden ihre Informationen in [wiki:Klartext], einige Modelle verfügen aber auch über die Möglichkeit, ihre Daten [wiki:Kryptographie] zu übertragen.

Kosten

Der Preis von (passiven) RFID tags bewegt sich, laut einem ZDNet-Artikel, bei einer [wiki:Auflage (Verlag)] von 1 bis 10 Milliarden zwischen 5 und 10 Cent pro Stück. Bei einer Auflage von ca. 10.000 tags bewegen sich die Preise je nach Größe um die 50 cent bis 1 Euro.

Deshalb haben Hersteller das Konzept des Chip-Sharing entwickelt, d.h die Beteiligten einer [wiki:Wertschöpfungskette] nutzen einen Transponder gemeinsam, profitieren davon und teilen sich die Kosten. Alle diese technischen Tricks sollen die Popularität von RFID steigern. Leider steigen auch die Anforderungen (z.B. Schlüsselverwaltung), sowie die Kosten.


Einsatz

Der Einsatz Automatischer Identifikationssysteme, kurz [wiki:Auto-ID] wird immer durch das Kosten/Nutzen Verhältnis bestimmt. So ist der Einsatz eines Tag von 5 Eurocent an einem Joghurtbecher schlicht unwirtschaftlich. Auch ist der Austausch aller Einkaufswagen (Drahtgitter=>[wiki:Faradayscher Käfig]) bei den geringen Margen im Handel eher unwirtschaftlich.

Dennoch: In der Öffentlichkeit wird das Aufkommen von RFID-Tags im Einzelhandel stark propagiert. Einige Hersteller haben, trotz meist noch fehlender Anwendungsmöglichkeiten, bereits begonnen, RFID tags in ihre Produkte zu integrieren. Der Rasierklingen-Hersteller [wiki:Gillette] hat eine Option auf 500 Millionen RFID-Tags des Unternehmens [wiki:Alien Technology] im [wiki:November] [wiki:2002] erworben. Die Einzelhandelskette [wiki:Wal-Mart] kündigte an, RFID-Tags in der Versorgung ihrer Supermärkte einzusetzen. Eine Standardisierungsinitiative von [wiki:UCC] und [wiki:EAN International] hat Anfang 2004 den [wiki:Elektronischer Produktcode] (EPC) entwickelt, der weltweit eindeutig Waren identifizieren soll. Die [wiki:EZB] hat vorgeschlagen, RFID tags auf Geldscheinen anzubringen, um damit gefälschte [wiki:Banknote] einfacher erkennen zu können.

Eine andere Anwendung ist die Tierkennzeichnung. Statt sichtbarer Markierungen, wie Brandzeichen oder Tätowierungen, werden Tiere mit Tags ausgestattet. Zusätzlich zur bisher verwendeten [wiki:Hundemarke], werden ab [wiki:2004] alle Hunde in [wiki:Wien] mit Hilfe von RFID tags gekennzeichnet. Damit können dann Besitzer von verloren gegangenen oder ausgesetzten Tieren ermittelt werden.

Für Leihbüchereien werden RFID-Tags ebenfalls interessant. In der neuen Wiener Haupt[wiki:Bücherei] dienen RFID tags der Bestandskontrolle. Einige RFID-Reader sind im Prinzip in der Lage, spezielle tags stapelweise und berührungslos lesen zu können. Dieses Leistungsmerkmal bezeichnet man mit [wiki:Pulkerfassung]. Das bedeutet etwa bei der Entleihe und Rückgabe, dass die Bücher nicht einzeln aufgelegt und gescannt werden müssen. An den Türen und Aufgängen befinden sich Gates, die wie Sicherheitsschranken in den Kaufhäusern aussehen. Sie kontrollieren die korrekte Entleihe.

Derzeit (23.8.2004) entwickelt die Firma Nagra Public Access, eine Tochtergesellschaft von [url:http://www.kudelski.ch|[2]] Kudelski, ein System, das die Zweitnutzung von Kunden- und Kreditkarten zu Ticketting-Zwecken ermöglicht. Die [url:http://www.postfinance.ch|[3]] Postfinance (die Bank der Schweizerischen Post), die Cornèr Bank und die Schweizerischen Bundesbahnen [url:http://www.sbb.ch|[4]] wollen ihre Karten mit einem RFID-Chip bestücken, der den Zugang zu zuvor gebuchten Konzerten, Sportanlässen oder Skigebieten ermöglichen soll.

Bedenken und Kritik

Unter [wiki:Datenschutz]-Gesichtspunkten ist der bevorstehende massenhafte Einsatz von RFID tags nicht unproblematisch. Die Gefahr der RFID-[wiki:Technik] liegt zum Beispiel im Verlust der informationellen Selbstbestimmung - die einzelne Person hat durch die "versteckten" Sender keinen Einfluss mehr darauf, welche [wiki:Information] preisgegeben werden.

Für im Supermarkt gekaufte Waren (also dem Ersatz von [wiki:EAN]-Strichcodes durch RFID tags) ist eine anvisierte Lösung, die RFID tags nach dem Kauf zu zerstören (das kann z.B. automatisch an der Kasse geschehen, ähnlich wie bei der Deaktivierung der Diebstahlsicherung). Hierzu dienen Tags mit integrierter, vom Leser aktivierbarer Selbstzerstörungsfunktion, welche auch den kompletten Speicher des Tags löschen kann.

Der [wiki:Big Brother Award] 2003 ging unter anderem an den [wiki:Metro-Konzern], weil er in seinem Futurestore [url:http://www.future-store.org|[5]] RFID einsetzt. Der Metro-Konzern hat aber [wiki:März] [wiki:2004] auf Grund der heftigen Diskussionen seine mit RFID ausgestatteten Kundenkarten umgetauscht. Vier andere Produkte bzw. Produktgruppen arbeiten weiter mit der Transpondertechnologie.

Potentielle Angriffszenarien

Es gibt mehrere Möglichkeiten die korrekte Funktion von RFID-Geräten zu stören.

Siehe auch

externe Verweise

[wiki:En:RFID] [wiki:Ja:RFID] [wiki:Nl:Radio frequency identification]



RFID
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