KR101017803B1 - Ｒｆｉｄ 시스템 및 그 운영방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인증 신호 생성부에서 생성된 인증 신호를 RFID 리더와 RFID 태그에서 각각 암호화하고, 그 결과를 비교하여 인증 여부를 판단하는 RFID 시스템 및 운영방법을 개시한다.
구체적으로, 본 발명은 인증 신호를 생성하는 인증 신호 생성부, 및 상기 인증 신호를 RFID 리더에서 암호화한 제 1 암호화 신호와 상기 인증 신호를 RFID 태그에서 암호화한 제 2 암호화 신호를 비교하여 인증 여부를 판단하는 비교부를 포함하는 RFID 시스템을 개시한다.
추가적으로, 본 발명은 인증 신호 생성부가 인증 신호를 생성하는 단계, 제 1 암호화 회로가 상기 인증 신호를 암호화하여 제 1 암호화 신호를 생성하는 단계, 제 2 암호화 회로가 상기 인증 신호를 암호화하여 제 2 암호화 신호를 생성하는 단계, 및 비교부가 상기 제 1 암호화 신호와 상기 제 2 암호화 신호를 비교하여 인증 여부를 판단하는 단계를 포함하는 RFID 시스템 운영방법을 개시한다.
RFID, 인증, 태그, 리더, 암호, DES, 3-DES, 키 데이터

Description

ＲＦＩＤ 시스템 및 그 운영방법 {RFID SYSTEM AND OPERATION METHOD}
본 발명은 RFID 시스템에서 RFID 태그와 RFID 리더 간에 암호화 기술을 사용하여 인증을 수행하는 RFID 시스템 및 운영방법에 관한 것이다. 더 상세하게는 인증 신호 생성부에서 생성된 인증 신호를 RFID 리더와 RFID 태그에서 각각 암호화하고, 그 결과를 비교하여 인증 여부를 판단하는 RFID 시스템 및 운영방법과 관련된다.
RFID(Radio Frequency Identification)란 무선 라디오 전파를 이용하여 사물을 자동으로 식별하기 위하여 식별 대상 사물에는 RFID 태그를 부착하고 무선 주파수를 이용한 송수신을 통해 RFID 태그 리더와 통신을 하는 비접촉식 자동 식별 방식을 제공하는 기술로서, 종래의 자동 식별 기술인 바코드 및 광학 문자 인식 기술의 단점을 보완할 수 있는 기술이다. 1980년대부터 등장한 RFID 시스템은 DSRC(Dedicated Short Range Communication) 또는 무선 식별 시스템이라고도 한다.
최근에 들어, RFID 장치는 물류 관리 시스템, 사용자 인증 시스템, 전자 화폐 시스템, 교통 시스템 등의 여러 가지 경우에 이용되고 있다. 예를 들어, 물류 관리 시스템에서는 배달 전표 또는 태그 대신에 데이터가 기록된 IC(Integrated Circuit) 태그를 이용하여 화물의 분류 또는 재고 관리 등이 행해지고 있다. 또한, 사용자 인증 시스템에서는 개인 정보 등을 기록한 IC 카드를 이용하여 입실 관리 등을 행하고 있다.
한편, RFID 기술의 발전으로 RFID 칩의 크기가 소형화되고 통신 거리가 길어지면서, 위장 RFID 태그를 제작하여 누구나 어디서든지 특정 정보에 접근할 수 있게 되었다. 따라서 RFID 시스템을 사용하는 기업 또는 개인은 중요한 정보가 노출되는 위험이 생기게 되었고, 이러한 위험을 방지하기 위하여 암호화 기술이 등장하였다.
암호화 기술은 특정 정보로의 접근이 금지된 자들로부터 정보를 보호하기 위해 오랫동안 사용되었다. 간단한 암호화의 일례로서, 알파벳의 각 문자를 고유 번호에 대응시키고, 문자들 대신에 이러한 번호들을 사용하여 당해 정보를 표현하는 것을 들 수 있다.
하지만 이러한 유형의 간단한 암호화는 암호화 알고리즘(각 문자에 대한 고유 번호의 치환)을 알고 있는 자가 상기 정보를 디코드하여 쉽게 그 정보에 액세스할 수 있으므로, 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 인증 신호 생성부에서 생성된 인증 신호를 RFID 리더와 RFID 태그에서 각각 암호화하고, 그 결과를 비교하여 인증 여부를 판단하는 RFID 시스템 및 운영방법과 관련이 있다.
본 발명은 인증 신호를 생성하는 인증 신호 생성부, 및 상기 인증 신호를 RFID 리더에서 암호화한 제 1 암호화 신호와 상기 인증 신호를 RFID 태그에서 암호화한 제 2 암호화 신호를 비교하여 인증 여부를 판단하는 비교부를 포함하는 RFID 시스템을 개시한다.
추가적으로, 본 발명은 인증 신호 생성부가 인증 신호를 생성하는 단계, 제 1 암호화 회로가 상기 인증 신호를 암호화하여 제 1 암호화 신호를 생성하는 단계, 제 2 암호화 회로가 상기 인증 신호를 암호화하여 제 2 암호화 신호를 생성하는 단계, 및 비교부가 상기 제 1 암호화 신호와 상기 제 2 암호화 신호를 비교하여 인증 여부를 판단하는 단계를 포함하는 RFID 시스템 운영방법을 개시한다.
첫째, 본 발명은 RFID 리더와 RFID 태그에서 각각 암호화를 수행하여 그 결과를 비교함으로써 2 단계의 인증을 통하여 보안의 신뢰성을 높일 수 있다는 장점이 있다.
둘째, 본 발명은 DES/2DES 표준을 사용하는 RFID 시스템으로서 현존하는 국 제 표준의 RFID 시스템에 용이하게 적용할 수 있다는 장점이 있다.
셋째, 본 발명은 키 데이터를 키 레지스터에 저장해놓는 것이 아니라 키 데이터 생성부가 인증 신호에 의해 키 데이터를 생성하기 때문에 키 레지스터를 복제하더라도 RFID 시스템의 보안이 유지된다는 장점이 있다.
이상의 장점을 고려할 때, 본 발명의 RFID 시스템 및 운영방법은 RFID 리더로 RFID를 인식함으로써 특정 제품이 정품인지 여부를 확인하는 분야에 광범위하게 사용될 수 있을 것이다. 예를 들어, 고가의 양주, 고가의 핸드백, 의류 등의 제품의 정품 식별에 본 발명의 RFID 시스템 및 운영방법이 광범위하게 적용 가능할 것이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 RFID 시스템을 도시하는 블록 다이어그램이다.
도 1을 참조하면, RFID 리더(100)는 인증신호 생성부(110), 제 1 암호화 회로(120), 제 1 키 데이터 생성부(130), 비교부(140) 및 인증부(150)를 포함한다. RFID 태그(200)는 제 2 암호화 회로(210) 및 제 2 키 데이터 생성부(220)를 포함한다.
RFID 리더(100)와 RFID 태그(200)는 각각 복수 개로 구성될 수 있다.
RFID 리더(100)의 인증신호 생성부(110)는 인증 신호를 생성하여 제 1 암호화 회로(120) 및 제 1 키 데이터 생성부(130)에 전송한다.
인증 신호를 입력받은 제 1 키 데이터 생성부(130)는 인증 신호에 대응하는 키 데이터를 생성한다. 이 과정도 일종의 암호화 과정이며, 제 1 키 데이터 생성부(130)는 인증 신호에 대응하여 무작위로 제 1 키 데이터를 생성한다.
키 데이터는 인증 데이터를 암호화하기 위한 단서가 되는 데이터를 의미한다. 즉, 암호화 회로는 키 데이터에 따라 인증 신호를 암호화하기 때문에, 키 데이터에 따라 암호화 회로의 암호화 과정이 달라지게 된다.
제 1 키 데이터 생성부(130)에서 생성된 제 1 키 데이터는 제 1 암호화 회로(120)로 출력된다.
제 1 암호화 회로(120)는 제 1 키 데이터 생성부(130)에서 생성된 키 데이터를 이용하여 인증 신호를 암호화한다.
한편 인증신호 생성부(110)는 인증 신호를 생성하여 RFID 태그(200)의 제 2 암호화 회로(210) 및 제 2 키 데이터 생성부(220)에 전송한다.
인증 신호를 입력받은 제 2 키 데이터 생성부(220)는 인증 신호에 대응하는 키 데이터를 생성한다. 생성된 키 데이터는 제 2 암호화 회로(210)로 출력된다.
제 2 암호화 회로(210)는 제 2 키 데이터 생성부(220)에서 생성된 키 데이터를 이용하여 인증 신호를 암호화한다.
제 1 및 제 2 암호화 회로(120,210)는 다양한 방식으로 암호화 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 암호화 회로(120,210)는 DES(Data Encryption Standard)/3-DES(3-Data Encryption Standard)와 같은 암호화 기술을 사용할 수 있다.
DES/3-DES는 미국 국립 표준국(NBS)이 1977년에 IBM사의 제안을 바탕으로 제정한 데이터 암호화 표준 규격으로, 미국 연방 정부의 연방 정보 처리 표준 46(FIPS Publication 46)으로 채택된 것이다. DES는 암호화 기술의 일종으로 64비트의 키를 사용하여 64비트의 평문을 전자(轉字)와 환자(換字)를 조합하여 암호화하는 방식이다. 암호화와 복호화를 하나의 대규모 집적 회로(LSI)로 고속 처리할 수 있도록 고안되어 있다.
제 1 암호화 회로(120)에 의해 암호화된 제 1 암호화 신호와 제 2 암호화 회로(210)에 의해 암호화된 제 2 암호화 신호는 RFID 리더(100)에 있는 비교부(140)로 전송된다.
비교부(140)는 제 1 암호화 신호와 제 2 암호화 신호를 비교하고, 일치 여부를 판단하여 RFID 리더(100)와 RFID 태그(200)가 서로 매칭되는지 여부를 인증한다.
인증부(150)는 인증 결과를 입력받아 사용자에게 인증 결과를 보여준다. 인증부(150)는 LCD,LED 등의 시각적 수단을 통하여 인증 결과를 사용자에게 알려주거나, 비프음 등의 청각적 수단을 통하여 인증 결과를 사용자에게 알려줄 수 있다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 RFID 시스템을 도시하는 블록 다이어그램이다.
도 2를 참조하면, RFID 리더(100)는 인증신호 생성부(110), 제 1 암호화 회로(120), 제 1 키 데이터 생성부(130)) 및 인증부(150)를 포함한다. RFID 태그(200)는 제 2 암호화 회로(210), 제 2 키 데이터 생성부(220) 및 비교부(230)를 포함한다.
RFID 리더(100)와 RFID 태그(200)는 각각 복수 개로 구성될 수 있다.
RFID 리더(100)의 인증신호 생성부(110)는 인증 신호를 생성하여 제 1 암호화 회로(120) 및 제 1 키 데이터 생성부(130)에 전송한다.
인증 신호를 입력받은 제 1 키 데이터 생성부(130)는 인증 신호에 대응하는 키 데이터를 생성한다. 이 과정도 일종의 암호화 과정이며, 제 1 키 데이터 생성부(130)는 인증 신호에 대응하여 무작위로 제 1 키 데이터를 생성한다.
생성된 제 1 키 데이터는 제 1 암호화 회로(120)로 출력되고, 제 1 암호화 회로(120)는 제 1 키 데이터 생성부(130)에서 생성된 제 1키 데이터를 이용하여 인증 신호를 암호화한다.
한편 인증신호 생성부(110)는 인증 신호를 생성하여 RFID 태그(200)의 제 2 암호화 회로(210) 및 제 2 키 데이터 생성부(220)에 전송한다.
인증 신호를 입력받은 제 2 키 데이터 생성부(220)는 인증 신호에 대응하는 키 데이터를 생성한다. 생성된 키 데이터는 제 2 암호화 회로(210)로 출력된다.
제 2 암호화 회로(210)는 제 2 키 데이터 생성부(220)에서 생성된 키 데이터를 이용하여 인증 신호를 암호화한다.
제 1 및 제 2 암호화 회로(120,210)는 다양한 방식으로 암호화 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 암호화 회로(120,210)는 DES/3-DES와 같은 암호화 기술을 사용할 수 있다.
제 1 암호화 회로(120)에 의해 암호화된 제 1 암호화 신호와 제 2 암호화 회 로(210)에 의해 암호화된 제 2 암호화 신호는 RFID 태그(200)에 있는 비교부(230)로 전송된다.
비교부(230)는 제 1 암호화 신호와 제 2 암호화 신호를 비교하고, 일치 여부를 판단하여 RFID 리더(100)와 RFID 태그(200)가 서로 매칭되는지 여부를 인증한다. 인증 결과는 다시 RFID 리더(100)의 인증부(150)로 전송된다.
인증부(150)는 인증 결과를 입력받아 사용자에게 인증 결과를 보여준다. 인증부(150)는 LCD,LED 등의 시각적 수단을 통하여 인증 결과를 사용자에게 알려주거나, 비프음 등의 청각적 수단을 통하여 인증 결과를 사용자에게 알려줄 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 RFID 태그의 전체 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 RFID 태그는 크게 아날로그 블럭(300)과, 디지털 블럭(400) 및 메모리(500)를 구비한다.
여기서, 아날로그 블럭(300)은 전압 멀티플라이어(Voltage Multiplier;310), 모듈레이터(Modulator;320), 디모듈레이터(Demodulator;330), 클럭 발생부(340) 및 파워온 리셋부(Power On Reset;350)를 포함한다.
아날로그 블럭(300)의 안테나부(10)는 RFID 리더 또는 라이터와 RFID 태그 간에 데이터를 송수신하는 역할을 한다. 전압 멀티플라이어(310)는 안테나부(10)로부터 인가되는 무선 주파수 신호를 정류 및 승압하여 RFID의 구동전압인 전원전압 VDD을 생성한다.
모듈레이터(320)는 디지털 블럭(400)으로부터 출력되는 암호화된 응답 신호 RP를 모듈레이팅하여 안테나부(10)에 전송한다.
디모듈레이터(330)는 전압 멀티플라이어(310)의 출력전압에 따라 안테나부(10)로부터 인가되는 무선 주파수 신호에서 인증 신호를 검출하여 인증 신호 CMD를 디지털 블럭(400)에 출력한다.
클럭 발생부(340)는 전압 멀티플라이어(310)의 출력 전압 VDD에 따라 디지털 블럭(400)의 동작을 제어하기 위한 클럭 CLK를 디지털 블럭(400)에 공급한다.
파워온 리셋부(350)는 전압 멀티플라이어(310)의 출력 전압 VDD을 감지하여 리셋 동작을 제어하기 위한 파워 온 리셋신호 POR를 디지털 블럭(400)에 출력한다.
디지털 블럭(400)은 아날로그 블럭(300)으로부터 전원전압 VDD, 파워 온 리셋신호 POR, 클럭 CLK 및 인증 신호 CMD를 인가받아 인증 신호 CMD를 해석하고 제어신호 및 처리 신호들을 생성한다.
디지털 블럭(400)은 상기한 제 2 암호화 회로(210), 제 2 키 데이터 생성부(220) 및 비교부(230)을 포함한다.
디지털 블럭(400)은 어드레스 ADD, 입/출력 데이터 I/O, 제어신호 CTR 및 클럭 CLK을 메모리(500)에 출력한다. 메모리(500)는 메모리 소자를 이용하여 데이타를 리드/라이트한다.
메모리(500)로는 불휘발성 강유전체 메모리(FeRAM;Ferroelectric Random Access Memory)가 사용될 수 있다. FeRAM은 디램(DRAM;Dynamic Random Access Memory) 정도의 데이터 처리 속도를 갖는다. 또한, FeRAM은 디램과 거의 유사한 구조를 가지고, 커패시터의 재료로 강유전체를 사용하여 강유전체의 특성인 높은 잔류 분극을 가진다. 이와 같은 잔류 분극 특성으로 인하여 전계를 제거하더라도 데 이터가 지워지지 않는다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 RFID 시스템을 도시하는 블록 다이어그램이다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 RFID 시스템을 도시하는 블록 다이어그램이다.
도 3은 본 발명에 따른 RFID 태그의 전체 구성도이다.

Claims (18)

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  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. RFID 리더 및 RFID 태그를 포함하는 RFID 시스템에 있어서,
    상기 RFID 리더는,
    인증 신호를 생성하는 인증 신호 생성부 및
    제 1 키 데이터를 이용하여 상기 인증 신호를 제 1 암호화 신호로 암호화하는 제 1 암호화 회로를 포함하고,
    상기 RFID 태그는,
    제 2 키 데이터를 이용하여 상기 인증 신호를 제 2 암호화 신호로 암호화하는 제 2 암호화 회로;
    상기 제 1 암호화 신호와 상기 제 2 암호화 신호를 비교하여 인증 여부를 판단하는 비교부; 및
    상기 인증 신호를 불휘발성 강유전체 메모리에 저장하는 메모리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 RFID 리더는
    상기 인증 신호를 수신하여 상기 제 1 키 데이터를 생성하는 제 1 키 데이터 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 RFID 태그는,
    상기 인증 신호를 수신하여 상기 제 2 키 데이터를 생성하는 제 2 키 데이터 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 제 1 암호화 신호 및 상기 제 2 암호화 신호를 암호화하는 기술은 DES 또는 3-DES인 것을 특징으로 하는 RFID 시스템.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 RFID 리더는 상기 비교부가 판단한 인증 여부를 출력하는 인증부를 더 포함하는 RFID 시스템.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 인증부는 시각적 수단 또는 청각적 수단을 통해 인증 여부를 출력하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템.
  13. RFID 리더 및 RFID 태그를 포함하는 RFID 시스템 운영방법에 있어서,
    인증 신호 생성부가 인증 신호를 생성하는 단계;
    상기 인증 신호를 상기 RFID 태그의 불휘발성 강유전체 메모리에 저장하는 단계;
    상기 RFID 리더에 구비된 제 1 암호화 회로가 상기 인증 신호를 암호화하여 제 1 암호화 신호를 생성하는 단계;
    상기 RFID 태그에 구비된 제 2 암호화 회로가 상기 인증 신호를 암호화하여 제 2 암호화 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 RFID 태그에 구비되는 비교부가 상기 제 1 암호화 신호와 상기 제 2 암호화 신호를 비교하여 인증 여부를 판단하는 단계를 포함하는 RFID 시스템 운영방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제 1 암호화 신호를 생성하는 단계는
    제 1 키 데이터 생성부가 상기 인증 신호를 수신하여 제 1 키 데이터를 생성하는 단계; 및
    상기 제 1 키 데이터를 이용하여 상기 인증 신호를 상기 제 1 암호화 신호로 암호화하는 단계를 포함하는 RFID 시스템 운영방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 제 2 암호화 신호를 생성하는 단계는
    제 2 키 데이터 생성부가 상기 인증 신호를 수신하여 제 2 키 데이터를 생성하는 단계; 및
    상기 제 2 키 데이터를 이용하여 상기 인증 신호를 상기 제 2 암호화 신호로 암호화하는 단계를 포함하는 RFID 시스템 운영방법.
  16. 청구항 13에 있어서,
    상기 제 1 암호화 신호 및 상기 제 2 암호화 신호를 생성하는 단계에서 상기 제 1 암호화 신호 및 상기 제 2 암호화 신호는 DES 또는 3-DES에 의해 암호화되는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템 운영방법.
  17. 청구항 13에 있어서,
    상기 비교부가 판단한 인증 여부를 인증부가 출력하는 단계를 더 포함하는 RFID 시스템 운영방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 인증부는 시각적 수단 또는 청각적 수단을 통해 인증 여부를 출력하는 것을 특징으로 하는 RFID 시스템 운영방법.
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KR20070003205A (ko) * 2005-07-01 2007-01-05 강원대학교산학협력단 Ｒｆｉｄ 시스템에서의 상호인증 및 데이터통신 보안방법
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