KR101589664B1 - Ｒｆｉｄ 태그 - Google Patents

Abstract

코일과 상기 코일에 각각 연결되는 2개의 입력들/출력들을 가지는 RFID 칩을 포함하는 RFID 태그이다. 상기 태그는 상기 입력들/출력들에 연결되는 전기 회로를 더 포함하고, 상기 회로는 2개의 모드들, 실질적으로 어떠한 신호도 출력하지 않아서 상기 RFID 칩이 동작하게 하는 제1 모드와 신호가 출력되어 상기 RFID-칩의 동작이 방해를 받는 제2 모드 중 하나의 모드에서 동작하도록 되어있다. 대체가능한 것으로, 상기 회로는 상기 RFID 칩보다 더 낮은 동작 전압을 가질 수 있고, 따라서 원할 때 상기 RFID-칩에 전압이 부족되게 하여 그 동작을 방지할 수 있다.

Description

ＲＦＩＤ 태그{AN RFID TAG}

본 발명은 RFID 태그에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 활성화 전에 원격으로 판독가능하지 않은 더욱 안전한 RFID 태그에 관한 것이다.

일반적으로, RFID 태그는 판독기(reader)에서 인식 전자기장(interrogating electromagnetic field)을 수신함으로써 동작하고, 태그의 칩에 저장된 식별 데이터(identity data)에 의거하여, 예컨대 상기 전자기장을 로드함으로써, 신호를 출력한다. 이런 유형의 태그들이 폭넓게 사용되며, 태그들이 의약 및 고액 지폐들 뿐만 아니라 의류, 식료품들에서도 사용될 수 있는 것이 고려되어 진다. 문제는 이러한 태그들이 권한이 부여된 판독기들 뿐만 아니라 다른 것들에 의해서도 감지될 수 있고 식별될 수 있을 때 발생한다. 따라서, 다른 사람이 자신의 옷이나 신발의 치수를 아는 것을 원치 않을 때에, 그리고 다른 사람이 원격으로 자신의 지갑에 있는 현금의 양을 판별하는 것을 원치 않을 때에는, RFID 태그들의 동작이 원할 때에는 바람직한 효과를 유지하고 다른 경우에서는 태그들의 응답을 방지하도록 제어될 수 있는 것이 바람직하다.

이러한 안전한 RFID 태그들의 한 유형이 예컨대 Peratech 제품 (http:// www.peratech.com/security.php)에서 보여지며, 여기서는 태그의 안테나가 열린(open) 상태에 있다가 손가락 압력에 의해 태그가 통신하도록 닫힐 수 있다.

제1 양상에서, 본 발명은 코일과, 상기 코일에 각각 연결되는 2개의 입력들/출력들을 가지는 RFID 칩을 포함하는 RFID 태그에 관한 것이며, 상기 태그는 상기 입력들/출력들에 연결되는 전기 회로와, 여기서 상기 회로는 실질적으로 어떠한 신호도 상기 입력들/출력들로 출력되지 않는 제1 모드와, 신호가 상기 입력들/출력들로 출력되는 제2 모드 중 하나의 모드에서 동작하도록 되어있으며, 그리고 상기 전기 회로가 제1 및 제2 모드 중 어느 모드에서 동작하는지를 제어하기 위한 수단을 더 포함한다.

본 맥락에서, RFID 태그는 하나 이상의 개체들과 무선 통신, 바람직하게는 근거리 무선통신(short range wireless communication)을 수행하도록 된 임의의 유형의 휴대용 요소일 수 있다. 보다 포괄적인 용어는 근거리 자기장 통신(Near Field Communication, NFC)이며, 이는 휴대폰 등에서 사용될 수 있는 반면에, 폭넓게 사용되는 프로토콜은 RFID이며, 이는 식료품들, 의류, 신용카드, 액세스 제어 요소들(열쇠 걸이 등), 여권 등에서 사용될 수 있다. 크기, 가격, 보안 레벨에 따라, 이러한 태그들은 더 작거나 더 클 수 있고, 도난, 분실 등에 대하여 다소간 안전할 수 있다.

현재 바람직한 실시예는 사용자나 은행 계좌를 예컨대 ATM이나 POS(Point Of Sale)에 식별시키기 위한 신용카드 타입의 요소들에서 RFID 프로토콜을 사용하는 것이다.

당연히, 임의의 유형의 안테나나 트랜스폰더(transponder)가 사용될 수 있다. 현재에서는, RFID 프로토콜에 대하여, 코일이 더 바람직하지만, 다른 유형의 안테나들도 또한 다른 파장이나 거리에 대하여 사용될 수 있다. 현재에서는, 코일은 보통 정도의 차이는 있어도 하나의 그리고 동일한 평면에서 제공되는 평면 코일(flat coil)로서 제공되지만, 나선형 코일(helical coil)과 같이 임의의 유형의 코일일 수도 있다.

바람직하게는, RFID 칩은 신호 및/또는 전력을 수신하고 출력되는 신호가 전달되는 동일한 2개의 입력들/출력들만을 가지는 표준 RFID 칩이다. 본 높은 보안 RFID 칩들은 단지 이들 2개의 입력들/출력들을 가지며, 이런 유형의 RFID 칩에 적합한 더 높은 보안 태그를 제공하는 것이 바람직하다. 아래에서 언급될 바와 같이, 신호 입력들/출력들 뿐만 아니라 전력만을 위한 입력들을 가지는 RFID 칩들도 또한 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 실제로 이런 방식으로, 상기 회로의 출력이 신호 입력들/출력들 및/또는 전력 입력들로 보내질 수 있다.

대체로, 입력들/출력들은 코일에 연결되고, 각각의 입력/출력은 단일-전도체 코일의 두 전도체 끝단들 중 하나에 연결된다.

본 맥락에서, 전기 회로는 플립 플롭들(flip flops), 트랜지스터들, 다이오들 등과 같은 하나 이상의 전자 부품들에서부터 ASIC, 프로세서들, 신호처리 프로세서들, 하드웨어 로직들 등에 이르는 그 어떠한 것으로 될 수 있다. 당연히, 상기 2개의 모드들이 바람직하지만, 플립 플롭도 2개의 모드들에서 동작할 수 있고 전력이나 신호들이 통과하여 지나가는 것을 금지하거나 허용하는 역할을 할 수 있다.

이런 맥락에서, 신호는 상기 회로로부터 생성되고 출력되는 특정 신호일 수 있지만, 특히 전력이 상기 코일로부터 수신되는 아래의 상황에서는 단순히 상기 입력들/출력들로부터 임의의 전원 공급을 로드함으로써 신호가 또한 출력될 수 있다.

상기 전기 회로가 상기 제1 및 제2 모드 중 어느 모드에서 동작하는지를 제어하기 위한 수단은 상기 회로가 응답하는 신호를 출력하도록 된 요소와 같이 임의의 유형의 제어기일 수 있다. 이 응답은 상기 회로가 이미 그 모드에 있지 않다면 상기 모드들 중 하나에서 다른 모드나 시프트(shift)할 모드의 정의로의 시프트일 수 있다. 이 제어 수단은 상기 회로로 신호를 보내도록(또는 아무런 신호도 안보냄) 된 간단한 스위치 등일 수 있다. 대체가능한 것으로, 상기 수단은 더욱 복잡한 신호를 생성하여 상기 회로로 전송할 수 있고, 그러면 상기 회로는 상기 신호로부터 모드를 바꿀지 여부를 판별할 수 있을 것이다.

당연히, 배터리나 다른 전원공급장치와 같은 전원(power source)이 상기 회로, 제어 수단 및/또는 칩에 전력을 공급하기 위해 제공될 수 있다. 하지만, 상기 전기 회로는 상기 코일로부터 전력을 수신하고 바람직하게는 수신된 전력을 소모함으로써 상기 제2 모드에서 동작하도록 되는 것이 바람직하다. 상기 RFID 칩에 대한 상황도 보통은 동일하다. 이 전력은 표준 RFID 칩들에서처럼 저장될 수 있다. 대체가능한 것으로, 배터리들이나 다른 수단이 제공될 수 있다.

상기 실시예나 또 다른 바람직한 실시예에서, 상기 제어 수단은 동작될 때 신호를 출력하도록 된 기계적으로 동작가능한 소자이고, 상기 회로는 상기 신호를 수신하면 상기 제1 모드로 들어가도록 되어있다. 따라서, 위에서 언급된 바와 같이, 상기 제어 수단은 간단한 스위치일 수 있다. 하지만, 바람직하게는 상기 제어 수단은 변형시 전압을 출력하도록 된 압전 소자(piezo element)이며, 상기 회로는 역치값(threshold value)을 초과하는 전압을 수신하면 반응하여 상기 제1 모드로 들어가도록 되어있다.

하나의 바람직한 실시예에서, 상기 회로는 상기 제2 모드에서 동작할 때 확률적/랜덤 신호를 상기 입력들/출력들로 출력하도록 되어있다. 이런 방식으로, 결합된 신호는 확률적/랜덤이고 따라서 쓸모가 없다. 이에 대해, 확률적이거나 랜덤인 신호들은 복수의 방식들로 생성될 수 있고, 너무 높지 않은 보안을 원한다면 준(semi)-랜덤/확률적 신호들(반복가능한 신호들과 같은)도 사용될 수 있다.

대안으로, 상기 회로는 상기 제2 모드에서 동작할 때 상기 칩에 의해 출력되는 신호에서 하나 이상의 비트들을 변경하는 신호를 출력하도록 되어있다. 이런 방식으로, 결합된 신호는 상기 칩에 의해 출력되는 것과 유사할 것이지만, 하나 이상의 비트들이 변경될 것이고, 이는 바람직하게는 CRC나 다른 오류 표시 비트를 오류가 난 것으로 만든다.

본 발명의 제2 양상은 상기 제1 양상에 의한 상기 RFID 태그를 동작시키는 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 상기 코일에 의해 전자기장을 수신/감지하고 신호 및/또는 전력을 상기 칩으로 전달하는 단계와, 상기 회로가 그 제2 모드에서 동작하고 신호를 상기 칩의 상기 입력들/출력들로 출력하는 단계와, 상기 제어 수단이 신호를 상기 회로로 전송하여 상기 회로가 그 제1 모드로 들어가도록 만드는 단계와, 상기 칩이 소정의 정보를 상기 코일로 출력하도록 동작하는 단계를 포함한다.

본 맥락에서, 전자기장이 상기 코일에서 전압/전류를 유도할 것이고, 이는 상기 칩으로 전달되어 저장되거나 사용될 수 있다.

바람직하게는, 상기 태그는 신호를 수신함으로써 시작할 것이지만 상기 회로는 상기 칩이 신호를 출력하거나 임의의 신호 출력을 스크램블하는 것을 방지하기 위하여 신호를 출력하는 취지로 상기 스텝들이 표시된 순서로 수행된다. 그 뒤에, 예컨대 사용자가 스위치를 동작시켜(압전 소자를 변형시키는 것과 같이) 상기 회로가 그 제1 모드로 들어가도록 명령하고 그럼으로써 상기 칩이 의도된 바와 같이 동작할 수 있도록 함으로써 상기 제어 수단이 동작된다. 이 동작은 보통 상기 칩에 저장된 소정의 정보를 출력하는 것을 포함한다. 대부분의 상황들에서, 상기 칩의 동작은 정확한 내지 예상되는 정보의 수신에 대한 응답으로서 상기 정보를 출력하는 것을 포함한다.

위에서 언급된 바와 같이, 상기 제어 수단에 의해 전송되는 신호는 단일 전압/전류 또는 그 부재(absence)에서부터 복수의 비트들이나 심지어 암호화된 것과 같은 더욱 복잡한 신호까지 어떠한 것일 수도 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 회로가 그 제2 모드에서 동작하는 단계는 상기 전기 회로가 상기 코일로부터 전력을 수신하는 것을 포함한다. 이런 방식으로, 어떠한 내부의 또는 다른 전원이 요구되지 않는다.

상기 실시예나 또 다른 바람직한 실시예에서, 상기 제어 수단이 상기 신호를 전송하는 단계는 기계적으로 동작가능한 소자를 동작시키는 것을 포함하고, 이에 따라 상기 기계적으로 동작가능한 소자가 상기 신호를 출력하는 것을 포함한다.

또한, 상기 회로가 상기 제2 모드에서 동작하는 단계는 상기 회로가 확률적/랜덤 신호를 상기 입력들/출력들로 출력하는 것을 포함한다. 대체가능한 것으로, 상기 회로는 결합된 신호가 상기 칩에 의해 출력되는 것과 다르도록 상기 칩에 의해 출력되는 신호의 하나 이상의 비트들이나 일부를 변경하도록 동작할 수 있다. 이를 위해 상기 회로가 상기 칩으로부터의 신호 출력을 알 필요가 있을 수 있고, 또는 상기 칩으로부터의 신호 출력이 그 비트와 다를 때까지 상기 회로가 소정의 비트를 출력할 수 있어서, 결합된 신호는 그 비트가 변경된다.

상기 회로가 상기 제2 모드에서 동작하는 단계는 상기 회로가 시간이 지남에 따라 가변 전력량을 소모하는 것을 포함하는 것이 바람직할 수도 있다. 이 가변 전력 소모량은 또한 신호를 출력할 것이고, 위에서 언급된 바와 같이 이 신호와 그에 따른 전력 소모는 확률적/랜덤인 것이 바람직할 수 있다.

본 발명의 제3 양상은 코일과, 상기 코일에 각각 연결되는 2개의 입력들을 가지고 제1 최저 동작 전압을 가지는 RFID 칩을 포함하는 RFID 태그에 관한 것이며, 상기 태그는 상기 입력들에 연결되는 전기 회로와, 여기서 상기 회로는 상기 제1 최저 동작 전압보다 낮은 제2 최저 동작 전압에서 동작하도록 되어있으며, 그리고 상기 전기 회로의 상기 동작을 제어하기 위한 수단을 더 포함한다.

위에서 언급된 바와 같이, 본 RFID 태그와 칩은 RFID 프로토콜을 포함하여(하지만 RFID 프로토콜에 제한되지는 않음) 임의의 유형의 무선, 바람직하게는 근거리 통신을 수행하도록 될 수 있다.

그러므로, 바람직하게는 단일 전도체로 제공되는 나선형 코일과 같은 코일이 바람직하겠지만 임의의 유형의 안테나나 트랜시버(transceiver)가 사용될 수 있다.

본 RFID 칩은 상기 코일에 연결되는 2개의 입력들을 가진다. 바람직하게는, 이들 입력은 상기 코일로부터 전력을 수신하기 위한 것이다. 한 유형의 RFID 칩에서는, 단지 2개의 입력들이 제공되고 이들은 상기 코일로부터 전력을 수신하고 신호를 상기 코일로 전송하는 것들 모두에 이용되고 또한 잠재적으로 상기 코일로부터 신호를 수신하는데 이용된다. 다른 유형의 RFID 칩들은 상기 코일로 신호를 제공하고 또한 잠재적으로 상기 코일로부터 신호를 수신하기 위한 신호 출력들 뿐만 아니라 상기 전력을 수신하는 입력들을 가진다.

또한 이런 점에서, 상기 전기 회로는 전압 조정기와 같은 매우 단순한 회로에서부터 훨씬 더 복잡한 기능들을 수행하는 프로세서들 등에 이르기까지 모든 것일 수 있다.

본 맥락에서, 최저 동작 전압은 상기 칩이나 회로가 동작가능한 최저 전압이다. 보통, 이 전압은 예컨대 칩이나 ASIC을 생산하는데 사용되는 기술에 의해 정의되거나, 또는 예컨대 필수 소자들(다이오드들과 같은)에 걸리는 전압 강하들에 의해 정의될 수 있다. ASIC 및 다른 칩들에 대해, 최저 동작 전압은 보통 특정된다.

이런 상황에서, 더 낮은 전압은 단지 조금만 더 낮기만 하면 되지만, 생산 편차들 등을 고려하여 상기 회로의 동작 전압은 상기 칩의 최저 동작 전압의 90% 이하, 예컨대 80% 이하이거나, 바람직하게는 75% 이하, 예컨대 60% 이하인 것이 바람직하다.

되풀이하면, 상기 전기 회로의 동작을 제어하기 위한 수단이 제공된다. 이들 수단은 상기 제1 양상과 관련하여 서술된 것들과 같을 수 있다.

한 실시예에서, 상기 전기 회로는 상기 코일로부터 전력을 수신하고 수신된 전력을 소모함으로써 동작하도록 되어있다. 이런 방식으로, 어떠한 내부 전원도 요구되지 않는다. 상기 회로는 배터리나 커패시터(capacitor)와 같이 적어도 제한된 시간 동안 수신된 전력을 저장하기 위한 수단을 가질 수 있다.

상기 실시예나 또 다른 실시예에서, 상기 회로는 상기 코일로부터 전력이나 신호가 수신하면 동작하도록 되어있다. 따라서, 상기 코일로부터 전력/신호를 수신하는 것은 상기 회로를 시작 내지 동작시킬 것이고, 상기 회로는 어떠한 신호/전력도 수신되지 않을 때까지 또는 상기 제어 수단에 의해 그렇게 제어될 때까지 동작가능한 상태로 있을 수 있다.

되풀이하면, 일반적으로, 상기 제어하기 위한 수단은 동작될 때 신호를 상기 회로로 전달하도록 된 기계적으로 동작가능한 소자이며, 상기 회로는 상기 신호를 수신하면 동작을 멈추도록 되어있다.

본 발명의 제4 양상은 상기 제3 양상에 의한 RFID 태그를 동작시키는 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 상기 코일에 의해 전자기장을 수신/감지하고 전력을 상기 칩 및 회로로 전달하는 단계와, 상기 회로가 동작하고 상기 칩에 대해 이용가능한 전압을 상기 제1 최저 동작 전압보다 낮은 전압으로 감소시키는 단계와, 상기 제어 수단이 신호를 상기 회로로 전송하여 상기 회로가 동작하지 않도록 만드는 단계와, 상기 칩이 소정의 정보를 상기 코일로 출력하도록 동작하는 단계를 포함한다.

위에서 언급된 바와 같이, 코일을 전자기장에 위치시키는 것은 상기 코일에 전압/전류를 생성할 것이고, 이는 본 양상에서 상기 칩과 회로로 전달된다.

상기 회로는 상기 칩에 대해 이용가능한 전압을 상기 제1 최저 동작 전압보다 낮은 전압으로 감소시키도록 동작가능하다. 이런 전압의 감소는 단순히 상기 코일 양단의 전압을 감소시키도록 상기 코일에 의해 공급되는 전력을 충분히 소모함으로써 얻어질 수 있다. 이런 감소는 상기 전력을 낭비하거나 제거하기 위하여 프로세서 및/또는 메모리를 동작시키거나 단순히 저항과 같은 전력 소모 소자를 통해 전력을 제공하는 것과 같이 다수의 방식으로 수행될 수 있다.

역시 위에서 언급된 바와 같이, 상기 제어 수단은 상기 회로에 영향을 주기 위하여 간단하거나 복잡한 신호를 상기 회로로 제공할 수 있다.

본 맥락에서, 상기 신호를 수신하는 상기 회로는 동작하지 않게 되고, 이는 상기 회로가 더 이상 수신된 전압을 감소시키지 않는 것을 의미한다. 바람직하게는, 상기 칩이 동작할 수 있도록 될 때 이용가능한 전력을 가능한 많이 수신할 수 있도록 하기 위하여 상기 회로가 동작하지 않도록 될 때 적어도 실질적으로 전력을 전혀 소모하지 않는다.

역시 위에서 언급된 바와 같이, 상기 칩의 보통의 동작은 소정의 정보를 상기 코일로 출력하는 것이다. 게다가, 상기 칩은 상기 코일로부터 정보를 수신하고, 그 신호를 분석하고, 수신된 정보가 만족스러우면 상기 정보를 단지 출력하기만 할 수 있다.

한 실시예에서, 상기 회로가 동작하는 단계는 상기 전기 회로가 상기 코일로부터 전력을 수신하고 수신된 전력을 소모함으로써 동작하는 것을 포함한다.

상기 실시예나 또 다른 실시예에서, 상기 회로가 동작하는 단계는 상기 코일로부터 전력이나 신호가 수신하면 상기 회로가 동작하는 것을 포함한다. 따라서, 어떠한 유형의 개시 명령(initiating instruction)도 요구되지 않는다.

또한, 위에서 추가로 언급된 바와 같이, 상기 제어 수단이 상기 신호를 전송하는 단계는 기계적으로 동작가능한 소자를 동작시키는 것을 포함하고, 이에 따라 상기 기계적으로 동작가능한 소자가 상기 신호를 출력하는 것을 포함한다.

본 발명의 제5 양상은 코일과, 상기 코일에 각각 연결되는 2개의 입력들/출력들을 가지고, 실질적으로 어떠한 신호도 상기 입력들/출력들로 출력되지 않는 제2 모드와 신호가 상기 입력들/출력들로 출력되는 제1 모드 중 하나의 모드에서 동작하도록 되어있고, 제1 모드로부터 제2 모드로 또는 그 반대로 상기 칩을 전환시키는 신호를 수신하도록 된 하나 이상의 신호 입력들을 포함하는 RFID 칩과, 신호를 상기 하나 이상의 신호 입력들로 제공하기 위한 수단을 포함하는 RFID 태그에 관한 것이며, 상기 제공 수단은 생체정보 측정(biometric measurement)을 수행하고 상기 생체정보 측정을 기반으로 사람을 식별하고 상기 사람이 식별되면 상기 신호를 출력하도록 되어있고, 상기 제공 수단은 상기 신호를 암호화된(encrypted) 신호로서 출력하도록 되어있고, 상기 칩은 상기 암호화된 신호로부터 상기 제1 모드로 전환할지를 판별하도록 되어있다.

위에서 언급된 바와 같이, 상기 용어들 "RFID 태그", "코일" 및 "RFID 칩"은 다른 유형의 통신과 안테나들도 또한 포함하는 넓은 의미로 주어져야 한다.

본 RFID 칩은 지금 부가적으로 상기 칩에게 모드를 바꾸거나 소정의 모드로 들어가도록 명령하는 신호를 위한 입력을 가진다. 게다가, 이 신호는 상기 칩에 의해 분석되는 암호화된 신호이고, 그 암호화된 신호가 받아들일 만하면 모든 변경만 발생한다.

본 맥락에서, 생체정보 측정은 사람의 지문, 홍채 스캔, 영상, 사람 얼굴의 3차원 영상, 또는 심지어 유전자 분석을 얻는 것과 같은 임의의 유형의 생체정보 측정일 수 있다.

이 측정은 사람이나 사용자를 식별하는데 사용되고, 측정 결과는 상기 칩에게 특정 모드로 들어가거나 모드 변경하도록 명령하는데 이용된다.

하지만, 이를 보장하기 위해 직렬이나 병렬일 수 있고 또는 임의의 개수의 전도체들을 포함할 수 있는 상기 통신 채널은 암호화될 수 있다. 따라서, 상기 제공 수단은 상기 칩에 대한 명령을 암호화하고 이 암호화된 명령을 전달하도록 되어있다.

당연히, 동일한 명령이 많은 서로 다른 형태들로 암호화될 수 있고, 또는 상기 명령이 상기 통신 채널 상에서 항상 동일하게 보이지 않는 것을 확실히 하기 위하여 암호화 전에 상기 명령에 무관한 정보가 더해질 수 있다(패딩됨(padded)).

본 발명의 마지막 양상으로서 제6 양상은 상기 제5 양상에 의한 상기 RFID 태그를 동작시키는 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 상기 코일에 의해 전자기장을 수신/감지하고 전력을 상기 태그 및 회로로 전달하는 단계와, 상기 칩이 그 제2 모드에서 동작하는 단계와, 상기 제공 수단이 사람에 관한 생체정보 측정을 수행하고 암호화된 신호를 출력하는 단계와, 상기 칩이 상기 암호화된 신호를 수신하고 상기 암호화된 신호가 식별된 사람에 관한 것이면 상기 제1 모드로 전환하는 단계를 포함한다.

다음에서는, 본 발명의 바람직한 실시예들이 도면과 관련하여 서술될 것이다.
도 1은 전반적인 설정을 예시한 것이다.
도 2-5는 RFID 칩의 동작에 영향을 주기 위한 신호나 전력의 변화를 생성하는 역할을 하는 다른 실시예들을 예시한 것이다.
도 6-7은 RFID 칩이 동작할 수 없는 레벨로 이용가능한 전압을 감소시키는 역할을 하는 다른 실시예들을 예시한 것이다.
도 8은 대체가능한 실시예를 예시한 것이다.

도 1은 수많은 서로 다른 실시예들의 전반적인 설정을 예시한 것이다. 이 설정에서, RFID 태그(10)는 RFID 칩(12)을 포함하며, 이는 RFID 코일(14)에 연결되는 표준 RFID 칩일 수 있다.

본 도면들이 안테나나 센서(sensor)로서 코일을 이용하는 RFID 칩과 관련되어 서술되어 있지만, 보통 NFC라고 지칭되는 임의의 유형의 근거리 무선통신(near field communication)이 임의의 유형의 통신 프로토콜 및 임의의 유형의 안테나나 트랜스폰더(transponder)와 사용될 수 있다.

아래에서 더 서술되는 바와 같이, RFID 칩의 동작은 일정 시점들에서 영향을 받을 수 있지만, 영향을 받지 않는 모드에서 RFID 칩과 코일의 동작은 표준 동작일 수 있으며, 표준 동작에서는 신호가 코일(14)에 의해 감지되고 신호 및 전력이 칩(12)의 입력들/출력들(12', 12")로 전송되고, 칩은 전력을 저장하여 그것을 토대로 입력들/출력들(12', 12")을 통해 코일(14)로 다시 신호를 출력하며, 이 신호는 칩(12) 상에 저장된 데이터를 포함하고 원격 안테나/단말기(terminal)에 의해 감지될 수 있다. 칩(12)에 저장되고 출력 신호에 내장되고 있는 데이터는 대체로 태그(10)의 식별에 관한 것이고, 태그가 부착되거나 부착되도록 의도된 제품에 관할 것일 수 있다. 태그는 또한 사람이나 은행 계좌에 관한 것일 수 있어서, 태그는 사람이나 은행 계좌를 예컨대 ATM에게 식별시키는데 사용된다.

태그(10)는 제어기나 회로(16)를 더 포함하며, 이는 또한 입력들/출력들(16'/16")을 통해 코일(14)과 입력들/출력들(12'/12")에 연결된다. 이 회로(16)는 원할 때 칩(12)의 동작에 영향을 주도록 동작가능하다. 이 영향은 다수의 방식들로 얻어질 수 있다.

사용자가 언제 원하는지 또는 원하지 않는지를 판별하기 위하여, 스위치(switch)(18)가 사용자에 의해 동작되도록 제공된다. 이 스위치(18)가 동작되면, 제어기나 회로(16)의 동작은 칩(12)의 동작에 영향을 주는 동작으로부터 영향을 주지 않는 동작으로 변경될 수 있으며, 또는 이와 반대의 경우로 변경될 수 있다.

당연히, 스위치(18)는 임의의 유형의 동작가능한 스위치일 수 있다. 스위치(18)의 정확한 유형은 태그(10)의 실제 형태와 요구조건에 따라 결정될 것이다. 대체로, 태그는 예컨대 신용카드나 그보다 더 작은 형태로 작고 값싼 것이다. 이런 상황에서, 적합한 스위치는 압전 소자(piezo element)의 형태일 수 있으며, 이 소자는 변형될 때 전압을 출력할 것이고, 이 전압은 제어기(16)로 보내져 감지될 수 있다. 이 변형은 태그(10)나 스위치(18)를 구부리거나 두드리는 것에 의한 것일 수 있다. 당연히, 단말기나 판독기와 같은 다른 요소들에 대한 무선통신일 수 있는 경우에 있어서, 원한다면 다른 유형의 보다 일반적인 스위치들도 또한 사용될 수 있다.

한 그룹의 바람직한 실시예들에서, 제어기(16)의 동작은 칩(12)으로부터의 임의의 신호 출력에 부가함으로써 코일(14)에 의한 전반적인 신호 출력을 쓸모없게 만드는 신호를 입력들/출력들(16'/16")로 출력하는 것이다.

게다가, 이 신호는 또한 코일(14)에 의해 감지되어 칩(12)으로 전달되는 임의의 신호를 스크램블(scramble)할 수 있어서, 칩(12)이 그 안의 정보를 파악하여 분별가능한 결과를 입력들/출력들(12'/12") 상에 제공할 수 없을 것이다.

실제로, 입력들/출력들(16'/16")을 통해 코일에 의해 전력이 공급될 때, 제어기(16)의 가변 전력 소모가 칩(12)의 동작을 똑같이 방해할(disturb) 것이기 때문에, 제어기의 가변 전력 소모에 의해 이런 스크램블이 얻어질 수 있다.

보통의 경우로서 배터리나 다른 전원공급장치(power supply)/축전장치(power storage)를 원하지 않는다면, 보통의 RFID 칩들(12)에서와 같이 제어기(16)가 전자기장을 감지할 때 코일(14)로부터 전력을 수신하도록 되는 것이 바람직하다. 이런 상황에서, 제어기(16)는 전력을 수신할 때(그럼으로써 동작할 수 있을 때) 그리고 스위치(18)로부터 신호를 수신할 때까지 신호를 출력하도록 동작가능할 수 있다.

일반적으로, 칩(12)의 현재 출력 신호는 가능한 스크램블되고 파악할 수 없는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 제어기(16)의 출력은 확률적(stochastic)이거나 랜덤(random)인 것이 바람직할 수 있다. 다른 인자들 뿐만 아니라 연산 능력의 양 및 제어기(16)에 대한 임의의 아날로그 입력들에 따라, 이를 얻기 위한 수많은 방식들이 숙련된 기술자들에게 이용가능하다.

이 그룹의 일반적인 실시예들을 도 2-5에서 볼 수 있으며, 도 2에서 제어기(16)는 코일로부터 전력을 수신하는 전원공급장치(20)와, 전원공급장치(20)에 의해 전력이 공급되며 스위치(18)에 연결되는 프로세서(22)와, 그리고 프로세서(22)에 의해 제어가능하고 연결들(16'/16") 상의 신호를 코일(14)로 출력하는 내부 전류 소모 프로세스(internal current consuming process)(24)를 가진다.

전원공급장치(20)는 코일(14)로부터 전력을 수신하고 프로세서(22)가 동작할 수 있게 해줌으로써 예컨대 전형적인 RFID 태그들의 전원으로서 역할한다. 전력이 이용가능해지면, 프로세서(22)는 스위치(18)로부터의 임펄스들(impulses) 상에 작용할 것이고, 또한 코일(14)로부터 전력을 수신하는 프로세스(24)도 아래에 서술되는 바와 같이 동작을 시작할 것이다.

프로세서(22)는 칩(12)이 코일(14)로부터의 신호에 존재하는 임의의 정보를 판별하고 원하는 응답을 출력할 수 있도록 스위치(18)의 활성화(activation)를 판별하고 프로세스(24)의 동작을 종결할 수 있다.

프로세스(24)는 입력들/출력들(16'/16")에 의해 직접 전력이 공급되기 때문에, 프로세스(24)는 충분히 방해하는 출력 신호나 전력 소모를 생성하는 임의의 유형의 프로세스일 수 있다.

적합한 프로세스들은 수에 있어서 거의 무한하지만, EEPROM이나 플래시 메모리(Flash memory)와 같은 메모리로/로부터의 읽기는 프로세서의 서로 다른 클록 주파수들 사이의 변화의 경우와 같이 가변 전력 소모를 생성할 것이다. 이러한 하나의 프로세스는 제어가능한 전압 제한기(voltage limiter)를 제어하는 것일 수 있다. 당연히, 전압 제한기는 수많은 방식들로 제공될 수 있고, 하나는 션트 조정기(shunt regulator)로서 사용되는 간단한 제너 다이오드(Zener diode)이다. 또한 제어가능한 션트 조정기들이 본 맥락에서 알려져 있고 유용하다.

대체가능한 것으로, 프로세스(24)는 칩(12)의 동작과 그에 의한 임의의 정보 출력을 방해하기 위하여 입력들/출력들(16'/16") 상에 정보를 출력하는 역할을 할 수 있다. 이러한 정보는 칩(12)에 의해 출력되는 정보에 의해 결정될 수 있지만, 이는 소정의 방식으로 변경되며, 또는 프로세스(24)에 의해 출력되는 정보는 스크램블되거나 확률적일 수 있다.

도 3에서, 아주 유사한 설정이 도시되며, 프로세스(24')는 실제 제어기(16)의 외부에 위치한다. 도 3의 프로세스(24')는 도 2의 프로세스(24)와 동일한 방식으로 동작할 수 있다.

도 4에서, 외부 부하(external load)(24")는 전원공급장치(20)로부터 끌어내어 전력 소모를 통해 입력들/출력들(16'/16")에 영향을 준다. 되풀이하면, 실제 제어기(16)의 외부에 있지만 내부에도 역시 있을 수 있는 프로세스(24")는 프로세서(22)에 의해 제어되고, 전원공급장치(20)에 의해 지금 전력이 공급된다. 따라서, 프로세스(24")의 전력 소모는 전원공급장치(20)에 영향을 줄 것이고, 이는 결국 코일(14)로부터 가변 전력량을 끌어냄으로써 칩(12)과 코일(14) 사이의 임의의 신호들을 방해할 것이다.

도 5에서, 도 4의 것과 유사한 것으로서 스크램블 제어기(16)의 아주 간단한 솔루션(solution)이 도시되어 있으며, 여기서는 전원공급장치(20)가 스위치(18)로부터의 출력이 그 리셋(reset) 입력에 연결되는 플립 플롭(22')에 전력을 공급한다. 전원공급장치(20)로부터의 전력이 플립 플롭(22')의 셋(set) 입력으로 뿐만 아니라 플립 플롭(22')의 입력으로 보내지고 내부 전압 제한기(24'")로 보내진다. 따라서, 플립 플롭(22')의 리셋 전에, 전압 제한기(24'")는 플립 플롭(22')을 통해 전원공급장치로부터의 전력을 제한하거나 소모하는 역할을 할 것이다. 일단 리셋되면, 플립 플롭(22')은 전원공급장치(20)로부터 제한기(24'")로의 전력의 흐름을 차단할 것이고, 이 경우에 칩(12)은 정상적으로 역할할 수 있게 될 것이다.

상기 실시예들에 대해 대체가능한 것으로 입력들/출력들(12'/12") 상의 신호에 대한 일반적인 스크램블이 수행되지 않고 훨씬 더 미묘한 정보의 변경이 수행된다. 당연히, 칩(12)에 의해 제공되는 정보는 CRC를 포함하는 신호이고, CRC는 원 신호의 비트들 중 하나 이상이 전송시에 변경되면 오류가 날 것이다. 따라서, 프로세서(16)는 단순히 동작 중에 칩(12)의 출력 신호의 하나 이상의 비트들을 덮어쓰는 역할을 할 수 있다. 유의할 점은 프로세서(16)가 입력들/출력들(12'/12"/16'/16")을 통해 칩에 의한 정보 출력을 수신할 수 있다는 것이다. 이런 방식으로, 도청하는(eavesdropping) 개체는 명확히 무효인 데이터 패킷을 수신할 것이고 어느 비트들이 변경되었는지를 판별할 수 없을 것이어서, 이 경우에 그 정보는 쓸모가 없다.

또 다른 그룹의 바람직한 실시예들에서, 제어기(16)의 동작은 원할 때 칩(12)을 동작할 수 없도록 만드는 것이다. 이렇게 하는 아주 간단한 방법은 프로세서(16)가 코일(14) 및 그에 따라 입력들/출력들(12'/12")로부터 전력을 아주 많이 끌어내도록 동작함으로써 칩(12)이 동작가능하지 않도록 하는 것이다.

칩(12)은 주지의 최저 동작 전압을 가지고, 이들 실시예에서는 제어기(16)가 더 낮은 최저 동작 전압을 가지도록 선택되어져서, 제어기(16)가 동작시 코일(14)로부터 수신된 전압을 아주 낮게 끌어옴으로써 그 전압이 칩(12)의 최저 동작 전압 아래로 떨어진다. 그러면, 칩(12)은 제어기(16)가 동작하는 동안에 동작하지 않을 것이다.

당연히, 원하는 정보를 출력하기 위하여 칩(12)에 의해 요구되는 양의 시간과 관련하여 결정될 수 있는(또는 단순히 그에 의해 제한될 수 있는) 소정의 시간보다 더 짧은 시간 동안, 하지만 바람직하게는 더 길지 않은 시간 동안 상기 전압은 칩(12)의 최저 동작 전압을 초과할 수 있다.

또한, 제어기(16)는 스위치(18)로부터 신호를 수신할 때 동작을 멈출 수 있고, 이는 코일(14)로부터 수신된 전압을 칩(12)의 최저 동작 전압 위에 있게 하며, 이 경우에 칩(12)은 동작하여 그 의도된 기능을 수행할 것이다.

앞서 언급된 바와 같이, 스위치(18)의 동작이 칩(12)을 동작가능하게 하는 것이 더 바람직하다.

이런 유형의 하나의 실시예를 도 6에서 볼 수 있으며, 앞서 언급된 바와 같이 제어기(16)는 전원공급장치(20)와 스위치(18)에 의해 제어가능한 프로세서(25)를 가진다. 또한, 전압 제한기(26)가 제공되며, 이는 동작시 칩(12)에 대해 이용가능한 전력을 칩(12)이 기능하기에는 너무 낮도록 만들기 위하여 전원공급장치(20)로부터 충분한 양의 전력을 끌어낼 것이다. 따라서, 제어기(16), 따라서 프로세서(25) 및 제한기(26)의 최저 동작 전압은 칩(12)의 것보다 낮다. 바람직하게는, 당연히, 칩(12)의 최저 동작 전압의 적어도 10%의 갭(gap)이 허용되므로, 칩(12)이 동작하여 입력들/출력들(12'/12") 상에 존재하는 임의의 신호에 대해 응답하는 것이 허용될 정도로 입력들/출력들(12'/12") 상의 전압이 칩(12)의 최소 동작 전압을 초과하지 않는 것이 보장된다.

위에서 언급된 바와 같이, 제한기(26)의 동작은 전력을 열로 변환하는 저항을 단순히 사용하는 것과 같이 임의의 유형의 전력을 소모하는 동작일 수 있다. 또한, 수의 일정한 덧셈이나 곱셈, 메모리들로/로부터 쓰기/읽기, 클록 주파수의 시프트(shift) 등과 같은 제어기/프로세서/ASIC/메모리의 단순한 동작도 전력을 소모할 것이다.

또 다른 실시예가 도 7에서 도시되어 있으며, 프로세서(25)가 이제 입력들/출력들(16'/16")로부터 직접 전력이 공급되는 제한기(26')(실제 제어기(16)의 외부나 내부에 있는)를 제어한다. 되풀이하면, 제한기(26')의 동작은 임의의 전력을 소모하는 동작일 수 있고, 이 동작은 스위치(18)로부터 신호를 수신하면 프로세서(25)에 의해 종료될 수 있다.

또 다른 대체가능한 예는 칩(12)이 2개의 입력들/출력들(12'/12") 뿐만 아니라 하나 이상의 전력/전압 입력들을 가지는 상황에서 보여진다. 이런 상황에서는, 모든 위의 실시예들이 그 전력 입력들을 통해 칩(12)에 영향을 주는데 이용될 수 있고, 도 2-5의 실시예들이 부가적으로 또는 대체가능한 것으로 입력들/출력들(12'/12") 상에 작용하는 신호/외란(disturbance)을 제공하는데 이용될 수 있다.

다른 추가의 대체가능한 예가 도 8에서 도시되어 있으며, 칩(12)은 입력들/출력들(12'/12") 외에도 칩이 동작할지 말지를 명령하는 신호를 위한 입력(27)을 가진다.

이 칩(12)을 의도된 사람에 의해서만 동작가능하도록 만들기 위하여, 보통 지문에 의해 의도된 사람을 식별할 수 있는 생체정보 감지 소자(biometric sensing element)(28)가 제공되지만, 임의의 생체정보 측정 방법이 사용될 수 있다(홍채 인식, 음성 인식 등).

당연히, 칩(12) 뿐만 아니라 소자(28)도 위의 실시예들에서와 같이 코일에 의해 전력이 공급될 수 있으며, 또는 원한다면 적어도 소자(28)에 대하여 배터리(30)나 다른 전원공급수단이 제공될 수 있다.

생체정보 소자(28)와 칩(12) 사이의 통신 링크(communication link)(29)를 단순히 분리하는 것을 불가능하게 하기 위하여, 이 통신 링크(29)가 암호화(encrypt)된다. 따라서, 생체정보 소자(28)는 감지된 사람에 관한 정보를 암호화된 형태로 칩(12)으로 전달하므로, 통신 링크(29)를 끊어서 개방된(open) 회로나 단락된(shorted) 회로로 대체하는 것은 칩(12)을 동작가능하도록 만들지 않을 것이다.

따라서, 간단한 스위치 대신에, 생체정보로 동작가능한 동작 수단이 사용될 수 있다.

당연히, 원하는 보안 레벨에 따라, 임의의 유형의 암호화가 사용될 수 있고, 임의의 수의 전도체들이 링크(29)에서 제공될 수 있다.

가변 전력 소모가 입력들/출력들(12'/12") 상에 신호를 제공하기도 하고, 칩(12)에 대해 이용가능한 전력을 칩(12)이 동작할 수 없는 정도로 감소시키기도 한다는 점에서 도 1-7의 실시예들의 동작은 다소간 유사하다는 것이 위의 내용으로부터 자명하다. 또한, 동일한 유형의 프로세스들이 가변 또는 일정한 전력 소모를 제공하는데 이용될 수 있으며, 전술된 어떤 것도 이들 기능들이나 동작들 중 단지 하나로만 제한하는 것으로 의도된 것이 아니다. 도 8과 관련하여 서술된 실시예를 다른 도면들과 관련하여 서술된 실시예들 중 임의의 것과 조합하는 것과 같은 조합이 사용될 수도 있다.

당연히, 본 태그는 의류, 식료품, 지폐와 같은 수많은 서로 다른 상황들에서 사용될 수 있고, 특히 관심있는 용도는 RFID나 다른 근거리 무선 통신이 사용자나 계좌 번호를 예컨대 ATM에 식별시키는데 사용되는 신용카드 유형의 요소들에서이다.

Claims (19)

1. RFID 태그(RFID tag)(10)로서,
   - 코일(coil)(14)과;
   - 2개의 입력들(inputs)/출력들(outputs)(12', 12")을 갖는 RFID 칩(RFID chip)(12)과, 여기서 상기 입력들/출력들 각각은 상기 코일에 연결되며;
   - 제 1 모드(mode)와 제 2 모드 중 하나의 모드에서 동작하도록 되어 있는 전기 회로(electrical circuit)(16)와, 여기서
   - 상기 제 1 모드는 상기 입력들/출력들에 실질적으로 어떠한 신호도 출력되지 않는 모드이고,
   - 상기 제 2 모드는 상기 입력들/출력들에 확률적(stochastic)/랜덤(random) 신호가 출력되는 모드이며; 그리고
   - 상기 전기 회로가 상기 제 1 모드와 상기 제 2 모드 중 어느 모드에서 동작할지를 제어하기 위한 제어 수단(18)을 포함하여 구성되고,
   상기 태그는 상기 전기 회로(16)가 상기 입력들/출력들에 연결되는 것에 특징이 있는 RFID 태그.
2. 제1항에 있어서,
   상기 전기 회로는 상기 코일로부터 전력을 수신하고 수신된 전력을 소모함으로써 동작하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 RFID 칩은 상기 2개의 입력들/출력들보다 더 많은 수의 입력들/출력들을 갖지 않는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제어 수단은 상기 전기 회로가 응답하게 되는 신호를 출력하도록 되어 있는 요소인 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제어 수단은 동작될 때 신호를 출력하도록 되어 있는 기계적으로 동작가능한 요소이고, 상기 전기 회로는 상기 신호를 수신하는 경우 상기 제 1 모드로 들어가도록 되어있는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
6. 제1항에 있어서,
   상기 RFID 칩은 상기 코일로부터 전력을 수신하고 수신된 전력을 소모함으로써 동작하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
7. 제1항에 있어서,
   상기 전기 회로는 상기 RFID 칩에 의해 출력되는 임의의 신호에 상기 확률적/랜덤 신호를 부가하기 위해 상기 제 2 모드에서 동작하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
8. 제1항에 있어서,
   상기 RFID 칩은 상기 코일에 의해 감지된 신호를 수신하도록 되어 있고, 상기 전기 회로는 상기 코일에 의해 신호가 감지되는 경우 상기 제 2 모드에서 동작하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
9. 제1항에 기재된 상기 RFID 태그를 동작시키는 방법으로서,
   단계 (1): 상기 코일에 의해 전자기장(electromagnetic field)을 수신/감지하고 신호 및/또는 전력을 상기 칩에 전달(forwarding)하는 것을 포함하고,
   상기 방법은 또한,
   단계 (2): 상기 전기 회로가 상기 제 2 모드에서 동작하고 상기 칩의 상기 입력들/출력들에 확률적/랜덤 신호를 출력하는 것과;
   단계 (3): 상기 제어 수단이 상기 전기 회로에 신호를 전송하여 상기 전기 회로가 상기 제 1 모드로 들어가게 하는 것과; 그리고
   단계 (4): 상기 칩이 상기 코일에 소정의 정보(predetermined information)를 출력하도록 동작하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그를 동작시키는 방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 단계 (2)는, 상기 전기 회로가 상기 코일로부터 전력을 수신하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그를 동작시키는 방법.
11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 단계 (2)는, 상기 전기 회로가 시간 경과에 따라 가변적인 전력량을 소모하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그를 동작시키는 방법.
12. 제9항에 있어서,
    상기 단계 (3)은, 상기 제어 수단을 기계적으로 동작시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그를 동작시키는 방법.
13. 제9항에 있어서,
    상기 단계 (1)은, 상기 RFID 칩이 상기 코일로부터 전력을 수신하고 수신된 전력을 소모함으로써 동작하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그를 동작시키는 방법.
14. 제9항에 있어서,
    상기 단계 (2)는, 상기 RFID 칩이 상기 확률적/랜덤 신호에 부가되는 신호를 출력하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그를 동작시키는 방법.
15. 제9항에 있어서,
    상기 단계 (1) 및 상기 단계 (2)는, 상기 RFID 칩이 수신하는 상기 전달된 신호에 부가되는 상기 확률적/랜덤 신호를 상기 전기 회로가 출력하도록 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 RFID 태그를 동작시키는 방법.
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