WO2008116647A1 - Transponder mit zugriffsschutz und verfahren zum zugriff auf den transponder - Google Patents
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- G06F21/35—User authentication involving the use of external additional devices, e.g. dongles or smart cards communicating wirelessly
Definitions
- the invention relates to a transponder, wherein a memory area is assigned at least one access password.
- the invention further relates to a method for accessing at least one transponder and an RFID system with at least one transponder.
- Transponders are used, for example, in contactless identification systems or so-called Radio Frequency Identification (RFID) systems.
- RFID Radio Frequency Identification
- Such a system usually consists of a base station or a reading device or a reading unit and a plurality of transponders or remote sensors, which are located simultaneously in the response range of the base station.
- the transmission of energy and data between the base station and the transponder is accomplished either by inductive coupling or by electromagnetic wave coupling in a far field.
- the transponders or their transmitting and / or receiving devices usually do not have an active transmitter for the data transmission to the base station.
- Transponders without active transmitters are referred to as passive transponders if they do not have their own energy supplier. tion, and referred to as semi-passive transponder, if they have their own power supply. Passive transponders take the energy needed to supply them to the electromagnetic field emitted by the base station or the energy emitted.
- a data transmission from a transponder to a base station with UHF or microwaves in the far field of the base station usually the so-called backscatter or backscatter coupling is used.
- electromagnetic carrier waves are emitted by the base station, which are modulated and reflected by the transmitting and receiving device of the transponder according to the data to be transmitted to the base station using a modulation method.
- Typical modulation techniques include amplitude modulation, phase modulation, and amplitude shift keying (ASK) -
- Subcarrier modulation in which the frequency or the phase position of the subcarrier is changed.
- the standardization proposal ISO / IEC_CD 18000-6C dated 07.01.2005 describes an access control procedure for transponders (see in particular ISO / IEC_CD 18000-6C Chapter 6.3.2, pages 27 - 60).
- the transponder is first selected from a set of transponders in a selection or arbitration procedure.
- the described selection process is a stochastic process in the form of a slot-based ALOHA process.
- selection methods are described in detail, for example, in the textbook Klaus Finkenzeller, RFID Handbook, 3rd ed., HANSER, 2002 (see in particular Chapter 7.2, Multiple Access Anticollision, pages 203 to 216).
- a base station For access, a base station usually sends a so-called query command ("Query-command")
- the transponder responds to this request with the transmission of a random number.
- the transponder transmits protocol control bits (PC) and an identifier in the form of a so-called electronic product code (EPC) to the reading unit by sending an acknowledgment (“acknowledge”) .
- the protocol control bits contain information relating to a physical layer of the transmission path.
- the identification or the electronic product code EPC depicts a product identified by the transponder The assignment of the EPC to the marked product is standardized so that it is possible to infer the goods from the knowledge of the EPC.
- RFID is used in a variety of different applications. These may be both closed data management systems, i. Systems in which the number and / or type of data is predetermined, as well as open data management systems, i. Systems in which the data is constantly being extended and / or varied act.
- transponder or tag when a transponder or tag is to be used in an open data management system over a lifetime of a product tagged by the transponder, for example, to identify a commodity, it is often desirable to have read access to at least certain ones on the transponder stored information should not be open to all stakeholders. This information includes, for example, a date of manufacture, a current owner, etc. On the other hand, other data should be made available by the transponder to a large number of different reading units or base stations
- Transponders are known in which a user memory area, also referred to as user memory bank, is partitioned into memory subregions and the memory subregions are each assigned a password for an access protection. If different areas are protected by their own passwords, memory areas must be provided for storing the passwords. In order to allow an individual configuration of the transponder, therefore, an appropriate memory area for passwords is provided.
- the invention has for its object to provide a transponder, which provides a powerful and flexible access control to memory partial areas and efficient storage utilization. It is a further object of the invention to provide a method for accessing memory subregions as well as an RFID system comprising such a transponder.
- the object is achieved, in particular, by a transponder having at least one memory area, wherein the memory area is assigned an access password, at least one property bit is assigned to the access area and the length and / or the structure of the access password can be set by the property bit.
- a transponder having at least one memory area, wherein the memory area is assigned an access password, at least one property bit is assigned to the access area and the length and / or the structure of the access password can be set by the property bit.
- the memory area can be partitioned into memory subareas, wherein at least one memory subarea is assigned an access password. Different memory subregions can be assigned a different protection.
- the transponder has means by which a read and / or write access to the memory area and / or a memory subarea is secured by the access password and at least one acknowledgment password with a set property bit.
- the property bit it is possible for the memory area and / or for certain memory subregions, by using a plurality of passwords, to have an effective password length and thus a protection individually increase.
- the protection stored on the transponder data is so individually configurable.
- the access password of the memory area and / or of the memory subarea is secured by a general password when the property bit is set.
- a general password in connection with the invention, a password is designated which applies equally to all memory subareas, for example an access password for a read and / or a write access to the entire, shared memory area of the transponder.
- the read and / or write access to a memory subarea requires both general authorization and individual authorization.
- transponder passwords of several memory subregions are stored in sequences with a definable bit length, preferably a bit length of 16 bits, in a password area of the memory area of the transponder.
- the sequences make it possible to define any password lengths for passwords of individual memory subregions, but in principle a fixed sequence length should be maintained for simplified addressing.
- an access password of a memory subarea is secured by a preceding or a subsequent access password stored in the password area. If a property bit is also set for the preceding or following access password, then another confirmation password is required for access authorization.
- At least one password is secured by an asymmetric encryption method.
- a necessary effort for key management can thus be reduced.
- the transponder has a marking for signaling an encryption type or the like. This makes it possible to use different transponders in a common system. Thus, for example, in the case of a transponder, read access from the outside to all or individual passwords stored in the transponder can in principle be blocked, wherein a check of the passwords in one embodiment is performed by a hash function.
- the object is further achieved by a method for access to at least one memory area protected by an access password and / or memory subarea of a transponder, wherein a property bit assigned to the access password is evaluated.
- the property bit determines the structure and / or length of the password.
- the access method is adaptable to the structure and / or length of the access password accordingly.
- a command is transmitted from a base station to the transponder, which comprises at least one pointer to a memory area of the transponder in which the access password is stored. By transmitting the pointer for access, it is possible to store the password in different, variable memory areas.
- a specific memory bank of a transponder can also be selected by the command. This makes it possible to optimally use the memory area of the transponder.
- an access command is transmitted as a command, wherein at least the access password and a confirmation password are transmitted with the access command. If the confirmation password in turn requires a confirmation password, this password must also be transmitted by the access command.
- the passwords are transmitted encrypted.
- passwords are not transmitted unencrypted. If more than two passwords are transmitted simultaneously, it is conceivable to encrypt the passwords by themselves, for example to link two passwords by an XOR operation. To decrypt the transponder is then assumed that at least one password of the base station is known and pulled this password for extracting and verifying the second password.
- an encryption can be effected by a random number provided by the transponder of the base station or by keys of an asymmetrical encryption method.
- a random number is requested by the command, wherein dfe random number is encrypted with the access password of a memory subarea.
- a common routine for accessing a memory area of a transponder involves a request by a base station for a random number by which passwords subsequently transmitted by the base station to the transponder are encrypted for access.
- the random number is transmitted unencrypted from the transponder to the base station, ie in the reverse channel. Since listening to a reverse channel is much heavier than listening to a forward channel, this transmission is usually not critical. In some applications, however, a monitoring of the reverse channel should be prevented for security reasons.
- the base station By encrypting the random number with the access password, an extraction of the random number by the base station is possible only with knowledge of the access password.
- the confirmation password can be encrypted by the base station with the extracted random number and thus transmitted to the transponder. Access to the memory subarea is thus indirectly protected by the access password and the confirmation password.
- an encryption of the random number on the confirmation password is conceivable.
- At least one property marking is transmitted to the transponder with the command, the property marking indicating an encryption of transmitted passwords, the type of encryption and / or the like.
- the property marking makes it possible in turn to use different transponders in a common system. This may be important, for example, if RFID system transponders of different generations are used together.
- an RFID system comprising at least one base station and at least one transponder having at least one memory area protected by an access password, wherein the access password is assigned a property bit and the length and / or the structure by the property bit of the access password is adjustable.
- energy and / or data can be transmitted from the base station to the transponder by an electromagnetic far field and / or by an inductive coupling.
- a transmission in the near field or in the far field must be selected.
- FIG. 1 a schematic representation of a memory area occupancy of a transponder
- 2 shows a flow diagram of an access method to a protected memory subregion of a transponder
- FIG. 3 shows a flow chart of a second access method to a protected memory subregion of a transponder.
- FIG. 1 shows schematically a memory area 1 of a transponder.
- the memory area 1 is divided into the memory banks 00, 01, 10 and 11 provided in accordance with the standardization proposal ISO / IEC_CD 18000-6C.
- the memory bank 00 is usually referred to as a reserved memory area (reserved memory).
- a so-called kill password is stored for permanent muting or killing of a transponder, as well as general access passwords, such as the access password provided in accordance with the said standardization proposal.
- Memory bank 01 is referred to as EPC memory area.
- EPC electronic product code
- the memory bank 10 is usually a so-called transponder identification memory area (TID memory). In the memory bank 10 information is stored, by which, for example, a transponder is uniquely identified.
- TID memory transponder identification memory area
- the memory bank 11 forms the so-called user memory area (user memory), in which any information to be determined by a user can be stored.
- the memory bank 11 is replaced by a
- the individual memory subregions I,..., N can each be assigned an access password.
- the access passwords are stored in a provided in the memory bank 11 password area. In other embodiments of the invention, the passwords may also be stored in the memory bank 00 and / or in a shadow area.
- the access passwords for the memory subregions I,..., N are assigned property bits according to the invention, wherein the property bits may be set or unset.
- a read and / or write access to an associated memory subarea in addition to a transmission of the access password, also requires a transmission of a confirmation password.
- a confirmation password for example, stored in the memory bank 00
- general access password and / or parts thereof can be used.
- the general access password is a two-part password, with each password part comprising 16 bits.
- a general, higher-level password a so-called default password is stored in the user memory bank 11.
- a method for access control to the memory bank 11 therefore does not need to resort to other memory banks, such as the reserved memory bank 00.
- Individual passwords, which are stored in the password area can be stored sequentially. Each sequence preferably has a length of 16 bits.
- Passwords which are assigned to the individual memory subregions I,... N may have an arbitrary bit length, which is a multiple of 16 bits, for example 32, 48, 64, 96 bits.
- the passwords can be stored encrypted in the password area of the memory bank 11 and / or in the memory bank 00.
- An encryption can be signaled, for example, by appropriate protocol control bits or by additional protocol control bits (XPC).
- FIG. 2 schematically shows a flow chart for an access control to a memory subarea which is identified by an access password. protected against reading.
- a base station For a read access to the memory subregion, a base station first sends a read request to the transponder. If the property bit of the access password is not set, then the access password is queried, whereby a read access to the associated memory subarea is released when the access password is correctly transmitted. On the other hand, if the attribute bit for the access password is set, whereby a set state can be signaled by a "0" or a "1", a confirmation password is first requested. Only after a correct transmission of the confirmation password is the query of the access password carried out in a further step.
- an error counter may be provided, which is incremented at each failed attempt. It can be provided in one embodiment that access to the memory subregion and / or the entire transponder is generally blocked when a predetermined number of failed attempts.
- the method according to FIG. 2 can be used analogously for a write access to a memory subarea protected against writing.
- FIG. 3 shows a flowchart for an alternative access control for a read access to a memory subarea.
- a random number is first requested by the base station.
- an instruction which essentially corresponds to a conventional random number request instruction can be used.
- the command may additionally have a pointer to a memory area on which the password for the desired memory subarea is stored. If no attribute bit for the access password is set, a random number is generated and transmitted to the base station without encryption.
- the base station Encrypts an access password for the memory subarea with the received random number and sends it back to the transponder. After successful verification of the access password, access to the memory subarea is released.
- a random number generated by the transponder is encrypted by the confirmation password and transmitted encrypted to the base station.
- An encrypted transmission is thereby indicated to the base station by a mark bit or the like in a transmission signal.
- the base station knowing the confirmation password, can extract the random number from the received signal and, in a next step, transmit an access password, which has been encrypted by the random number, to the transponder for access to the corresponding memory subarea.
- the method according to FIG. 3 can also be used for a write access. By transferring the pointer, the password can be stored anywhere. This allows an individual configuration of the transponder.
- the ability to secure access passwords to specific memory sub-ranges through a confirmation password or multiple confirmation passwords allows a security level for individual memory sub-ranges to be arbitrarily set without affecting access to other memory sub-ranges.
- a transponder according to the invention can be used, for example, with a sensor system for monitoring safety-relevant systems in a motor vehicle.
- data recorded by the sensors are stored on the transponder and are then available for quality monitoring.
- data with a low security relevance are basically available to every actor, for example during production, in a workshop and / or in a contract-oriented, safety-monitored workshop.
- other data should only be available to a specific group of users, such as the manufacturer. According to the invention, it is possible to configure the access to certain memory subregions individually and thus to adapt the transponder to a specific application.
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Transponder mit mindestens einem Speicherbereich (11), wobei dem Speicherbereich (11) ein Zugriffs-Passwort zugeordnet ist, dem Zugriffs-Passwort wenigstens ein Eigenschaftsbit zugewiesen ist und durch das Eigenschaftsbit die Länge und/oder die Struktur des Zugriffs-Passworts einstellbar ist. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren für einen Zugriff auf mindestens einen, durch ein Zugriffs-Passwort geschützten Speicherteilbereich (I, II,...N) des Transponders und ein RFID-System umfassend einen Transponder.
Description
Transponder mit Zuqriffsschutz und Verfahren zum Zugriff auf den
Transponder
Die Erfindung betrifft einen Transponder, wobei einem Speicherbereich mindestens ein Zugriffs-Passwort zugeordnet ist. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren für einen Zugriff auf wenigstens einen Transponder und ein RFID-System mit mindestens einem Transponder.
Transponder finden beispielsweise bei kontaktlosen Identifikationssystemen oder so genannten Radio-Frequency-Identification (RFID)- Systemen Verwendung. Ein derartiges System besteht in der Regel aus einer Basisstation bzw. einem Lesegerät oder einer Leseeinheit und einer Vielzahl von Transpondern oder Remote-Sensoren, die sich gleichzeitig im Ansprechbereich der Basisstation befinden. Die Übertragung von Energie und Daten zwischen der Basisstation und dem Transponder erfolgt entweder durch eine induktive Kopplung oder durch eine Kopplung mit Hilfe elektromagnetischer Wellen in einem Fernfeld. Die Transponder bzw. deren Sende- und/oder Empfangseinrichtungen verfügen üblicherweise nicht über einen aktiven Sender für die Datenübertragung zur Basisstation. Transponder ohne aktive Sender werden als passive Transponder bezeichnet, wenn sie keine eigene Energieversor-
gung aufweisen, und als semipassive Transponder bezeichnet, wenn sie eine eigene Energieversorgung aufweisen. Passive Transponder entnehmen die zu ihrer Versorgung benötigte Energie dem von der Basisstation emittierten elektromagnetischen Feld oder der emittierten Energie.
Für eine Datenübertragung von einem Transponder zu einer Basisstation mit UHF oder Mikrowellen im Fernfeld der Basisstation wird in der Regel die so genannte Backscatter- oder Rückstreukopplung eingesetzt. Hierzu werden von der Basisstation elektromagnetische Trägerwellen emittiert, die durch die Sende- und Empfangseinrichtung des Transpon- ders entsprechend den an die Basisstation zu übertragenden Daten mit einem Modulationsverfahren moduliert und reflektiert werden. Die typischen Modulationsverfahren hierfür sind die Amplitudenmodulation, die Phasenmodulation und die Amplitude-Shift-Keying(ASK)-
Unterträgermodulation, bei der die Frequenz oder die Phasenlage des Unterträgers geändert wird.
In dem Normungsvorschlag ISO/IEC_CD 18000-6C vom 07.01.2005 ist ein Zugriffssteuerungsverfahren für Transponder beschrieben (siehe insbesondere ISO/IEC_CD 18000-6C Kapitel 6.3.2, Seiten 27 - 60). Der Transponder wird hierbei zunächst in einem Auswahl- bzw. Arbitrie- rungsverfahren aus einer Menge von Transpondern ausgewählt. Bei dem beschriebenen Auswahlverfahren handelt es sich um ein stochasti- sches Verfahren in Form eines slotbasierten ALOHA-Verfahrens. Derartige Auswahlverfahren sind ausführlich beispielsweise in dem Lehrbuch Klaus Finkenzeller, RFID-Handbuch, 3. Aufl., HANSER, 2002, beschrieben (siehe insbesondere Kapitel 7.2, Vielfachzugriffsverfahren- Antikollision, Seiten 203 bis 216).
Für einen Zugriff sendet üblicherweise eine Basisstation einen so genannten Anfrage-Befehl („Query-command"). Der Transponder antwortet
auf diese Anfrage mit der Übermittlung einer Zufallszahl. Durch Senden einer Bestätigung („Acknowledge") wird der Transponder vereinzelt. Der vereinzelte Transponder überträgt Protokollsteuerbits (PC) und eine Kennung in Form eines so genannten elektronischen Produktcodes (EPC) an die Leseeinheit. Die Protokollsteuerbits beinhalten Informationen bezüglich einer physikalischen Schicht der Übertragungsstrecke. Die Kennung bzw. der elektronische Produktcode EPC bildet unter anderem eine durch den Transponder gekennzeichnete Ware ab. Die Zuordnung des EPC zu der gekennzeichneten Ware ist standardisiert, so dass aus der Kenntnis des EPC auf die Ware geschlossen werden kann.
Üblicherweise ist nach der Übertragung der PC und des EPC durch den Transponder ein Lese- und/oder ein Schreibzugriff auf Speicherbereiche des Transponders durch die Basisstation möglich, es sei denn, dass bestimmte Bereiche für einen Schreibzugriff verriegelt oder gelockt sind. Eine Festlegung eines Schreibschutzes erfolgt beispielsweise über so genannte Lockbits. Dabei wird durch die Lockbits in herkömmlichen Transpondern ein Schreibschutz für den gesamten Speicherbereich festgelegt.
RFID wird in einer Vielzahl an unterschiedlichen Anwendungen eingesetzt. Dabei kann es sich sowohl um geschlossene Datenmanagementsysteme, d.h. Systeme, in welchen die Anzahl und/oder die Art der Daten im Vorfeld festliegen, als auch um offene Datenmanagementsysteme, d.h. Systeme, in welchen die Daten ständig erweitert und/oder variiert werden, handeln.
Insbesondere wenn ein Transponder oder Tag in einem offenen Datenmanagementsystem über eine Lebensdauer eines durch den Transponder gekennzeichneten Produkts eingesetzt werden soll, beispielsweise zur Kennzeichnung einer Ware, ist es oftmals wünschenswert, dass auch ein Lesezugriff auf wenigstens bestimmte, auf dem Transponder
gespeicherte Informationen nicht allen Beteiligten offen stehen soll. Zu diesen Informationen zählen beispielsweise ein Herstelldatum, ein aktueller Eigentümer etc. Andere Daten sollen dagegen durch den Transponder einer Vielzahl an verschiedenen Leseeinheiten oder Basisstationen zur Verfügung gestellt werden
Auch bei einem Abspeichern von personenbezogenen Daten, beispielsweise bei einer Verwendung eines Transponders in so genannten Chipkarten, ist es wünschenswert, den Zugriff auf diese Daten zu reglementieren, um beispielsweise beim Betreten eines Kaufhauses nicht durch Auslesen des Speicherinhaltes automatisch feststellen zu können, ob der betreffende Kunde noch Geld auf der Chipkarte hat oder nicht.
Weiter ist es denkbar, dass ein potentieller Angreifer versucht, Daten aus einem Transponder auszulesen, um so den Transponder zu duplizieren, beispielsweise um gefälschte Waren in Umlauf zu bringen oder um Sabotage zu verüben. Auch aus diesem Grund ist es vielfach wünschenswert, dass neben den auf dem Transponder gespeicherten Passwörtern auch andere Daten nicht für alle Personen frei zugänglich sind.
Es sind Transponder bekannt, bei welchen ein Benutzer- Speicherbereich, auch als User-memory-bank bezeichnet, in Speicherteilbereiche partitioniert ist und den Speicherteilbereichen jeweils ein Passwort für einen Zugriffsschutz zugeordnet ist. Werden verschiedene Bereiche durch eigene Passwörter geschützt, so sind Speicherbereiche zum Speichern der Passwörter vorzusehen. Um eine individuelle Konfiguration des Transponders zu ermöglichen, ist daher ein entsprechender Speicherbereich für Passwörter vorzusehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Transponder zu schaffen, der eine leistungsfähige und flexible Zugriffssteuerung auf Speicher-
teilbereiche und eine effiziente Speicherausnutzung ermöglicht. Der Erfindung liegt weiter die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Zugriff auf Speicherteilbereiche sowie ein RFID-System umfassend einen derartigen Transponder zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Ansprüche 1 , 9 und 15 gelöst. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Aufgabe wird insbesondere durch einen Transponder mit mindestens einem Speicherbereich gelöst, wobei dem Speicherbereich ein Zugriffs-Passwort zugeordnet ist, dem Zugriffs-Passwort wenigstens ein Eigenschaftsbit zugewiesen ist und durch das Eigenschaftsbit die Länge und/oder die Struktur des Zugriffs-Passworts einstellbar ist. Dadurch ist durch nur ein weiteres Bit, das sogenannte Eigenschaftsbit, eine individuelle Anpassung eines Zugriffs-Passworts möglich.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Speicherbereich in Speicherteilbereiche partitionierbar, wobei mindestens einem Speicherteilbereich ein Zugriffs-Passwort zugeordnet ist. Unterschiedlichen Speicherteilbereichen kann dabei ein unterschiedlicher Schutz zugewiesen werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Transponder Mittel auf, durch die bei einem gesetzten Eigenschaftsbit ein Lese- und/oder Schreibzugriff auf den Speicherbereich und/oder einen Speicherteilbereich durch das Zugriffs-Passwort und mindestens ein Bestäti- gungs-Passwort abgesichert ist. Dadurch ist es durch nur ein weiteres Bit, das Eigenschaftsbit, möglich, für den Speicherbereich und/oder für bestimmte Speicherteilbereiche durch Verwendung mehrerer Passwörter eine effektive Passwortlänge und damit einen Schutz individuell zu
erhöhen. Der Schutz auf dem Transponder abgespeicherter Daten ist so individuell konfigurierbar.
In einer Ausgestaltung des Transponders ist bei gesetztem Eigenschaftsbit das Zugriffs-Passwort des Speicherbereichs und/oder des Speicherteilbereichs durch ein allgemeines Passwort gesichert. Als allgemeines Passwort wird im Zusammenhang mit der Erfindung ein Passwort bezeichnet, welches für alle Speicherteilbereiche gleichermaßen gilt, beispielsweise ein Zugangs-Passwort für einen Lese- und/oder einen Schreibzugriff auf den gesamten, freigegebenen Speicherbereich des Transponders. Mit anderen Worten verlangt beispielsweise in einer Ausgestaltung der Lese- und/oder Schreibzugriff auf einen Speicherteilbereich sowohl eine allgemeine, als auch eine individuelle Berechtigung.
In einer weiteren Ausgestaltung des Transponders sind Passwörter mehrerer Speicherteilbereiche in Sequenzen mit einer festlegbaren Bit- Länge, vorzugsweise einer Bit-Länge von 16 Bit, in einem Passwortbereich des Speicherbereichs des Transponders abgelegt. Durch die Sequenzen ist es möglich, beliebige Passwortlängen für Passwörter einzelner Speicherteilbereiche festzulegen, wobei jedoch grundsätzlich eine festgelegte Sequenzlänge zum vereinfachten Adressieren beibehalten werden sollte.
In einer weiteren Ausgestaltung des Transponders ist bei gesetztem Eigenschaftsbit ein Zugriffs-Passwort eines Speicherteilbereichs durch ein vorangehendes oder ein nachfolgendes, im Passwortbereich abgelegtes Zugriffs-Passwort gesichert. Ist für das vorangehende oder nachfolgende Zugriffs-Passwort ebenfalls ein Eigenschaftsbit gesetzt, so ist ein weiteres Bestätigungs-Passwort für eine Zugriffsberechtigung nötig. Dadurch ist es möglich, einzelnen Speicherteilbereichen einen abgestuften Schutz zu zuweisen. Beispielsweise können alle Personen einer Gruppe über ein allgemeines Zugangs-Passwort für einen Lese- und/oder
Schreibzugriff auf den Transponder verfügen. Dieses ermöglicht jedoch nicht den Zugriff auf bestimmte Speicherteilbereiche des Transponders, mit sicherheitsrelevanten oder datenschutzbedürftigen Daten. Ein Zugriff auf diese Daten erfordert ein weiteres Zugriffs-Passwort, welches nur einer Untergruppe zur Verfügung gestellt wird. Innerhalb dieser Daten sind wiederum Daten auszumachen, welche einen erhöhten Schutz benötigen. Der Zugriff auf diese Daten verlangt daher im Beispiel ein drittes Zugriffs-Passwort, welches beispielsweise nur noch einem Vorgesetzten, einem Kopf oder einem Chef der Gruppe bekannt gemacht wird.
In einer weiteren Ausgestaltung des Transponders ist mindestens ein Passwort durch ein asymmetrisches Verschlüsselungsverfahren gesichert. Insbesondere bei offenen Systemen kann so ein notwendiger Aufwand für eine Schlüsselverwaltung reduziert werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Transponder eine Markierung zur Signalisierung einer Verschlüsselungsart oder dergleichen auf. Dadurch ist es möglich, verschiedene Transponder in einem gemeinsamen System einzusetzen. So kann beispielsweise bei einem Transponder ein Lesezugriff von außen auf alle oder einzelne im Transponder abgelegte Passwörter grundsätzlich gesperrt sein, wobei eine Überprüfung der Passwörter in einer Ausgestaltung durch eine Hash-Funktion erfolgt.
Die Aufgabe wird weiter gelöst durch ein Verfahren für einen Zugriff auf mindestens einen, durch ein Zugriffs-Passwort geschützten Speicherbereich und/oder Speicherteilbereich eines Transponders, wobei ein dem Zugriffs-Passwort zugewiesenes Eigenschaftsbit ausgewertet wird. Das Eigenschaftsbit bestimmt die Struktur und/oder Länge des Passworts. Durch Auswerten des Eigenschaftsbits während eines Zugriffsverfahrens ist das Zugriffsverfahren entsprechend an die Struktur und/oder Länge des Zugriffs-Passworts anpassbar.
In einer Weiterbildung des Verfahrens wird ein Kommando von einer Basisstation an den Transponder übertragen, welches mindestens einen Zeiger auf einen Speicherbereich des Transponders umfasst, in welchem das Zugriffs-Passwort abgelegt ist. Durch Übertragung des Zeigers für einen Zugriff ist es möglich, das Passwort in unterschiedlichen, variierbaren Speicherbereichen abzulegen. Dabei kann in einer Ausgestaltung auch eine bestimmte Speicherbank eines Transponders durch das Kommando ausgewählt werden. Dies ermöglicht es, den Speicherbereich des Transponders optimal zu nutzen.
In einer Weiterbildung des Verfahrens wird als Kommando ein Zugangsbefehl übertragen, wobei mit dem Zugangsbefehl mindestens das Zugriffs-Passwort und ein Bestätigungs-Passwort übertragen werden. Verlangt das Bestätigungs-Passwort seinerseits wieder ein Bestätigungs-Passwort, so ist dieses ebenfalls durch den Zugangsbefehl zu übertragen.
In noch einer Weiterbildung des Verfahrens werden die Passwörter verschlüsselt übertragen. Grundsätzlich sollen zum Verhindern eines unbefugten Abhörens von Passwörtern im Vorwärtskanal, d.h. von der Basisstation an den Transponder, Passwörter nicht unverschlüsselt übertragen werden. Werden mehr als zwei Passwörter gleichzeitig übertragen, so ist es denkbar, die Passwörter durch sich selbst zu verschlüsseln, beispielsweise zwei Passwörter durch eine XOR-Operation zu verknüpfen. Zum Entschlüsseln wird dann beim Transponder angenommen, dass zumindest ein Passwort der Basisstation bekannt ist und dieses Passwort zum Extrahieren und Verifizieren des zweiten Passworts heran gezogen. Alternativ oder zusätzlich kann einer Verschlüsselung durch eine vom Transponder der Basisstation zur Verfügung gestellte Zufallszahl oder durch Schlüssel eines asymmetrischen Verschlüsselungsverfahrens erfolgen.
In noch einer Weiterbildung des Verfahrens wird durch das Kommando eine Zufallszahl angefordert, wobei dfe Zufallszahl mit dem Zugriffs- Passwort eines Speicherteilbereichs verschlüsselt wird. Eine übliche Routine für einen Zugriff auf einen Speicherbereich eines Transponders umfasst eine Anforderung einer Zufallszahl durch eine Basisstation, durch welche nachfolgend von der Basisstation an den Transponder für den Zugriff übertragene Passwörter verschlüsselt werden. Herkömii- cherweise wird die Zufallszahl von dem Transponder an die Basisstation, d.h. im Rückwärtskanal, unverschlüsselt übertragen. Da ein Abhören eines Rückwärtskanals ungleich schwerer ist als ein Abhören eines Vorwärtskanals, ist diese Übertragung in der Regel unkritisch. In einigen Anwendungen soll jedoch aus Sicherheitsgründen auch ein Abhören des Rückwärtskanals verhindert werden. Durch Verschlüsselung der Zufallszahl mit dem Zugriffs-Passwort ist eine Extraktion der Zufallszahl durch die Basisstation nur unter Kenntnis des Zugriffs-Passworts möglich. In einem nachfolgenden Schritt kann beispielsweise das Bestätigungs- Passwort durch die Basisstation mit der extrahierten Zufallszahl verschlüsselt und so an den Transponder übertragen werden. Der Zugriff auf den Speicherteilbereich ist somit indirekt durch das Zugriffs- Passwort und das Bestätigungs-Passwort geschützt. Selbstverständlich ist auch eine Verschlüsselung der Zufallszahl über das Bestätigungs- Passwort denkbar.
In noch einer Weiterbildung des Verfahrens wird mit dem Kommando mindestens eine Eigenschaften-Markierung an den Transponder übertragen, wobei die Eigenschaften-Markierung eine Verschlüsselung übertragener Passwörter, die Art einer Verschlüsselung und/oder dergleichen anzeigt. Durch die Eigenschaften-Markierung wird es wiederum möglich, unterschiedliche Transponder in einem gemeinsamen System einzusetzen. Dies kann beispielsweise von Bedeutung sein, wenn in ei-
nem RFID-System Transponder unterschiedlicher Generationen miteinander eingesetzt werden.
Weiter wird die Aufgabe gelöst durch ein RFID-System umfassend mindestens eine Basisstation und mindestens einen Transponder mit mindestens einem, durch ein Zugriffs-Passwort geschützten Speicherbereich, wobei dem Zugriffs-Passwort ein Eigenschaftsbit zugewiesen ist und durch das Eigenschaftsbit die Länge und/oder die Struktur des Zugriffs-Passworts einstellbar ist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind Energie und/oder Daten von der Basisstation an den Transponder durch ein elektromagnetisches Fernfeld und/oder durch eine induktive Kopplung übertragbar. Je nach Entfernung zwischen Basisstation und Transponder ist eine Übertragung im Nahfeld oder im Fernfeld zu wählen.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Zeichnungen schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehende Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich Verfahrensschritte, konstruktive Einzelheiten und räumliche Anordnungen, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein. Als Teil eines Ausführungsbeispiels beschriebene oder dargestellte Merkmale können ebenso in einem anderen Ausführungsbeispiel verwendet werden, um eine weitere Ausführungsform der Erfindung zu erhalten.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 : eine schematische Darstellung einer Speicherbereichbelegung eines Transponders;
Fig. 2: ein Ablaufdiagramm eines Zugriffsverfahrens auf einen geschützten Speicherteilbereich eines Transponders und
Fig. 3: ein Ablaufdiagramm eines zweiten Zugriffsverfahrens auf einen geschützten Speicherteilbereich eines Transponders.
Figur 1 zeigt schematisch einen Speicherbereich 1 eines Transponders. Der Speicherbereich 1 ist dabei in die gemäß dem Normungsvorschlag ISO/IEC_CD 18000-6C vorgesehenen Speicherbänke 00, 01 , 10 und 11 aufgeteilt. Die Speicherbank 00 wird üblicherweise als reservierter Speicherbereich (reserved memory) bezeichnet. In der Speicherbank 00 sind ein so genanntes Kill-Passwort, zum dauerhaften Stummschalten oder töten eines Transponders, sowie allgemeine Zugangs-Passwörter, wie das gemäß dem genannten Normungsvorschlag vorgesehenen Access- Passwort abgelegt.
Die Speicherbank 01 wird als EPC-Speicherbereich bezeichnet. In der Speicherbank 01 sind üblicherweise Protokollsteuerbits und ein elektronischer Produktcode (EPC) abgespeichert.
Die Speicherbank 10 ist üblicherweise ein so genannter Transponderi- dentifikations-Speicherbereich (TID memory). In der Speicherbank 10 sind Informationen abgespeichert, durch welche beispielsweise ein Transponder eindeutig identifizierbar ist.
Die Speicherbank 11 bildet den so genannten Benutzerspeicherbereich (user memory), in welchem beliebige, von einem Nutzer zu bestimmende Informationen ablegbar sind. Die Speicherbank 11 ist durch einen
Nutzer in Speicherteilbereiche I, Il N und einen Passwort-Bereich individuell partitionierbar. In anderen Ausgestaltungen erfolgt eine Parti- tionierung durch einen Hersteller. Den einzelnen Speicherteilbereichen I, ..., N kann dabei jeweils ein Zugriffs-Passwort zugeordnet werden. In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Zugriffs-Passwörter in einem in der Speicherbank 11 vorgesehenen Passwort-Bereich abgelegt. In anderen Ausgestaltungen der Erfindung können die Passwörter auch in der Speicherbank 00 und/oder in einem Shadow-Bereich abgelegt sein. Den Zugriffs-Passwörtern für die Speicherteilbereiche I, ..., N sind erfindungsgemäß Eigenschaftsbits zugewiesen, wobei die Eigenschaftsbits gesetzt oder ungesetzt sein können. Bei einem gesetzten Eigenschaftsbit erfordert ein Lese- und/oder Schreibzugriff auf einen zugehörigen Speicherteilbereich neben einer Übertragung des Zugriffs- Passworts auch eine Übertragung eines Bestätigungs-Passworts. Als Bestätigungs-Passwort ist beispielsweise das in der Speicherbank 00 abgelegte, allgemeine Zugangs-Passwort und/oder Teile davon einsetzbar. Üblicherweise ist das allgemeine Zugangspasswort ein zweiteiliges Passwort, wobei jeder Passwortteil 16 Bit umfasst. In anderen Ausgestaltungen wird ein allgemeines, übergeordnetes Passwort, ein so genanntes Default-Passwort in der Benutzerspeicherbank 11 abgelegt. Ein Verfahren für eine Zugriffssteuerung auf die Speicherbank 11 muss daher nicht auf andere Speicherbänke, wie beispielsweise die reservierte Speicherbank 00, zurückgreifen. Einzelne Passwörter, welche in dem Passwort-Bereich abgelegt sind, können sequentiell abgelegt sein. Jede Sequenz hat vorzugsweise eine Länge von 16 Bit. Passwörter, welche den einzelnen Speicherteilbereichen I, ... N zugeordnet sind, können dabei eine beliebige Bit-Länge, welche ein Vielfaches von 16- Bit ist, aufweisen, beispielsweise 32, 48, 64, 96Bits.
Die Passwörter können in dem Passwort-Bereich der Speicherbank 11 und/oder in der Speicherbank 00 verschlüsselt abgelegt sein. Eine Verschlüsselung ist beispielsweise durch entsprechende Protokollsteuerbits oder durch zusätzliche Protokollsteuerbits (XPC) signalisierbar.
Figur 2 zeigt schematisch ein Ablaufdiagramm für eine Zugriffssteuerung auf einen Speicherteilbereich, welcher durch ein Zugriffs-Passwort ge-
gen Lesen geschützt ist. Für einen Lesezugriff auf den Speicherteilbereich sendet eine Basisstation zunächst eine Lese-Anfrage an den Transponder. Ist das Eigenschaftsbit des Zugriffs-Passworts nicht gesetzt, so folgt eine Abfrage des Zugriffs-Passworts, wobei bei einer korrekten Übermittlung des Zugriffs-Passworts ein Lese-Zugriff auf den zugehörigen Speicherteilbereich freigegeben wird. Ist das Eigenschaftsbit für das Zugriffs-Passwort dagegen gesetzt, wobei ein gesetzter Zustand durch eine „0" oder ein „1" signalisiert sein kann, so erfolgt zunächst eine Abfrage eines Bestätigungs-Passworts. Erst nach einer korrekten Übermittlung des Bestätigungs-Passworts erfolgt in einem weiteren Schritt die Abfrage des Zugriffs-Passworts.
Eine Übermittlung von fehlerhaften Passwörtern führt zu einer Zurückweisung. In einer Ausgestaltung kann ein Fehler-Zähler vorgesehen sein, welcher bei jedem Fehlversuch erhöht wird. Dabei kann in einer Ausgestaltung vorgesehen sein, dass bei Erreichen einer festgelegten Anzahl an Fehlversuchen ein Zugriff auf den Speicherteilbereich und/oder den gesamten Transponder allgemein gesperrt wird. Selbstverständlich ist das Verfahren gemäß Figur 2 analog für einen Schreib- Zugriff auf einen gegen Schreiben geschützten Speicherteilbereich einsetzbar.
Figur 3 zeigt ein Ablaufdiagramm für eine alternative Zugriffssteuerung für einen Lese-Zugriff auf einen Speicherteilbereich. Dabei wird in einem ersten Schritt zunächst eine Zufallszahl durch die Basisstation angefordert. Hierfür kann ein Befehl verwendet werden, welcher einem herkömmlichen Zufallszahlen-Anforderungsbefehl im Wesentlichen entspricht. Der Befehl kann zusätzlich einen Zeiger auf einen Speicherbereich aufweisen, an welchem das Passwort für den gewünschten Speicherteilbereich abgelegt ist. Ist kein Eigenschaftsbit für das Zugriffs- Passwort gesetzt, so erfolgt eine Erzeugung und Übermittlung einer Zufallszahl an die Basisstation ohne Verschlüsselung. Die Basisstation
verschlüsselt mit der empfangenen Zufallszahl ein Zugriffs-Passwort für den Speicherteilbereich und sendet dieses wieder an den Transponder. Nach erfolgreicher Verifikation des Zugriffs-Passworts wird ein Zugriff auf den Speicherteilbereich freigegeben. Ist dagegen das Eigenschaftsbit des Zugriffs-Passworts gesetzt, so wird eine durch den Transponder generierte Zufallszahl durch das Bestätigungs-Passwort verschlüsselt und verschlüsselt an die Basisstation übertragen. Eine verschlüsselte Übertragung wird der Basisstation dabei durch ein Markierungsbit oder dergleichen in einem Übertragungssignal angezeigt. Die Basisstation kann unter Kenntnis des Bestätigungs-Passworts die Zufallszahl aus dem empfangenen Signal extrahieren und in einem nächsten Schritt ein Zugriffs-Passwort, welches durch die Zufallszahl verschlüsselt wurde, an den Transponder für einen Zugriff auf den entsprechenden Speicherteilbereich übertragen. Ebenso ist das Verfahren gemäß Fig. 3 auch für einen Schreibzugriff einsetzbar. Durch Übertragung des Zeigers kann das Passwort an einer beliebigen Stelle abgelegt sein. Dies ermöglicht eine individuelle Konfiguration des Transponders.
Durch die Möglichkeit, Zugriffs-Passwörter auf bestimmte Speicherteilbereiche durch ein Bestätigungs-Passwort oder mehrere Bestätigungs- Passwörter zu sichern, kann eine Sicherheitsstufe für einzelne Speicherteilbereiche beliebig festgelegt werden, ohne hierfür einen Zugriff auf andere Speicherteilbereiche zu beeinträchtigen. Zudem ist es möglich, die Sicherheit zu erhöhen, ohne die Anzahl insgesamt vorgesehener Passwörter und somit einen Speicherplatzbedarf zu erhöhen.
In einer Anwendung ist ein erfindungsgemäßer Transponder beispielsweise mit einer Sensorik zur Überwachung sicherheitsrelevanter Systeme in einem Kraftfahrzeug einsetzbar. Dabei werden durch die Sensorik erfasste Daten auf dem Transponder abgelegt und stehen anschließend für eine Qualitätsüberwachung zur Verfügung. Dabei ist es denkbar, dass nicht alle Daten in gleichen Maßen durch alle Akteure auslesbar
sein sollen. Beispielsweise ist es denkbar, dass Daten mit geringer Sicherheitsrelevanz grundsätzlich jedem Akteur zur Verfügung stehen, beispielsweise bei der Herstellung, in einer Werkstatt und/oder in einer vertragsgebundenen, sicherheitsüberwachten Werkstatt. Andere Daten sollen dagegen nur einem bestimmten Nutzerkreis, beispielsweise dem Hersteller, zur Verfügung stehen. Erfindungsgemäß ist es möglich, den Zugriff auf bestimmte Speicherteilbereiche individuell zu konfigurieren und so den Transponder an eine bestimmte Anwendung anzupassen.
Claims
1. Transponder mit mindestens einem Speicherbereich (11 ), wobei dem Speicherbereich (11 ) ein Zugriffs-Passwort zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass dem Zugriffs-Passwort wenigstens ein Eigenschaftsbit zugewiesen ist, wobei durch das Eigenschaftsbit die Länge und/oder die Struktur des Zugriffs-Passworts einstellbar ist.
2. Transponder nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherbereich (11 ) in Speicherteilbereiche (I, II, ...N) partitio- nierbar ist, wobei mindestens einem Speicherteilbereich (I, II, ...N) ein Zugriffs-Passwort zugeordnet ist.
3. Transponder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, . dass der Transponder Mittel aufweist, durch die bei einem gesetzten Eigenschaftsbit ein Lese- und/oder Schreibzugriff auf den Speicherbereich und/oder einen Speicherteilbereich (I, II, ...N) durch das Zugriffs-Passwort und mindestens ein Bestätigungs- Passwort abgesichert ist.
4. Transponder nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei gesetztem Eigenschaftsbit das Zugriffs-Passwort des Speicherbereichs (11 ) und/oder des Speicherteilbereichs (I, II, ...N) durch ein allgemeines Passwort und/oder Teile davon gesichert ist.
5. Transponder nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Passwörter mehrerer Speicherteilbereiche (I, II, ...N) in Sequenzen mit einer festlegbaren Bit-Länge, vorzugsweise einer Bit-Länge von 16 Bit, in einem Passwortbereich des Speicherbereichs (11 ) des Transponders abgelegt sind.
6. Transponder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei gesetztem Eigenschaftsbit das Zugriffs-Passwort des Speicherteilbereichs (I, II, ...N) durch ein vorangehendes oder ein nachfolgendes, im Passwortbereich abgelegtes Zugriffs-Passwort eines weiteren Speicherteilbereichs (I, Il N) gesichert ist.
7. Transponder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Zugriffs-Passwörter durch ein asymmetrisches Verschlüsselungsverfahren gesichert ist.
8. Transponder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder eine Markierung zur Signalisierung einer verwendeten Verschlüsselungsart oder dergleichen aufweist.
9. Verfahren für einen Zugriff auf mindestens einen, durch ein Zugriffs-Passwort geschützten Speicherbereich (11 ) und/oder Speicherteilbereich (I, II, ...N) eines Transponders nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Eigenschaftsbit des Zugriffs-Passworts ausgewertet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kommando von einer Basisstation an den Transponder übertragen wird, welches mindestens einen Zeiger auf einen Speicherbereich des Transponders umfasst, in welchem das Zugriffs- Passwort abgelegt ist.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Kommando ein Zugangsbefehl übertragen wird, wobei mit dem Zugangsbefehl mindestens das Zugriffs-Passwort und ein Bestäti- gungs-Passwort übertragen werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Passwörter zumindest von der Basisstation an den Transponder verschlüsselt übertragen werden.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Kommando eine Zufallszahl angefordert wird, wobei die Zufallszahl mit dem Zugriffs-Passwort des Speicherbereichs und/oder eines Speicherteilbereichs (I, II, ...N) verschlüsselt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Kommando mindestens eine Eigenschaften-Markierung an den Transponder übertragen wird, wobei die Eigenschaften-Markierung eine Verschlüsselung übertragener Passwörter, die Art einer Verschlüsselung oder dergleichen anzeigt.
15. RFID-System umfassend mindestens einen Transponder nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und eine Basisstation.
16. RFID-System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass Energie und/oder Daten von der Basisstation an den Transponder durch ein elektromagnetisches Fernfeld und/oder durch eine induktive Kopplung übertragbar sind.
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