2月20日，麻省理工學(xué)院的研究人員們在國際固態(tài)電路年度會議（ISSCC）上，發(fā)表論文描述了一款新型加密防偽標(biāo)簽。這款標(biāo)簽的尺寸是毫米級的，并且運(yùn)行在光伏二極管供電的相對低功耗的水平上。同時，它也采用了一種無功耗的“反向散射”技術(shù)，長距離傳輸數(shù)據(jù)。算法優(yōu)化技術(shù)也使得芯片能運(yùn)行普通的加密方案，保證能耗極低的安全通信。
一直以來，RFID 標(biāo)簽也沒有嚴(yán)格的安全措施。一些采用加密機(jī)制構(gòu)建的標(biāo)簽，以防止克隆并抵御黑客，但是它們尺寸太大，耗電太多。縮小標(biāo)簽的尺寸，意味著放棄封裝天線（天線實現(xiàn)了射頻通信）以及運(yùn)行強(qiáng)大加密技術(shù)的能力，不適合微型物體的管理。
一開始麻省理工的這項研究要創(chuàng)造一款RFID標(biāo)簽。團(tuán)隊想要去掉使標(biāo)簽變笨重以及增加制造成本的包裝。同時希望在微波與紅外線之間的高太赫茲頻率（約100GHz到10THz）進(jìn)行通信，這樣就能實現(xiàn)天線陣列的芯片集成，以及讀寫器距離更遠(yuǎn)的無線通信。最終，他們想要加密協(xié)議，而且RFID電子標(biāo)簽需要能夠被任何讀寫器掃描，并隨意地傳輸數(shù)據(jù)。
但是，所有這些功能通常需要構(gòu)造一個相當(dāng)大的芯片。因此，研究人員提出了“一種相當(dāng)大的系統(tǒng)集成”。這種集成使得所有東西都放在了一片（不是分層的）硅芯片上，其面積僅約有1.6平方毫米。如下圖所示，盡管只有一粒芝麻種子那么大，這個標(biāo)簽（右側(cè)放大）可以在與大得多的RFID標(biāo)簽（左）媲美的讀寫器距離上進(jìn)行無線通信，并運(yùn)行加密算法幫助保證供應(yīng)鏈中幾乎所有產(chǎn)品的安全。
（圖片來源：麻省理工學(xué)院）
值得一提的是其中的小型天線陣列，它通過標(biāo)簽與讀寫器之間的反向散射，向前后傳輸數(shù)據(jù)。在RFID技術(shù)中，反向散射被普遍使用。當(dāng)標(biāo)簽將輸入信號與傳輸數(shù)據(jù)相對應(yīng)進(jìn)行輕微調(diào)制，反射回讀寫器時，反向散射就發(fā)生了。天線采用一些信號拆分與混合技術(shù)，在太赫茲范圍內(nèi)反向散射這些信號。這些信號首先與讀寫器連接，然后發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。天線陣列中實現(xiàn)了一種“波束轉(zhuǎn)向（beam steering）”功能，天線將信號聚焦至讀寫器，使之更加高效，增加信號的強(qiáng)度和范圍，減少干擾。
天線中的微洞使來自讀寫器的光線通過下方的光電二極管，光電二極管將光線轉(zhuǎn)化為1伏特的電力。它啟動了芯片的處理器，處理器運(yùn)行芯片的“橢圓曲線加密算法（ECC）”。ECC采用私鑰（僅用戶知道）和公鑰（廣泛傳播）來保持通信私密。
研究人員也希望，通過太赫茲信號本身來為芯片供電，從而不再需要光電二極管。
當(dāng)然，目前信號范圍在5厘米左右，這被認(rèn)為是遠(yuǎn)場范圍，便于使用便攜式標(biāo)簽掃描儀。下一步，研究人員希望挑戰(zhàn)更遠(yuǎn)的距離。最終，他們想要許多標(biāo)簽連接一個遠(yuǎn)處的讀寫器器，例如供應(yīng)鏈檢查點的接收室。然后，許多資產(chǎn)就能得到迅速核實。
研究人員表示：“我們認(rèn)為，我們可將一個讀寫器作為無需接近標(biāo)簽的中央集線器，所有這些芯片可以對它們的信號進(jìn)行波束轉(zhuǎn)向，從而與那個讀寫器進(jìn)行通信。”
在研究人員們的系統(tǒng)中，標(biāo)簽采用私鑰和讀寫器的公鑰，來保證它自己只被合法的讀寫器識別。這意味，任何沒有讀寫器私鑰的竊聽者，都不能僅通過監(jiān)測無線鏈接來識別哪個標(biāo)簽是協(xié)議的一部分。
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