RFID Karten und Kartenleser für BioXes

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1 RFID Karten und Kartenleser für BioXes Universität Zürich IFI Monir Mahdavi Mai 08

2 Agenda - Einführung zur RFID Technologie - Biometrische Authentifizierung - Überblick Softwaresystem BioXes - Lösungsvorschläge zur Erweiterung BioXes um RFID - Diskussionsfragen 1

3 Eigenschaften RFID - RFID (Radio Frequency Identification) - Berührungslos & ohne direkte Sichtverbindung (contactless) - Datenübertragung mittels Radiowellen 2

4 RFID Komponenten & Funktionalitäten - ein Transponder oder Tag - ein Lese/Schreib Gerät - ein im Hintergrund wirkender Host (IT-System) Magnetisches Feld Mikrochip Host Lese/Schreib gerät Antenne Transponder/Tag 3

5 Technische Faktoren zur RFID (1/2) - RFID Energieversorgung - Aktive, Passive, Semi-Aktiv - RFID Sendefrequenz - Niederfrequenz (lf) KHz - Hochfrequenz (hf) MHz - Ultrahochfrequenz (uhf) MHz - ISM Bänder 4

6 Technische Faktoren zur RFID (2/2) - Speicherstruktur der Transpondern Typisch eine numerische / alphanumerische Zeichenkette zum Zwecke Authentifizierung und weitere erforderlichen Informationen abhängig von Anwendungsfall - Kapazitäten der Transpondern 1-Bit Transponder zum Zwecke der Überwachung, 120-Bit Transponder zur Speicherung einer ID & Prüfbit höhere Speicherkapazitäten programmierbar durch Anwender 5

7 RFID Karten (1/2) - Kontaktlose Smartcards - Lese- & Schreibemöglichkeiten - Reichweite mm IC-Chip Antenne - Proximity Karten - Nur Lesemöglichkeiten - Reichweite mm - Kleine Speicherkapazität ( nur ID) - Populär zur Zugriffkontrolle (door access) Kontaktlose Smartcard [1] 6 [1] Alphacard: RFID Cards - Contactless Smart Cards,Ebook.

8 RFID Karten(2/2) - Hybride Karten Kontakt & IC- Chip Antenne IC-Chip - Zwei / mehrere Chips - Keine Verbindung zw. Chips - Kontaktlose Chips zur schnellen Transaktion -Kontaktbehaftete Chips zur höheren Sicherheit Hybrid card [1] -KombiKarten - Eingebettete Chip durch Kontakt-Pad / Antenne zugreifbar - Populär Aufgrund höherer Sicherheit Kontakt IC-Chip Antenne Combi card [1] 7 [1] Alphacard: RFID Cards - Contactless Smart Cards,Ebook.

9 Lese/Schreib Gerät für RFID - Generierung von Sendesignale - Filterung der Antwortssignale - Aufbereitung der Daten in definiertem Format fürs Hostsystem Stationäre Reader Station reader [1] Mobile Reader (RFID- Handhelds) Mobile reader [2] 8 [1] Rodata, Mobile Computing : professionals in mobile solusions and automatic identification; [2] OPAL Associates Holding AG: Intermec IP4 mobiler UHF RFID Leser; Servive.

10 RFID Karten & Lese/Schreib Geräte Anbieter MIFARE Mikron Fare System (Mikron Fahrgeld System) - Verkaufte 500 Millionen Karten und 5 Millionen Lesegeräte - Standardkarte arbeitet in einer Distanz bis 10 cm, Freq. 13,56 MHz, Speicher 1024 b - Multiapplikation - Marktanteil für kontaktlose Chipkarten ohne eigene Stromversorgung LEGIC Identsystems AG (CH), Anbieter kontaktloser Smartcard Technologie - Frequenz 13,56 MHz - all-in-one-card Applikationen Zeiterfassung, Zutrittskontrolle, Biometrie, E-Payment, Parken, Ticketing sowie weitere Multiapplikationen. 9

11 Biometrische Authentifizierung - Ziel ist, mittels Biometrischer Technologie eine Person zu authentifizieren ( Personen zu unterscheiden ) - Etwas Sein - Basiert auf biometrische Merkmale der Personen (Fingerprint, Iris, Handfläche, u.w.) - Risikominderung bei den Gefahren wie Verlieren, Vergessen, etc. 10

12 Basismodell zur biometrischen Authentifizierung - Merkmalauswahl - Verhalten der Person - Biometrische Eigenschaften - Kombination von beiden - Messung von Merkmale, Erfassung von gewähltem Merkmal - Individualisierung, Erkennung eines einzelnen Elements aus einer Gesamtmenge 11

13 Merkmalauswahl (1/2) - Merkmale der Personen Biometrische Authentifizierungsverfahren Biometrische Merkmale Charakteristiken Fingerbilderkennung Muster der Haut auf der Fingerkuppe Bild der Fingerlinie (Minuzen) Gesichtserkennung Gesichtsbild und geometrische Merkmale Attribut-Ansatz wie Nase, Augen, ihre Größen / Anordnungen Iriserkennung Muster von Gewebes um die Pupille Texturanalyse 12

14 Merkmalauswahl (2/2) - Verhalten der Personen Biometrische Authentifizierungsverfahren Biometrische Merkmale Charakteristiken Sprechererkennung Stimme Mit / ohne vorgegebenen Texten Unterschriftserkennung und Schrifterkennung Schreibverhalten Geschwindigkeit, Druck, Beschleunigung des Schreibvorgangs Optische Sprechererkennung Mimik Analyse von Bewegungsabläufen beim Sprechen vereinbarter Texte 13

15 Einige Kriterien von Merkmalauswahl - Universalität, ein Merkmal ist bei jeder Person vorhanden - Einzigartigkeit, ein Merkmal ist bei jeder Person anders - Permanenz, ein Merkmal ist zeitlich invariant - Erfassbarkeit, ein Merkmal lässt sich quantitativ erheben - Technische Machbarkeit - Ökonomische Machbarkeit - Überlistungsresistenz - Akzeptanz 14

16 Messung der Merkmale - Ungenauigkeiten der Messgeräte - Unstabilität der Merkmale Erfassung Filterung Normierung Aktuelle Merkmalsatz Merkmalsatz Messung des Fingerabdrucks [1] 15 [1] Michael Behrens, Richard Roth (Hrsg.): Biometrische Identifikation; E-Book, Published 2001, 235 Pages.

17 Individualisierung - Erkennung eines einzelnen Elements aus einer Gesamtmenge - Registrierungsprozess (Enrollment Process) - Identifikation: 1:n Vergleichen - Verifikation: 1:1 Vergleichen 16

18 Softwaresystem BioXes Ein Softwaresystem mit Schwerpunk biometrischer Authentifizierung, entwickelt von Universität Zürich und Universität der Bundeswehr München (UniBwM) - Zur physischen / logischen Zugriffskontrolle - Zur Ansteuerung und Verwaltung diverser biometrischen Geräte - Verwaltung von Templates auf biometrischen Geräte - Verwaltung biometrischer Daten - Verteilung, Updaten, Löschen biometrischer Templates/Benutzerdaten 17

19 Schematische Aufbau & Funktionalitäten von BioXes - Layer Bioxes zw. Endbenutzer & Administrator - BioXes Funktionalitäten - Geräteverwaltung und Benutzerverwaltung - Benutzergruppen - Report Generieren - Job Verwaltungen - Verwaltung von Zugriffspläne 18 Schematische Aufbau von BioXes, [1] [1] Universität Zürich, IFI, Communication Group System: BioXs Dokumentation.

20 BioXes Architekturkomponente - Model-View-Controller (MVC) - Java Biometric Direct Connectivity (JBioDC) Architektur von BioXes [1] 19 [1] Universität Zürich, IFI, Communication Group System: BioXs Dokumentation.

21 Java Biometry Direct Connectivity (JBioDC) JBioDC ist eine High Level API zur Verbindung und zur Verwaltung biometrischer Geräte 20 - Zwingende Schnittstellen - Driver - Connection - Connection Device Information - Optionale Schnittstellen - Connection Button - Connection Enrollment - Template - Connection Storage - Connection SmartCard - JBioDC Event Listener - Und Weitere

22 Lösungsvorschläge zur Erweiterung von BioXes um RFID(2/2) - RFID Ereignisverwaltung Komponente ( Event Management Component) - Pufferung, zur Speicherung der gelesenen Daten - Filterung, Kriterien zur Auswahl der Tag Daten - Migration der gefilterten Daten zu einem vordefinierten Ereignis - Erweiterungen der MVC schichten - Logische/physische Verknüpfung zw. Biometrische Daten & RFID Daten 22

23 Lösungsvorschläge zur Erweiterung von BioXes um RFID (1/2) - RFID Geräte Schnittstelle Komponente ( Connection RFID) - Transpiriert die Heterogenität der RFID Lese/Schreibe Geräte - Verschiedene Frequenzstufen (lf/hf) - Verschiedene Geschwindigkeiten & Reichweite - Verschiedene Kartenformate - Unterschiedliche Funktionalitäten (Buttons) - Unterschiedliche Kommunikationsprotokolle (USB oder TCP/IP) - Connection RFID Schnittstellen - savedata(), setdata(data data), getdata(), removedata(), resetcard(), 21

24 23 Fragen?

25 Diskussionsfragen 1.Wird das Sicherheitsrisiko bei der Zugriffkontrolle gemindert, wenn biometrische Authentifizierung mit RFID kombiniert eingesetzt werden? 2.Welche technische Rahmenbedingungen müssen bei RFID Systeme berücksichtigt werden? 3.Wie werden die unerlaubtes / unbemerktes Auslesen von Daten bei RFID Authentifizierung verhindert? 4.Würden Sie BioXes um RFID erweitern? 24