Die RFID-Technologie wurde häufig für die Asset-Kennzeichnung in einer Vielzahl von Industrie- und Regierungsumgebungen eingesetzt.
Eine typische Anwendung verwendet einen serialisierten Transpondersatz mit einem codierten EPC-Speicher und einer Datenbank, die die EPC-Daten des Tags mit Asset-IDs verknüpft.. Zum Beispiel, Ein RFID-Tag, das mit einem 96-Bit-EPC-Code codiert ist, kann einem bestimmten Computerserver mit Seriennummer zugeordnet werden, Werkzeugmaschine, oder medizinisches Gerät. Eine implizite Annahme beim Design eines Tracking-Systems ist, dass die Tags zuverlässig gelesen werden können, Dadurch wird das Asset korrekt identifiziert.
Jedoch, Dieser Prozess kann unter einem Problem leiden, das als Bit-Flipping bezeichnet wird.
Bit Flip
Asset-Management-Labels
Die überwiegende Mehrheit der RFID-Tags auf dem Markt verwendet EEPROM-Speicher zur Speicherung von Identifikationsdaten. Die in der Speicherzelle gespeicherte Ladung bestimmt den Wert jedes Bits in den identifizierten EPC-Daten (d. h., Eine geladene Speicherzelle kann eine “1”, während eine leere Zelle eine “0”, und umgekehrt).
Der Zustand einer Gedächtniszelle kann in zwei möglichen Situationen unbestimmt werden. Der Einfachheit halber, Wir gehen davon aus, dass eine geladene Speicherzelle eine “1”.
Die Speicherzelle “lecks”, Die beim Kodieren deponierte Ladung löst sich ab, Ändern des Zellzustands, Das Bit ändert sich also von “1” An “0”
Die Speicherzelle wurde während der Kodierung nicht vollständig geladen, und es ist statistisch möglich, dass eine teilweise geladene Zelle als ‘0’ statt einer '1'†
†Technisch, Es ist immer möglich, dass das Ladebit als ‘0". Jedoch, bei Überschreitung der angegebenen Ladeschwelle, Die Wahrscheinlichkeit, dass dies geschieht, ist sehr gering. Statistische Details gehen weit über den Rahmen dieser Diskussion hinaus.
Beispielszene
Ein Beispielszenario könnte sein, dass bin 1011 wechselt zum Bin 1001 – Am häufigsten ein Hexadezimalzeichen “B” wird in ein Hexadezimalformat geändert “9”, die als Etikett mit Rückstreuung zweier EPC-Codes erscheint. Zum Beispiel, Verwenden der 96-Bit-Codierung:
E280 1170 EA21 7B2A 04C2 1181 und E280 1170 EA21 792A 04C2 1181
Dies wird selten beobachtet — Wir kennen keine verlässlichen Daten zur Prävalenz von Chipherstellern — aber mit Milliarden von RFID-Tags, die tatsächlich eingesetzt werden, Die Möglichkeit kann nicht ignoriert werden.
Als Vernunftprüfung, eine Ausfallrate ε von 10-6/Zelle und die Verwendung eines erweiterten 128-Bit-EPC-Speichers in Betracht ziehen, die in vielen RFID-Chips verfügbar ist, was unserer Meinung nach eine höhere Ausfallrate ist als typischerweise beobachtet, aber das Prinzip gilt unabhängig davon, was ist der reale Wechselkurs?. Zu Diskussionszwecken, Wir ignorieren alle Zeiteffekte (IE Fehlerzeitanalyse). Bei ε = 10-6, Etwa 1 in 7,812 Es wird erwartet, dass Tags einen einzelnen Bit-Flip aufweisen; Außerdem, Etwa 1 in 61.5 Es wird erwartet, dass Millionen Tags zwei umgedrehte Bits aufweisen, und ca. 488 Milliarden Euro 1 zeigt drei umgedrehte Bits an.
Gerätewechsel zuverlässig erkennen und korrigieren
Weil die Ausfallrate so niedrig ist, Einzelne Instanzen von Bit-Flips können zuverlässig erkannt und korrigiert werden.
Am einfachsten ist es, jedes Bit als Tripel zu kodieren und die “Mehrheitsregel” Methode zur Ermittlung der korrekten Daten. In diesem Fall, eine einzelne “1” ist codiert als “111” und “0” ist codiert als “000”. Wenn ein Bit des Tripels umgedreht wird, Die anderen beiden werden “wählen” um das falsche Bit abzudecken. Diese Methode ist sehr robust, Da Datenverlust die, sehr unwahrscheinliches Ereignis, Der Flip von zwei Bits eines Triples. Wieder, Berücksichtigung unseres obigen 128-Bit-Codierungsbeispiels, Die Wahrscheinlichkeit eines 2-Bit-Flips für ein beliebiges Triplett, dh. Nicht wiederherstellbarer Datenverlust, Ist:
~1/64 * (128/1,000,000) *(127/1000000) ~ 2.5 X10-10 oder ~ 1 Teil in 3.9 Milliarden Euro.
Dies ist das Produkt aus der Wahrscheinlichkeit, dass das erste und zweite Bit auf einem Label umgedreht werden, und der Wahrscheinlichkeit, dass das zweite gespiegelte Bit eines der benachbarten Bits in einem bestimmten Tripel ist..
In den meisten regulären Szenarien, Die Wahrscheinlichkeit einer Datenbeschädigung ist sehr gering. Jedoch, Die Datenspeicherkapazität des Tags wird um zwei Drittel reduziert, mit weniger als 33% des verfügbaren Transponderspeichers, der für Daten verwendet wird, wenn der 128-Bit-Speicher nur aufnehmen kann 41 Informationsbits.
Erkennen von zwei umgedrehten Bits
Es gibt eine weniger speicherintensive Möglichkeit, ein einzelnes umgedrehtes Bit zu erkennen und zu korrigieren, sowie erkennen (aber nicht korrekt) Ereignisse mit einer viel geringeren Wahrscheinlichkeit eines Tags mit zwei umgedrehten Bits.
Dies kann erreicht werden, indem das Tag nicht direkt codiert wird, aber durch die Verwendung einer Modifikation eines ursprünglich von Richard Hamming erfundenen Modus namens SECDEC, oder Einzelfehlerkorrektur Doppelte Fehlererkennung.
Dieser Modus verwendet zusätzliche Paritätsbits, die basierend auf den Nutzlastdaten berechnet werden.. Wie der Name schon sagt, Mit diesem Algorithmus kann nur ein umgedrehtes Bit korrigiert werden, ermöglicht aber die Erkennung eines zweiten umgedrehten Bits. RFID-Systementwickler müssen Ressourcen in die Architektur integrieren, um die weniger häufige Situation des doppelten Umdrehens von Bits auf einem einzelnen Tag zu bewältigen.
