Vehicle recognition system using RFID technology for parking management system

© Published under licence by IOP Publishing Ltd. Technology is growing each day by leaps and bounds. The change in technology has done wonders to increase productivity in everyday life. However, drivers searching for parking contributed to traffic congestion especially in urban and suburban cities, while consuming their time and energy. Besides, traffic congestion in parking area is always an issue which contribute to traffic on the main road. The current approach to overcome this includes the implementation of parking ticket system, especially in busy area. The hour rate for busy area is elevated to promote liquidation of vehicles. However, this system requires patrol warden to manually inspect each vehicle for the parking ticket. The feasibility of the system decreases when the parking area is larger. RFID parking management system aims to bring automation into parking system. The use of passive UHF RFID which can read multiple tags from long distance can replace patrol warden and thus increase the effectiveness of the Vehicle Parking Management System (VPMS). Furthermore, the power consumption of RFID system is analyzed. A new method has been introduced to reduce the power consumption of RFID system which operates 24/7. Experimental results demonstrate the effectiveness of the proposed method in reducing the power consumption of the RFID system

TECNOLOGIA RFID: UM ESTUDO DE CASO PARA CONTROLE DE ACESSO EM ESCOLAS

Resumo: Atualmente, administradores de escolas possuem dificuldades em monitorar e identificar os alunos que mais faltam ou que chegam atrasados. Essa tarefa se torna árdua quando o número de alunos é elevado. Para aliviar esses problemas, uma das possíveis soluções é o uso de tecnologias que possam auxiliar os administradores em tal controle. Dentre as possíveis tecnologias existentes destaca-se a Identificação por Rádio Frequência (RFID, Radio Frequency Identification). Esta tecnologia tem sido amplamente utilizada para identificação de produtos e controle de acesso de pessoas em ambientes onde o gerenciamento manual torna-se uma tarefa difícil de ser executada. Neste contexto, este trabalho apresenta um sistema para controle de acesso de alunos em escolas utilizando RFID. Uma das características principais é a capacidade de registrar a data e o horário de entrada e saída dos alunos no ambiente escolar sem a necessidade de intervenção humana. Além disso, os controles de presença efetuados manualmente poderão ser eliminados e dados estatísticos poderão ser gerados para que os administradores possam utilizá-los posteriormente. Os experimentos demostram que é possível identificar horários de chegada dos alunos, bem como identificar alunos faltantes, além de identificar os locais por onde um determinado aluno passou na escola

Game-Based Cryptanalysis of a Lightweight CRC-Based Authentication Protocol for EPC Tags

The term Internet of Things (IoT) expresses a huge network of smart and connected objects which can interact with other devices without our interposition. Radio frequency identification (RFID) is a great technology and an interesting candidate to provide communications for IoT networks, but numerous security and privacy issues need to be considered. In this paper, we analyze the security and the privacy of a new RFID authentication protocol proposed by Shi et al. in 2014. We prove that although Shi et al. have tried to present a secure and untraceable authentication protocol, their protocol still suffers from several security and privacy weaknesses which make it vulnerable to various security and privacy attacks. We present our privacy analysis based on a well-known formal privacy model which is presented by Ouafi and Phan in 2008. Moreover, to stop such attacks on the protocol and increase the performance of Shi et al.’s scheme, we present some modifications and propound an improved version of the protocol. Finally, the security and the privacy of the proposed protocol were analyzed against various attacks

Security and Privacy in RFID Applications

Concerns about privacy and security may limit the deployment of RFID technology and its benefits, therefore it is important they are identified and adequately addressed. System developers and other market actors are aware of the threats and are developing a number of counter measures. RFID systems can never be absolutely secure but effort needs to be made to ensure a proper balance between the risks and the costs of counter measures. The approach taken to privacy and security should depend on the application area and the context of a specific application. In this chapter, we selected and discussed four application areas, but there are many others where privacy and security issues are relevant.JRC.J.4-Information Societ

Windows Authentication, RFID security

Identifikimi Radio Frekuencor (Radio Frequency Identification - RFID) është teknologji identifikimi automatik që duke përdorur radio valët transmeton informata shumë fleksibile në lidhje me një objekt të caktuar, person apo gjësend. Me ndihmën e sistemeve RFID dhe sidomos me zhvillimin e atyre NFC (NearFieldCommunication) kjo lloj teknologjie ka tërhek interes dhe ka gjetur zbatim shumë të madh në mbarë botën në shumë fusha të ndryshme. Në këtë punim është bërë një studim dhe shtjellim i temave të ndryshme lidhur me teknologjinë RFID duke filluar prej koncepteve bazë si verifikimi, identifikimi dhe performaca e ketyre llojeve të teknologjisë, është bërë shtjellim dhe studim mbi teknologjite kryesore RFID frekuencat e funksionimit te tyre ( 125 kHz; 13.5 mHz; NFC ). Janë shqyrtuar gjithashtu qështjet e sigurise së këtij sistemi, ndërhyrjet e sistemeve tjera llojet e sulmeve dhe format e tyre, mbrojta nga lloje të caktuara të sulmeve pra në përgjithësi është studiuar për të mirat dhe përparësitë që na i ofron kjo teknologji gjithmonë duke mos e anashkaluar edhe problemet që ka kjo forme komunikimi por që dita ditës po eliminohen dhe po e sjellin këtë formë të teknologjisë në nivelin e dëshiruar. Në pjesën e fundit gjithashtu është bërë një studim dhe shtjellim i rrjedhës së punës së një software që bënë autentikimin në sistemin operativ Windows duke shfrytëzuar teknogjitë RFID /NFC, formë kjo që rritë nivelin e sigurisë në qeshtjen e qasjes në paisje nga persona të paautorizuar duke i bërë të pamundura format e sulmeve nga distanca, aty pra ku nuk ka kontakt fizik ndërmjet sulmuesit dhe paisjes, ndërsa në rastet kur sulmuesi ndodhet afer paisjes e bënë shumë të vështirë sulmin pasi që është i ndërtuar në atë formë. (Përveq fjalëkalimit duhet poseduar edhe RFID kartela ose ne rastin NFC duhet patur telefonin NFC të userit legjitim

On Performance Evaluation And Enhancement Of Rfid Systems Complying With Iso 18000 3, Iso 18000-7 Standards

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2013Bu Yüksek Lisans Tezi iki ana kısımdan oluşmaktadır. Birinci kısım, ISO 18000-3 ve ISO 18000-7 standartlarına uygun pasif ve aktif RFID sistemlerinin performans değerlendirmesini içermektedir. İkinci kısım ise, 18000-7 standardına uygun RFID sistemlerinin çoklu antenlerle başarım iyileştirilmesini içermektedir. Bu kısım ayrıca değişik sınırlı geri besleme metotlarının çoklu antenlerle birlikte etiket ve okuyucu tarafındaki detaylı karşılaştırmalarını da kapsamaktadır. Radyo frekans tanımlama (RFID) teknolojisi, kablosuz haberleşme alanında oldukça popüler olmaya başlamış ve birçok uygulama alanında yaygın bir şekilde dağılmıştır: temassız kredi kartları, e-pasaport, bilet sistemleri, giriş-çıkış kontrolleri, oyunlar, sağlık, ilaç, doküman ve basın yönetimi... Bu teknoloji, radyo dalgaları yardımıyla herhangi bir nesne ya da canlıyı tanımlama veya takip etmeyi kablosuz olarak sağlamaktadır. RFID sistemleri, kullandıkları frekans bantlarına göre üç gruba ayrılırlar: Düşük frekans (LF, 30-300 KHz), Yüksek Frekans (HF 3-30MHz) ve ultra yüksek frekans (UHF,300MHz-3GHz) / Mikrodalga (>3 GHz). RFID etiketleri ve okuyucuları birbirleriyle havadan haberleşirler. Haberleşme kanalının güvensiz olması ve hafif-siklet etiketlerin sınırlı kapasiteleri güvenlik ve mahremiyet açıklarına neden olur. Bir saldırgan etiketi taklit edebilir, izleyebilir, dinleyebilir veya DoS saldırısında bulunabilir. Bu açıklıklara ek olarak, bir etiket, bir düşman tarafından yaşam döngüsü boyunca farkedilememelidir. Eğer bir saldırgan bir etiketi tanıdıysa, artık onu kolayca takip de edebilir. Bu durumda, iki saldırı söz konusudur: (i) Bir saldırgan etiketin bütün geçmiş konuşmalarını deşifre edebilir veya (ii) gelecek konuşmalarında onu takip edebilir. Bu saldırılar sırasıyla geri dönük takip edilebilme ve ileriye dönük takip edilebilme atağı olarak adlandırılmaktadır. Litaratürde güvenlik ve mahremiyet sorunlarına çözüm olacak açık-anahtar şifreleme çözümleri bulunmaktadır, fakat bu çözümlerin hiçbir tanesi, sınırlı kapasiteleri nedeniyle birçok uygulamada kullanılan hafif-siklet etiketler için uygun bir çözüm değildir. Bu yüzden, saldırganların sınırlı kapasitedeki etiketleri kandırmasını engellemek için çok sayıda hafi-siklet asıllama prokolleri önerilmiştir. Önemi artan güvenlik ve mahremiyet konuları genellikle yakın alan haberleşmelerinde kullanılan (kablosuz akıllı kartlar) HF RFID sistemleriyle ilgilidir. çünkü bu sistemler, birçok RFID uygulamalarında (e-pasaport, akıllı nüfus kartı, kredi kartları vb.) güvenlik ve mahremiyet gerektiren kişisel bilgileri saklamaktadır. Birçok araştırmacı, standartlara uygun olacak şekilde güvenlik ve mahremiyet problemlerine farklı protokol tasarımlarıyla çözümler sunmuşlardır. Bu protokollerin güvenlik ve mahremiyet konularındaki analizleri oldukça önemli olmasına rağmen, onların gerçek hayattaki verimlilikleri ise önem arz eden başka bir konudur. Maalesef, her bir yeni protokol tasarımının fiziksel olarak test edilebilmesi maliyet, zaman ve pratik uygulama açısından oldukça zordur. Protokollerin performansları, HF RFID uygulamalarının kalitesini etkilemektedir. Bu yüzden, farklı protokolleri değerlendirmek için birçok simülasyon ortamları geliştirilmiştir. Bunlardan hiçbiri kablosuz kanal etkisini göz önüne alacak şekilde protokollerin başarı sınırlarını göstermemiştir. Bu motivasyonla biz, bu tez çalışmasında PETRA simülasyon ortamına AWGN ve Rayleigh sönümlemeli kanal modellerini ekleyerek iyileştirmede bulunduk. Bu kanallarda haberleşen ISO/IEC 18000-3 standardına uygun olan RFID sistemlerindeki protokollerin performans sınırlarını gösterdik. Bu amaca yönelik olarak, güvenli ve mahrem bir kimlik tanıma protokolünü, yeni geliştirdiğimiz simülasyon ortamına uyguladık ve pasif RFID sistemlerin gerçek hayatta kullanılmadan önceki performans değerlendirmesini gözlemledik. Biz RFID protkollerinin en iyi başarıyı AWGN kanalı altında sergilediğini gösterdik. Bu başarım göstergesi bize aslında protokolün başarım üst sınırını vermektedir çünkü AWGN kanal kablosuz haberleşme ortamları içerisinde ideal kanal olarak kabul edilmektedir. Ayrıca, kablosuz kanalın etilerini göstermek için Petra simülasyon ortamının sonuçlarını ekledik. Bunun aynı sıra, Rayleigh sönümlemeli kanalda başarım sonuçlarını elde ettik. Bu sonuçlar ise bize RFID protokollerin başarım alt sınırını vermektedir çünkü Rayleigh sönümlemeli kanalın bozucu etikeleri AWGN kanalına göre daha çoktur ve en kötü kanal yapılarında birisidir. AWGN kanalında çerçeve hata oranı sinyal gürültü oranına göre üstsel olarak azalırken, Rayleigh sönümlemeli kanalda linear olarak azaldığı simülasyonlarla gösterilmiştir. RFID etiketleri aynı zamanda enerji kaynaklarına göre üç gruba ayrılır: pasif, yarı-pasif ve aktif etiketler. Pasif RFID etiketlerin kendi enerji kaynakları yoktur. Bunun yerine bu etiketler, okuyucudan yayınlanan enerjiyi kullanırlar. Yarı-pasif ve aktif etiketlerde ise kendilerine ait bir enerji kaynakları vardır. Aktif etiketlerle yarı-pasif etiketlerin farkı ise yarı-pasif etiketlerin ilk konuşmayı başlatmaması ve okuyucudan gelen sorgu ile konuşabilmesidir. Kendi enerji kaynağını, okuyucudan gelen sorgu ile kullanmaya başlar. Aktif RFID etiketleri ise okuyucu ile kendi konuşma başlatabildiği gibi ondan gelen sorgu ile de konuşmaya başlayabilir. Aktif RFID etiketleri, birçok uygulamada sahip oldukları görünürlük, güvenlik, kaliteli ve uzak mesafeli haberleşme kabiliyetleri açısından tercih edilebilmektedir. Bir aktif RFID etiketi, içerisindeki veriyi iç enerji kaynağı yardımıyla oldukça uzak mesafelere iletilebilir. Ancak batarya süresi, etiketin aktif parçaları sebebiyle azalmaktadır. Böylece bu, haberleşme mesafesiyle enerji tüketimi arasında kayıp-kazanç dengesine dönüşmektedir (yani mesafe artarken, enerji tüketiminde artma veya tam tersi). Bununla birlikte iletim mesafesinin artması, girişim problemlerine de neden olabilir çünkü bir okuyucunun okuma ortamında olabilecek etiketler ve/veya okuyucular haberleşmede zorluklara zemin hazırlayabilir. ISO/IEC 18000-7 bir aktif RFID standardıdır. Bu standardın etiketleri 433 MHz frekansında çalışmaktadır. Biz fark ettik ki, bu standartta uyan aktif bir RFID etiketi, Rayleigh sönümlemeli kanalda tatmin edici bir haberleşme gerçekleştirebilmesi için oldukça fazla enerji tüketmektedir. Bu tezde ikinci olarak biz, ISO/IEC 18000-7 standardındaki aktif RFID sistemlerinin haberleşme kalitesi ve enerji verimliliği açısından performanslarını iyileştirdik. Simülasyon sonuçlarımız göstermiştir ki, gerek etiket gerekse hem etiket hem de okuyucu tarafındaki çoklu anten tasarımları, sınırlı geri besleme tekniklerinin kullanılmasıyla çerçeve hata oranlarını düşürmüş ve enerji kaynağının yaşam süresini arttırmıştır.This M.Sc. thesis is mainly two folds: First part includes the performance evaluation of passive and active RFID systems complying with ISO 18000-3 and ISO 18000-7 standards respectively. Second part shows the performance improvement of active RFID systems with multiple antennas in ISO 18000-7 standard. It also includes a detailed comparison of different limited feedback schemes for multiple antennas at tag side and both tag-reader side. Radio Frequency IDentification (RFID) has become very popular in wireless technologies and pervasively deployed in many applications area, such as contactless credit cards, e-passports, ticketing systems, access control, gaming, healthcare, pharmaceuticals, document and media management. This technology provides wireless communication with an object or someone to automatically identify or track by using radio waves. RFID systems can be grouped into three basic ranges by their using operating frequency: Low frequency (LF, 30-300 KHz), high fequency (HF 3-30MHz) and ultra high frequency (300MHz-3GHz) / microwave (>3 GHz). RFID tags and readers communicate with each other over air interface. This insecure channel and the limited capabilities of RFID tags cause security and privacy vulnerabilities. An adversary may do tag impersonating, tracking, eavesdropping, and denial of service (DoS) attack. Besides the vulnerabilities, a tag might be distinguishable in its life-span by an attacker. If it is once recognized by an adversary, it will be easily able to be traceable. At that situation, there might be two attacks. (i) An attacker might track the previous interactions of the tag or (ii) he may track the future ones. These two attacks are called backward traceability and forward traceability, respectively. There are public-key cryptography solutions in literature but none of them are convenient for the low-cost tags used in lots of applications because of their limitations. It needs to find much light-weight approaches. Therefore, many light-weight authentication protocols are proposed to have a win against the adversaries that deceive the capacity-restricted tags. A growing security and privacy concerns are most commonly related with high frequency (HF) RFID devices, using near field communication (NFC), such as contactless smart cards (CSC), because they are used to store secure and private personal information in many RFID applications: e-passport, govern ID, credit cards etc. Many researches offer different protocol designs to overcome the security and privacy problems for the standards. Although, their security and privacy analysis are quite important, their effectiveness is also another vital point for real world RFID applications/systems. Unfortunately, it is a troublesome to physically test every new protocol desings because of cost, time and it is also impractical. The performance of the protocols affects the quality of HF RFID applications. Therefore, many simulation environments have been improved to evaluate the performance of these kinds of protocols. However, none of them shows the success bounds of the protocols by considering wireless channel effect. Motivated by this need, in this thesis, firstly, we improve the PETRA simulation environment by adding two channel models, AWGN channel, Rayleigh fading channel and show the performance bounds of an RFID authentication protocol in these channels for ISO/IEC 18000-3 standard. For this purpose, we implement a secure authentication protocol in our new simulation environment to understand the effect of the wireless channel in a real life scenario. This work may guide the protocol designers to test their protocols and observe the performance of passive RFID systems before using them on real systems. We show that RFID protocols perform best performance in AWGN channel. This performance gives us the upper bound performance because the AWGN channel is an ideal case in wireless communication environment. We added the results of Petra simulation environment to evaluate the wireless channel effect. On the other hand, the performance of RFID protocols in Rayleigh fading channels gives the lower bound of the performance. The effects of the Rayleigh fading channel are extremely severe when it is compared to the AWGN channel. The FER curve is inversely linear proportional with the SNR for Rayleigh fading while it is exponentially decreasing for AWGN channel. RFID tags can also be categorized in three groups by using energy source such as passive, semi-passive and active (battery assisted) tags. Passive RFID tags do not have own internal energy source. Instead, they use the radio energy transmitted by the reader. Semi-passive and active RFID tags have their own energy source. The difference between them is that semi-passive tags do not talk first and they are powered up by the reader’s request. The energy source is used after the request. Active tags might talk to RFID reader first or answer its first request. Active RFID tags are preferred in many applications for their advantages: Visibility, security, quality and high distance communication. An active tag can transmit its data at great range by using its internal source. However, the battery life is decreased by the active parts of the tag. Hence, it causes a trade-off between communication distance and power consumption. In addition to this, the increased transmission distance might also cause interference problem because a large number of tags or multi-reader multi-tag environment within the range of a reader grounds communication difficulties. ISO/IEC 18000-7 is an active RFID standard that their tags operatea at 433 MHz. We realize that a tag consumes too much energy source to perform a satisfactory communication compliance with the standard in Rayleigh fading channel. In this thesis, secondly, we aim to ameliorate an active RFID system performance from the perspective of better communication and energy efficiency. Our simulation results show that multiple-antenna designs at tag side and tag-reader side using limited feedback schemes significantly decreases the frame error rates and increases the battery lifetime.Yüksek LisansM.Sc

Exploring an open-loop RFID implementation in the automotive industry

This master thesis has been conducted to investigate why and how Plastal in Arendal (PAGO), Sweden have implemented RFID technology. RFID technology has become very popular in recent years (1). It is said to have potential to increase the level of automation (2), reduce the labor levels and to improve the supply chain in areas such as inventory, visibility etc. (3) (see chapter 1.2.1 for more examples). PAGO is one of the first major companies in Sweden that have implemented an open-loop RFID system (see chapter 1.2.3.2) that tag on item level. They are also a supplier of injection-molded and surface-treated plastic to the automotive industry; an industry that is characterized by high level of automation and fierce competition. It is thus very interesting to investigate why and how PAGO implemented RFID technology; did any problem arise? How did they solve them? What where their underlying reasons? To minimize the errors caused by manual updating – resulting in incorrect storage levels – PAGO have implemented a RFID system. The system has 24 RFID gates, divided into seven places: injection molding, entry and exit point of high storage 1, paint shop, entry and exit point of high storage 2 and after the sequencing process. The RFID system will help reduce the effects of entering the wrong quantity at the entry and exit point for high storage 1 and 2. It will also reduce the effects of specifying the wrong color or product. Furthermore, it will also help them verifying that each product is correctly assembled. During the implementation, PAGO encountered some problems with ESD, reading too much or too little, tags becoming partially or completely detached and a long installation time. Most of these problems have been fixed but some of them remain. There exist several reasons why PAGO implemented a RFID system, other than verifying the assembly and minimizing the effect caused by manual updating. One of those is believed to be because of the nature of the company – They only have 8h to sequence deliver the order, high turnover rates with expensive products and highly automated processes. Another reason is that RFID was a solution that solved both of their specified problems, but also supplying them with more features. Other reasons are that it will probably become a demand from Volvo in the future and that the technology is more future proof than any other technology that would have solved their problem; it is for example believed to be the successor of barcode. Major advantages, both visible and hidden, can be achieved with this RFID implementation. More reliable inventory levels could for example reduce the safety stock level, increase the level of automation and reduce the number of incorrectly assembled products sent to Volvo and thus increase their relationship

Artificial intelligence and multiple criteria decision making approach for a cost-effective RFID-enabled tracking management system

This thesis was submitted for the award of Doctor of Philosophy and was awarded by Brunel University LondonThe implementation of RFID technology has been subject to ever-increasing popularity in relation to the traceability of items as one of the most advance technologies. Implementing such a technology leads to an increase in the visibility management of products. Notwithstanding this, RFID communication performance is potentially greatly affected by interference between the RFID devices. It is also subject to auxiliary costs in investment that should be considered. Hence, seeking a cost-effective design with a desired communication performance for RFID-enabled systems has become a key factor in order to be competitive in today‟s markets. This study introduce a cost and performance-effective design for a proposed RFID-enabled passport tracking system through the development of a multi-objective model that takes in account economic, operation and social criteria. The developed model is aimed at solving the design problem by (i) allocating the optimal numbers of related facilities that should be established and (ii) obtaining trade-offs among three objectives: minimising implementation and operational costs; minimising RFID reader interference; and maximising the social impact measured in the number of created jobs. To come closer to the actual design in terms of considering the uncertain parameters, a fuzzy multi-objective model was developed. To solve the multi-objective optimization problem model, two solution methods were used respectively (epsilon constrain and linear programming) to select the best Pareto solution and a decision-making method was developed to select the final trade-off solution. Moreover, this research aims to provide a user-friendly decision making tool for selecting the best vendor from a group which submitted their tenders for implementing a proposed RFID- based passport tracking system. In addition to that a real case study was applied to examine the applicability of the developed model and the proposed solution methods. The research findings indicate that the developed model is capable of presenting a design for an RFID- enabled passport tracking system. Also, the developed decision-making tool can easily be used to solve similar vendor selection problem. Research findings demonstrate that the proposed RFID-enabled monitoring system for the passport tracking system is economically feasible. The study concludes that the developed mathematical models and optimization approaches can be a useful decision-maker for tackling a number of design and optimization problems for RFID system using artificial intelligence mathematical algorithm based techniques