Radio-identification

La radio-identification plus souvent désignée par le sigle RFID (de l’anglais Radio Frequency IDentification) est une méthode pour mémoriser et récupérer des données à distance en utilisant des marqueurs appelés « radio-étiquettes » (« RFID tag » ou «  RFID transponder » en anglais)^[1]. Les radio-étiquettes sont de petits objets, tels que des étiquettes autoadhésives, qui peuvent être collées ou incorporées dans des objets ou produits et même implantées dans des organismes vivants (animaux, corps humain^[2]). Les radio-étiquettes comprennent une antenne associée à une puce électronique qui leur permet de recevoir et de répondre aux requêtes radio émises depuis l’émetteur-récepteur.

Ces puces électroniques contiennent un identifiant et éventuellement des données complémentaires.

Cette technologie d’identification peut être utilisée pour identifier :

• les objets, comme avec un code à barres (on parle alors d’étiquette électronique) ;
• les personnes, en étant intégrée dans les passeports, carte de transport, carte de paiement (on parle alors de carte sans contact).

Sommaire 1 Principe 1.1 Les lecteurs 1.2 Les radio-étiquettes 2 Contraintes 2.1 Vie privée 2.2 Obstacles 2.2.1 Environnement métallique 2.3 Collisions 3 Utilisations 4 Le marché des RFID 5 Applications 5.1 Applications existantes 5.2 Applications potentielles 5.3 Galerie 6 Risques 6.1 Protection de l'individu 6.2 Défaut de sécurité ? 7 Notes et références 8 Bibliographie 9 Annexes 9.1 Articles connexes 9.2 Liens externes

[modifier] Principe

Un système de radio-identification se compose de marqueurs, nommés radio-étiquettes ou transpondeurs (de l'anglais transponder, contraction des mots transmitter et responder) et d’un ou plusieurs lecteurs. Un marqueur est composé d’une puce et d’une antenne.

[modifier] Les lecteurs

Ce sont des dispositifs actifs, émetteurs de radiofréquences qui vont activer les marqueurs qui passent devant eux en leur fournissant à courte distance l’énergie dont ceux-ci ont besoin. La fréquence utilisée est variable, selon le type d’application visé et les performances recherchées :

• 125 kHz ;
• 134,2 kHz pour la charge du transpondeur ; 134,2 kHz pour un bit 0 et 123,2 kHz pour un bit 1 pour la réponse du transpondeur dans le cas d’une transmission FSK (Texas Instruments Series 2000) ;
• 13,56 MHz (ISO 14443A 1-4, ISO 14443B 1-4, ISO 15693-3 et ISO 18000-3) ;
• 915 MHz aux États-Unis, de 865 MHz à 868 MHz dans l’Union européenne pour l’UHF (EPCglobal et ISO 18000-6c ; les fréquences et les puissances d’émission dépendent des législations en vigueur) ;
• 2,45 GHz.

Une fréquence plus élevée présente l’avantage de permettre un échange d’informations (entre lecteur et marqueur) à des débits plus importants qu’en basse fréquence. Les débits importants permettent l’implémentation de nouvelles fonctionnalités au sein des marqueurs (cryptographie, mémoire plus importante, anti-collision). Par contre une fréquence plus basse bénéficiera d’une meilleure pénétration de la matière.

L’anti-collision est la possibilité pour un lecteur de pouvoir dialoguer avec un marqueur lorsque plus d’un marqueur se trouve dans son champ de détection. Plusieurs algorithmes d’anti-collision sont décrits par les normes (ISO 14443, ISO 15693 et ISO 18000).

On évite toute fréquence qui serait en résonance avec celle des molécules d’eau contenues entre autres dans le corps humain pour des raisons de sécurité (principe du four à micro-ondes).

[modifier] Les radio-étiquettes

Ce sont des dispositifs passifs, ne nécessitant aucune source d’énergie en dehors de celle fournie par les lecteurs au moment de leur interrogation. Auparavant, la lecture des puces passives était limitée à une distance d’environ 10 mètres, mais maintenant, grâce à la technologie utilisée dans les systèmes de communications avec l’espace lointain, cette distance peut s’étendre jusqu’à 200 mètres^[3].

Outre de l’énergie pour l’étiquette, le lecteur envoie un signal d’interrogation particulier auquel répond l’étiquette. L’une des réponses les plus simples possibles est le renvoi d’une identification numérique, par exemple celle du standard EPC-96 qui utilise 96 bits. Une table ou une base de données peut alors être consultée pour assurer un contrôle d’accès, un comptage ou un suivi donné sur une ligne de montage, ainsi que toute statistique souhaitable.

Le marqueur est extrêmement discret par sa finesse (parfois celle d’un morceau de rhodoïd), sa taille réduite (quelques millimètres), et sa masse négligeable. Son coût étant devenu minime, on peut envisager de le rendre jetable, bien que la réutilisation soit plus « écologiquement correcte ».

Le marqueur se compose :

• d’une antenne ;
• d’une puce de silicium ;
• d’un substrat et/ou d’une encapsulation.

Notons aussi l’existence des marqueurs « actifs » et « semi-actifs » (aussi appelés BAP, (en)Battery-Assisted Passive tags, (fr)marqueurs passifs assistés par batterie) qui incluent une batterie.

Les étiquettes actives sont équipées d’une batterie leur permettant d’émettre un signal. De ce fait, ils peuvent être lus depuis de longues distances, contrairement aux marqueurs passifs. Cependant, une émission active d’informations signale à tous la présence des marqueurs et pose des questions quant à la sécurité des marchandises.

Les étiquettes semi-actives n’utilisent pas leur batterie pour émettre des signaux. Elles agissent comme des étiquettes passives au niveau communication. Mais leur batterie leur permet, par exemple, d’enregistrer des données lors du transport. Ces étiquettes sont utilisées dans les envois de produits sous température dirigée et enregistrent la température de la marchandise à intervalle régulier.

[modifier] Contraintes

[modifier] Vie privée

La CNIL dans son rapport annuel du 16 mai 2008 s'inquiète des risques de traçabilité des individus qui n'ont pas accès à leurs données.

[modifier] Obstacles

[modifier] Environnement métallique

La lecture de radio-étiquettes posées sur des objets situés dans un conteneur métallique est plus difficile. La distance de communication possible est diminuée, par effet de cage de Faraday, qui réalise un blindage électromagnétique.

[modifier] Collisions

Lorsque plusieurs marqueurs se trouvent dans le champ d’un même lecteur, les communications sont brouillées par l’activité simultanée des marqueurs.

La détection de la collision est en fait une détection d’erreur de transmission, à l’aide d’un bit de parité, d'une somme de contrôle ou d'une fonction de hachage. Dès qu’une erreur est détectée, l’algorithme d’anticollision est appliqué.

Plusieurs méthodes d’anticollision ont été développées. Voici les quatre principales:

• La méthode fréquentielle : Chaque marqueur communique sur une plage de fréquences différente avec le lecteur. En pratique, c’est inutilisable à grande échelle.
• La méthode spatiale : Avec une antenne directionnelle et à puissance variable, le lecteur va couvrir petit à petit chaque partie de l’espace pour communiquer avec chaque marqueur et l’inhiber, en attendant de le réactiver pour ensuite communiquer avec. En pratique, la présence de deux marqueurs à faible distance l’un de l’autre rend cette méthode inefficace.
• La méthode temporelle : Le lecteur propose aux marqueurs une série de canaux de temps dans lesquels ils peuvent répondre. Les marqueurs choisissent de façon aléatoire le canal de temps dans lequel ils vont répondre. Si un marqueur est le seul à répondre dans ce canal de temps, il est détecté et inhibé par le lecteur. S’il y a plusieurs marqueurs qui répondent en même temps, il sera nécessaire d’effectuer à nouveau cette méthode. Petit à petit, tous les marqueurs sont connus et inhibés ; il suffit alors au lecteur de réactiver le marqueur avec lequel il souhaite communiquer. En pratique, le côté aléatoire fait que la durée de cette méthode est inconnue.
• La méthode systématique : Il existe de nombreux brevets décrivant des méthodes systématiques. Cette méthode consiste à détecter puis inhiber tour à tour tous les marqueurs en parcourant l’arbre de toutes les possibilités d’identifiants (par exemple, le lecteur envoie une requête du type « Tous les marqueurs dont le premier bit d’identification est 1 doivent se manifester. » Si un seul marqueur se manifeste, le lecteur l’inhibe, et s’intéresse ensuite aux marqueurs avec pour premier bit 0, et ainsi de suite). En pratique, cette méthode peut parfois s’avérer longue.

[modifier] Utilisations

Marquage d'objets

• Système implanté d'identification et mémorisation : de manière courante, des puces basse fréquence (125 à 135 kHz) sont utilisées pour la traçabilité d'objets (ex : fûts de bière). La traçabilité d'objets tels que des livres dans les librairies et les bibliothèques ou la localisation des bagages dans les aéroports utilise plutôt la classe haute fréquence (13,56 MHz).
• contrôle d'accès ; il se fait par badge de « proximité » ou « mains-libres ».
  Certaines « clés électroniques » d'accès sont des marqueurs permettant la protection « sans serrures » de bâtiments ou portières automobiles.
  Les badges mains-libres, permettent une utilisation jusqu’à 150 cm (selon le type d’antenne utilisée). Ils peuvent contenir une Identité numérique ou un certificat électronique ou y réagir et permette l'accès à un objet communicant ou son activation.
  Le contrôle d’accès à des bâtiments sensibles est un domaine où le système de radio-identification remplace les badges magnétiques, permettant l’authentification des personnes sans contact. La radio-fréquence de la plupart des badges d'accès ne permet qu'une utilisation à quelques centimètres, mais ils ont l’avantage de permettre une lecture-écriture dans la puce, pour mémoriser des informations ( biométriques, par exemple).
• Traçabilité distante d'objets (fixes ou mobiles) ; Par exemple, des palettes et conteneurs peuvent être suivis dans des entrepôts ou sur les docks) via des marqueurs UHF (ultra haute fréquence).
  À cette fréquence, la lecture n'est théoriquement pas possible à travers l’eau (et donc le corps humain). Cependant lors des RFID Journal Awards 2008, l'entreprise Omni-ID a présenté une étiquette RFID lisible à travers l’eau et à proximité de métal, avec un taux de fiabilité de 99,9%. Des marqueurs micro-ondes (2,45 GHz) permettent le contrôle d'accès à longue distance de véhicules, comme par exemple sur de grandes zones industrielles. Ces marqueurs sont généralement actifs.
• traçabilité d'aliments : Dans la chaine du froid, des aliments peuvent théoriquement être suivis par une puce enregistrant les variations de température.

Transactions financières :

• Moyen de paiement : À Hong Kong et aux Pays-Bas des marqueurs en forme de carte de crédit sont répandus comme moyen de paiement électronique (équivalent de Moneo en France).
  Elles sont également utilisées à Bruxelles (Belgique) comme titre de transport sur le réseau de STIB (voir MoBIB).

Marquage d'êtres vivants :

• Identification de plantes (arbres de la ville de Paris), d'animaux d'élevage (vaches, cochons) ou d'animaux de compagnie comme les chats et les chiens (grace à une puce installée sous la peau dans le cou), d’animaux sauvages (cigognes, manchots): ce sont généralement des puces basse fréquence (125 à 135 kHz).
• Relevés scientifiques : des marqueurs sont aussi des moyens de communication pour la collecte des données issues des relevés scientifiques (monitoring) produits dans un organisme ou par des stations de mesure isolées et autonomes (stations météorologiques, volcaniques ou polaires).
• Chez l'Homme : des radio-marqueurs sous-cutanées, originellement conçus pour la traçabilité des animaux, peuvent sans aucune contrainte technique être utilisés sur des humains. La société Applied Digital Solutions propose ainsi ses radio-marqueurs sous-cutanés (nom commercial : VeriChip) destinés à des humains, comme une solution pour identifier les fraudes, assurer l’accès protégé à des sites confidentiels, le stockage des données médicales et aussi comme un moyen de résoudre rapidement des enlèvements de personnalités importantes.
  Combinés à des capteurs sensibles aux fonctions principales du corps humain, ces systèmes sont aussi proposés comme solution intégrée de supervision de l'état de santé d'un patient.
  Une boîte de nuit de Barcelone (Baja Beach Club) utilise des puces sous-cutanées à radiofréquence^[4] pour offrir à ses clients VIP une fonction de porte-monnaie électronique implanté dans leur corps même.
  La ville de Mexico a implanté cent soixante-dix radio-marqueurs sous la peau de ses officiers de police pour contrôler l’accès aux bases de données et aussi pour mieux les localiser en cas de kidnapping.^{[réf. souhaitée]}

[modifier] Le marché des RFID

En 2005, IBM dénombrait 4 millions de transactions RFID chaque jour.
En 2010, ce constructeur évalue à environ 30 milliards le nombre d'étiquettes RFID produites dans le monde et 1 milliard de transistors par être humain^[5].

[modifier] Applications

[modifier] Applications existantes

• Passeports biométriques français.
• Accès aux transports publics (Grenoble, Paris (Passe Navigo), Nancy, TER Lorraine, Troyes (Busséo), Bruxelles (MoBIB), Montréal, Luxembourg, Strasbourg (Carte Badgéo)...).
• Contrôle des forfaits dans les stations de sport d'hiver.
• Suivis industriels en chaîne de montage.
• Inventaires : Une analyse académique^[6] effectuée chez Wal-Mart a démontré que la radio-identification peut réduire les ruptures d’inventaire de 30 % pour les produits ayant un taux de rotation entre 0,1 et 15 unités/jour.
• Saisie automatique d’une liste de produits achetés ou sortis du stock.
• L’Office de Tourisme des Hautes Terres de Provence (Alpes-de-Haute-Provence) a créé des promenades où les familles vont de lieux en lieux, en glanant des indices que leur dévoilent de faux rochers, dans lesquels sont dissimulés des haut-parleurs, qui se mettent en marche lorsque une puce (collée sur un livret « magique ») en est approchée.
• Dans des universités comme Cornell, des cartes à radio-identification permettent aux étudiants de l’université d’accéder sans formalité à la bibliothèque vingt-quatre heures sur vingt-quatre et sept jours sur sept. Les livres sont munis eux aussi de radio-étiquettes, ce qui élimine toute perte de temps administrative lors des emprunts. Plusieurs bibliothèques sont également équipées aux Pays-Bas, où, depuis le 1^er janvier 2004, chaque ouvrage acheté comporte une radio-étiquette (à base d’une puce SLI de Philips). En France, plusieurs bibliothèques ont elles aussi franchi le pas et s’équipent de matériels de radio-identification. Le mouvement est en réelle accélération, en raison du grand intérêt fonctionnel que présente cette technologie pour les bibliothèques et du prix des étiquettes, en baisse perpétuelle.
• La gestion des parcs de Vélib' à Paris et de Velo'v à Lyon, ainsi que de nombreuses autres solutions de Vélopartage et d'autopartage utilisent des puces de radio-identification^[7].
• De nombreuses épreuves populaires de course à pied (comme le marathon de Paris ou le semi-marathon Marseille-Cassis) ou de cyclisme (Tour de France) ou de roller utilisent des puces de radio-identification fixées sur une chaussure, le cadre, ou le dossard de chaque participant, permettant ainsi le chronométrage individuel lors du passage des lignes de départ et d’arrivée.
• Lecture audio de livres pour enfants.
• Identification de containers de substances chimiques, de médicaments^[8].
• Identification de mobilier urbain, jeux publics, d'arbres d'ornement pour maintenance et suivi^[9].
• Échange de cartes de visites lors d'évènements^[10]
• Implants corporels^[11].
• Suivi d'un cheptel, nourriture, lactation, poids^[12].

[modifier] Applications potentielles

Les étiquettes "intelligentes" sont souvent envisagées comme un moyen de remplacer et d’améliorer les codes-barres de la norme UPC/EAN. Les radio-identifiants sont en effet assez longs et dénombrables pour envisager de donner à chaque objet un numéro unique, alors que les codes UPC utilisés actuellement ne permettent que de donner un numéro pour une classe de produits. Cette propriété de la radio-identification permet de tracer le déplacement des objets d’un endroit à un autre, depuis la chaîne de production jusqu’au consommateur final. C’est cette propriété qui fait que la technologie est considérée par de nombreux industriels de la chaîne logistique comme la solution technologique ultime à tous les problèmes de traçabilité, notion essentielle depuis les crises sanitaires liées aux filières alimentaires.

Cependant les solutions de radio-identification, bien qu’opérationnelles, souffrent d’un manque de normalisation. La jungle des solutions proposées par les différents fabricants rend la traçabilité universelle difficile à réaliser.

EPCglobal^[13] est une organisation qui travaille dans ce sens sur une proposition de standard international afin de normaliser les usages techniques de radio-identification. Le but est de pouvoir disposer d’un système de distribution homogène des identifiants afin de disposer d’un EPC (electronic product code ou code produit électronique) pour chaque objet présent dans la chaîne logistique de chaque entreprise du monde.

Les propriétés des radio-étiquettes permettraient également d’envisager des applications à destination du consommateur final, comme :

• un réfrigérateur capable de reconnaître automatiquement les produits qu’il contient, mais aussi capable de contrôler les dates limites d’utilisation optimale (DLUO) des produits alimentaires périssables ;
• l’identification des animaux grâce à l’implantation d’une puce (déjà obligatoire en Belgique et en Suisse pour les chiens et les chats^[14]) ; obligatoire en France pour tous les équidés depuis le 1^er janvier 2008.
• le marquage des vêtements ;
• l’identification des adresses postales (UAID), des cartes d’identité (INES).
• l'enlèvement des nouveau-nés. En France, la clinique de Montfermeil utilise des bracelets équipés de puce RFID.
• la lutte contre la contrefaçon avec des puces plus difficiles à imiter que les code-barres classiques
• le stade d'avancement d'un produit dans sa chaine de fabrication (automobile)
• l'identification des produits pour un passage plus rapide en caisse dans les points de vente

Une autre proposition d’utilisation de cette innovation est l’inclusion dans les documents à caractère officiel de radio-marqueurs comme système d’identification et de validation, notamment pour les passeports, mais aussi pour les permis de conduire. On peut ainsi envisager d’inclure des données biométriques d’authentification afin de renforcer les dispositions de sécurité.

[modifier] Galerie

Bandes de fréquences possibles et légales	Antennes d'étiquettes (UHF et HF)	matériel d'insertion et puce d'identification animale (fréquence : 2khz)	Comparaison de taille d'une puce sous-cutanée et d'un grain de riz.
Lecteur et puce insérée dans le cou d'un chien.	Puce RFID encapsulée, de 5 cm (125 KHz)	BMicro-puce contenant des données biométriques, insérée dans un passeport	Puce RFID "passive" (Chip Rfid Ario 370DL) en « bouton », adaptée aux uniformes et textiles (Résistance aux traitement en blanchisseries)
Transpondeur Fast-track sur pare-brise, utilisé par exemple pour le péage urbain (accroche velcro)

Péage (en)FasTrak (littéralement : (fr)VoieRapide) : Système de télépéage automatique, sans arrêt du conducteur. Dans la voie de péage, des capteurs (1) détectent le véhicule. lisent (2) le transpondeur (3) monté sur le pare-brise. Le "rideau de lumière" (4) compte (5) le nombre d'essieux, et le compte-propriétaire de la puce est facturé. Un panneau électronique (6) affiche le prix facturé. Un véhicule sans transpondeur, est classé comme contrevenant ; les caméras (7) filment et mémorisent la plaque d'immatriculation pour une contravention (si la plaque est celle d'un utilisateur FasTrak enregistré, il ne paiera que le prix du péage)

[modifier] Risques

Les technologies de radio-identification pourraient s’avérer dangereuses pour l'individu et la société (ex : santé et protection de la vie privée)^[15], avec :

• Possibilité d'atteinte à la vie privée dans le cas de marqueurs « furtifs » ou accessibles à des systèmes susceptibles de diffuser des informations sur la vie privée.
• Utilisation d'informations contenues par les marqueurs de passeports pour agresser sélectivement et par simple proximité physique les ressortissants de certaines nationalités
• « Marquage » abusif et facilité de personnes ayant acheté ou emprunté certains types de films, livres (politique, religion, etc.) comme « indésirables » dans les fichiers d’employeurs potentiels ou d’un État répressif (possible à l’heure actuelle sans cette technologie).
• Problèmes potentiels de « souveraineté numérique/économique » liés à l’infrastructure du réseau EPCGlobal, notamment s’agissant de l’administration, par contrat, de sa racine (onsepc.com) par un acteur privé (américain)
• La puce sous-cutanées pose des questions éthiques et de droit à l’intégrité physique. La limitation au volontariat et consentement éclairé n’assure pas de garantie de respect de la vie privée (Cf. charte des droits de l'homme, et en Europe, la Charte des droits fondamentaux de l'Union européenne) ; dans certains contexte des personnes refusant ces étiquettes sous-cutanées risquent d’être victime de discriminations.
• Identification de personnes par une signature de l’ensemble des étiquettes d'identification par radiofréquences (cartes bancaires, téléphone mobile, pass de transports en commun…) habituellement portées (cf. brevet IBM : Identification and Tracking of Persons Using RFID Tagged Objects par ex.)
• Génération de signaux radio-fréquences pouvant s’avérer dangereux pour la santé (effets suspectés d'un smog électromagnétique croissant…) et cancers dans le cas d'expériences sur la souris^[16] ou interférant avec le fonctionnement des appareils bio-médicaux^[17].
  L'AFSSET recommande de poursuivre la veille scientifique sur la recherche d'effets biologiques des rayonnements liés au RFID, dans un rapport publié le 26 janvier 2009^[18].

[modifier] Protection de l'individu

La législation française prévoit une certaine protection de la vie privée en interdisant :

• le contrôle clandestin (toute identification doit faire l’objet d’une indication visible) ;
• l’usage des mêmes appareils pour le contrôle d’accès et le contrôle de présence.

Selon l’association allemande FoeBuD, la législation n’est pas assez restrictive pour la technologie de radio-identification et la protection des informations personnelles^[19].
Certaines associations proposent des outils pour se protéger d’une utilisation non autorisée de la radio-identification, tel que RFID Guardian^[20].
D’autres associations proposent le boycott de cette technologie qu’elles estiment liberticide^[21]. Selon elles, le fichage d’informations non contrôlables dans une carte d’identité électronique serait préjudiciable à la liberté des individus^[22].

[modifier] Défaut de sécurité ?

Un groupe de hackers a annoncé à la convention bi-annuelle Sixth HOPE à New York avoir cracké (cassé) les sécurités de la fameuse puce sous-cutanée^[23]. Ils prétendent aussi avoir pu la cloner. Ils estiment que la législation est trop souple avec cette technologie, au regard de son potentiel d'atteinte à la vie privée et de fuite d'information.

[modifier] Notes et références

[modifier] Bibliographie

• Michel Alberganti, Sous l’œil des puces, la RFID et la démocratie, Actes Sud 2007
• Philippe Lemoine, « Communication de M. Philippe Lemoine relative à la radio-identification » sur www.cnil.fr, 30 octobre 2003, CNIL[pdf]
• Pièces et Main d'Œuvre, RFID : la police totale, éditions de L'Échappée, 2008, 80 p.
• Michel Alberganti et Pierre Georget, La RFID : Quelles menaces, quelles opportunités ?, Editions Prométhée

[modifier] Annexes

[modifier] Articles connexes

• Internet des objets
• Contrôle d'accès
• Fichage
• Identité numérique
• Puce sous-cutanée
• Communication en champ proche (NFC)
• Exploration de données
• Billet électronique

[modifier] Liens externes

• (en) Archive of the RFID Consultation Website of the European Commission: a service by CE RFID (traduction)
• (fr) Portail francophone de la RFID
• (fr) Tracenews : portail d'actualité sur la traçabilité et la RFID
• (fr) Rapport d'évaluation des impacts sanitaires par l'AFSSET paru en mars 2009

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