Министерство образования и науки Российской Федерации

Министерство образования и науки Российской Федерации
ФГБОУ ВПО «Тамбовский государственный технический университет»
Кафедра «Информационные системы и защита информации»
Программно-аппаратный комплекс по
предупреждению краж велосипедов и
реализации сервиса проката
Автор проекта: студент
Васюкова Екатерина Олеговна
Научный руководитель проекта: к.т.н., доцент
Яковлев Алексей Вячеславович
г. Тамбов 2015
Актуальность
В настоящее время все большее внимание уделяется велосипеду как средству
передвижения. Однако условия для содержания «железного коня» в безопасности от краж
ничтожна, а именно этому способствуют плохо оборудованные и небезопасные места
парковки. Недаром вопросом устройства безопасных велопарковок заинтересовалась
заместитель председателя правительства Ольга Голодец после обращения представителей
«Молодой гвардии Единой России»
Практическое противоречие:
Стремительное
увеличение
количества
продаваемых
велосипедов
ведет
к
увеличению количества краж данного
средства передвижения и требует наличия
значительного
числа
оборудованных
велопарковок.
Невозможность
обеспечения
заданного
уровня сохранности велосипедов, используя
простейшие велозамки и средства фиксации
велосипедов
Научное противоречие:
Изменение функционального применения
RFID-меток приводит к необходимости
разработки
новых
алгоритмов
аутентификации на их основе
Передача
по
открытым
каналам
аутентификационных параметров требует
предотвращения
угроз
нарушения
конфиденциальности
2
Цель и задачи
Цель:
Снижение количества краж велосипедов, а также обеспечение возможности поиска
украденных велосипедов по БД на основе применения RFID-меток.
Задачи:
1) выработка алгоритма аутентификации собственника велосипеда на основе применения
RFID-меток;
2) исследование алгоритма аутентификации собственника велосипеда на основе
применения RFID-меток;
3) комплексная оценка информационной безопасности и эффективности представленного
метода, использующий RFID-метки;
4) реализация и сравнение полученного алгоритма с аналогами.
Работа выполняется в рамках Федеральной государственной целевой
программы «Развитие транспортной системы в России 2010-2020»
3
Классификация средств аутентификации и идентификации
Идентификация и аутентификация
Идентификация
Штрих-коды
RFID
Электронные
ключи класса
Touch
Memory
Аутентификация
Биометрия
Карты с
магнитной
полосой
Пароли
Строгая аутентификация
Многоразовые
ОТР
Динамическая
Статическая
Электронные
ключи класса
eToken + PIN
Смарт-карта
+
PIN
RFID
Усиленная
аутентификация
4
Классификация RFID-меток
По типу питания
По видам памяти
По исполнению
Активные
RO (Read Only)
Стандартные пластиковые
карты
Пассивные
WORM (Write Once Read
Many)
Дисковые метки
RW (Read and Write)
Различные виды брелоков
Места внедрения RFID-метки
Самоклеящиеся бумажные
и лавсановые метки
Спец. исполнения для
жестких условий
эксплуатации
Седло
По рабочей частоте
Метки диапазона LF
125-134 кГц
Метки диапазона HF
13,56 МГц
Метки диапазона UHF
860-960 МГц
Радиочастотные
UHF-метки ближнего поля
Обод колеса
Рама
5
Характеристики технологий
Характеристики технологии
Необходимость в прямой видимости метки
Объем памяти
Штрих-код
RFID
Чтение даже скрытых меток
QR-код
Чтение без прямой видимости
невозможно
Чтение без прямой
видимости невозможно
Нет
Нет
запись большого объема информации на метку, в то время как на обычный
От 10 до 512 000 байт
До 100 байт
До 3 072 байт
штрих-код, например, можно записать только до 100 байт данных;
Перезапись и многократное использование метки
Есть
Дальность регистрации
До 100 м
До 4 м
До 1 м
шифрование и защита данных:
возможна установка
пароля на операции
Одновременнаячтения
идентификация
нескольких
До 200
метокзащита
в секунду от кражНевозможна
Зависит от считывателя
и записи,
вследствие
чего
и подделок;
объектов
Устойчивость к воздействиям окружающей среды
Повышенная прочность и
Зависит от материала, на
Зависит от материала, на
Безопасность и защита от подделки
Подделать возможно
Подделать легко
Подделать возможно
Идентификация металлических объектов
Возможна
Возможна
Возможна
Габаритные характеристики
Средние и малые
Малые
Малые
Стоимость
Средняя и высокая
Низкая
Низкая
защита меток от вредныхсопротивляемость
факторов и более долгий
срокнаносится
службы; RFID-который наносится
который
метка может быть использована
Срок жизни метки
Более 10 летдо 100000 раз;
Незначительный
Незначительный
распознавание движущихся объектов (например, идентификация товара на
Невозможна
Затруднена
Затруднена
конвейере).
Работа при повреждении метки
6
Принцип функционирования RFID-меток
7
Применение RFID-меток: парковка
T→𝑅𝑟 : XYZ│𝐻𝑟 (XYZ+SALT)
RFID-карта
Ридер паркомата
𝐻𝑟 (XYZ+SALT)
Велосипед
разблокируется
=
T→𝑅𝑙 : XYZ│𝐻𝑙 (XYZ+SALT)
Ридер
блокирующего
устройства
𝐻𝑙 (XYZ+SALT)
RFID-метка
8
Применение RFID-меток: проверка
T→𝑅𝑠 : XYZ│𝐻𝑠 (XYZ+SALT)
Преобразователь
идентификатора
RFID-метки в запрос
АРМ для обрабатывания
запросов
БД
украденных
велосипедов
T→𝑅𝑐 : XYZ│𝐻𝑐 (XYZ+SALT)
RFID-карта
Заявление
Заявление о краже велосипеда
АРМ для сбора информации
по украденным велосипедам
9
Применение RFID-меток: прокат
RFID-карта
=
Прокат
Ридер паркомата
в прокате
𝐻𝑟 (XYZ+SALT)
T→𝑅𝑟 : XYZ│𝐻𝑟 (XYZ+SALT)
Велосипед
разблокируется
=
Ридер
T→𝑅𝑙 : XYZ│𝐻𝑙 (XYZ+SALT) блокирующего
устройства
𝐻𝑙 (XYZ+SALT)
RFID-метка
10
Коммерциализация
Метод и протокол аутентификации на основе RFID-меток
Прикладное программного обеспечения, реализующее алгоритм
аутентификации на основе RFID-меток
Программно-аппаратное комплекс, реализующее сервис парковки,
поиска и проката велосипедов на основе RFID-меток
Бизнес
(прокат велосипедов)
Городское коммунальное
хозяйство
(оборудование
велопарковое)
Полиция
(розыск украденных
велосипедов)
11
Области использования
Программно-аппаратный
комплекс по предупреждению
краж велосипедов и
реализации сервиса проката
на основе RFID-меток
Жилые дома,
общежития,
университеты
Фитнес клубы,
спортивные
площадки
Парки
Магазины,
рестораны,
офисы
12
План реализации проекта
Год
(квартал)
1
Наименование мероприятия
Необходимые
средства
Проведение теоретических исследований в предметной
области:
1(1)
Синтез алгоритма аутентификации и идентификации
собственника велосипеда на основе RFID-метки
45 000 руб.
1(2)
Формализация и математическое описание алгоритма
аутентификации и идентификации на основе RFID-метки
40 000 руб.
1(3)
Проведение исследований применимости алгоритма
аутентификации и идентификации на основе RFID-метки в
целях функционирования систем парковки
50 000 руб.
1(4)
Анализ результатов исследования и разработка пилотного
проекта
65 000 руб.
Комплексная оценка информационной безопасности и
эффективности представленного
метода, использующий RFID-метки. Реализация и
сравнение полученного алгоритма с аналогами.
Взаимодействие с потенциальными заказчиками
200 000 руб.
2
13
Контактная информация
ТГТУ, кафедра «Информационные системы и защита информации»
Россия, г. Тамбов, ул. Советская, 116 С2, тел. 63-13-58
Васюкова Екатерина Олеговна,
Яковлев Алексей Вячеславович
E-mail: [email protected]
E-mail: [email protected]
Публикации:
1. Громов Ю.Ю., Яковлев А.В., Тихомирова А.А., Щербинин П.А. Двумерный штрих-код как
идентифицирующая метка в системах контроля и управления доступом // «Известия академии
инженерных наук им. А.М. Прохорова»: ежеквартальный научно-технический журнал. – M.:
Научтехлитиздат, 2013, №1.
2. Васюкова Е.О. Использование RFID-аутентификаторов в программно-аппаратном комплексе
велопарковок и велопроката // Материалы Всероссийского открытого конкурса студентов вузов и
молодых исследователей «Взгляд молодых на проблемы региональной экономики – 2015», 14
октября 2015 г. – Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2015. – 352 с.
3. Васюкова Е.О. Программно-аппаратный комплекс по предупреждению краж велосипедов и
реализации сервиса проката на основе RFID-меток. Проблемы техногенной безопасности и
устойчивого развития : сб. науч. ст. молодых ученых, аспирантов и студентов / ФГБОУ ВПО
«ТГТУ». – Тамбов : Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2015. – Вып. VII (находится в печати)
Работа выполняется в лаборатории «Моделирование сетевых информационных
процессов и систем» кафедры «Информационные системы и защита информации»
14