Прослушивание NFC-связи на частотах высших гармоник

Jazyk: ukrajinština
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Радіотехніка; № 204 (2021): Радіотехніка; 99-104
Радиотехника; № 204 (2021): Радиотехника; 99-104
Radiotekhnika; No. 204 (2021): Radiotekhnika; 99-104
ISSN: 0485-8972
Popis: The widespread use of the NFC technology (Near Field Communication) arouses interest to various security aspects. There are known examples of information exchange with card at a distance greater than standard 5-10 cm. It is also interesting to use signals of higher harmonics, which potentially may be radiated in the form of electromagnetic waves, rather than exists as a magnetic field of scattering. In this work, the radiation of third harmonic by card of standard ISO 14443-3А with the fundamental frequency 13.56MHZ for various excitation modes using the RFID-RC522 reader, smartphone Sony Xperia Z5 Premium, and continuous 10% amplitude modulated 13.56 MHz signal from generator with the subcarrier of imitated smart card response 847.5 kHz was investigated. The card response at third harmonic was simulated in circuit analysis software. Both simulation and experiment proved, that the third harmonic with its side frequencies 40,68 ± 0,8475 MHz have the highest level after the fundamental. To receive the third harmonic signal, the resonant loop antenna in the form of ring vibrator loaded on capacitor was used. This allows the sizes of the received system to be reduced, but the problem of complex field structure in the near-field zone remains. Due to narrow bandwidth of the receiver antenna, the registration of card response signal was complicated. The experiments with three methods of signal generation proved, that third-harmonic signal is registered at the distance more than 1.5m, which may pose a threat for contactless smart-cards transactions security. At the same time, the influence of high level of noise at such a distance may cause difficulties to decode the short-duration signals, which requires further study.
Широкое использование технологии NFC-коммуникации в ближнем поле вызывает интерес к различным аспектам безопасности ее использования. Известны примеры обмена информацией с карточкой на расстоянии большем, чем стандартные 5–10 см. Также интересна возможность использовать сигналы высших гармоник, которые потенциально могут излучаться в виде электромагнитных волн, а не только существовать как индуктивное поле рассеяния. В работе исследовано излучение третьей гармоники частоты 13,56 МГц карточкой стандарта ISO 14443-3А в разных режимах возбуждения, – с помощью устройства RFID-RC522, смартфона Sony Xperia Z5 Premium и сигналом 13,56 с прямоугольной модуляцией 10 % на частоте поднесущего ответа карточки 847,5 кГц. В программе анализа электронных схем промоделировано отклик карточки в диапазоне третьей гармоники. И моделирование, и эксперимент подтвердили, что наибольшим сигналом (кроме сигнала на основной частоте) есть сигнал на частоте третьей гармоники и ее боковых частотах 40,68 ± 0,8475 МГц. Для приема сигнала на частоте третьей гармоники была изготовлена резонансная антенна в виде кольцевого вибратора, нагруженного на емкость. Это позволяет уменьшить размеры приемной системы, но остается проблема сложной структуры полей в ближней зоне излучающих структур. При измерении входного импеданса антенны отмечена ее узкая полоса рабочих частот, что затрудняет регистрацию сигнала ответа карточки. Эксперименты с использованием трех методов генерации сигнала подтвердили, что сигнал третьей гармоники регистрируется на расстоянии больше 1,5 м, что может представлять угрозу для безопасности транзакций с помощью бесконтактных карт. Вместе с тем, влияние высокого уровня шума на таком расстоянии может сделать невозможным декодирование кратковременного сигнала от карточки, что требует дополнительного изучения.
Широке використання технології NFC-комунікації у близькому полі спонукає розглядати різні аспекти безпеки її використання. Відомі приклади обміну інформацією з карткою на відстані, яка значно більше ніж типові максимальні 5 – 10 см. Також привертає увагу можливість отримати сигнал з картки на частотах вищих гармонік, які потенційно можуть випромінюватися у вигляді електромагнітних хвиль, а не тільки існувати як індуктивне поле котушки зв’язку. В роботі досліджено випромінювання третьої гармоніки частоти 13,36 МГц карткою стандарту ISO 14443-3A у різних режимах збудження, – за допомогою пристрою RFID-RC522, смартфона Sony Xperia Z5 Premium та сигналом 13,36 МГц з прямокутною модуляцією 10 % на частоті піднесучої відповіді картки 847,5 кГц. В програмі аналізу електронних схем проведено моделювання відгуку картки в діапазоні третьої гармоніки. І моделювання і експеримент підтвердили, що найбільшим сигналом (крім основного) є сигнал на частоті третьої гармоніки та її бокових частотах 40,68 ± 0,8475 МГц. Для прийому сигналу на частоті третьої гармоніки було виготовлено резонансну антену у вигляді кільцевого вібратора, що навантажений на ємність. Це дозволяє зменшити розміри приймальної системи, хоча проблема складної взаємодії електромагнітних полів та антенних структур у ближній зоні залишається відкритою. За результатами вимірювання характеристик імпедансу цієї антени було визначено її вузьку смугу частот, що ускладнює прийом сигналу відповіді картки. Експерименти з використання трьох методів генерації сигналу відповіді картки показали, що сигнал третьої гармоніки реєструється на відстані більше 1,5 м, що може скласти загрозу для безпеки транзакцій за допомогою платіжних банківських карт. Разом з тим, великий вплив шуму при такій відстані може зробити неможливим детектування короткочасного сигналу від картки, що потребує додаткового вивчення.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: