RFID privacy protect using blocker tag with anti-blocker

tag scheme

前兩篇所提到的論文，是Blocker Tag發展的演進，是以較早的Gen 1作為基 礎開發的，現在有新開發的RFID標準為：RFID Class 1 Gen 2。不同的標準有著 不同的通訊協定，Gen 1使用了樹演算法，Gen 2使用了分段式ALOHA演算法，在 此論文提出了如何在Gen 2標準下做到Blocker Tag的方法以及對Blocker Tag提 出偵測防護的探討。

1. Anti-blocker tag in RFID Class 1 Gen 1：

根據產品ID的原則，Blocker tag會偽裝產品ID。Blocker tag利用同時回 應＇0＇和＇1＇的動作，不過不能應用在上述論文提到的軟性Blocker tag，因 為我們不能知道哪一部分的產品被遮蓋。在此種情況下，我們可以獲得警戒的優 點和我們可以知道哪些ID將永遠不會回應我們的詢問；如果我們發出詢問且一些 tag宣稱該警戒ID是存在的，代表必有Blocker tag存在。(如圖 14[1])我們稱之 為警戒系統。

圖 14：間諜標籤機制

在軟性Blocker tag系統中，一個警戒tag將不會總是有用的，我們可以透過 先行定義所有的數量大小，假如所有的盤存數量超過最大門檻。我們可以宣稱該 處存在Blocker tag。

2. Anti-blocker tag in RFID Class 1 Gen 2：

在RFID Class 1 Gen 2的標準下，是利用分段式ALOHA的演算法作為基礎的 通訊協定。利用時間槽的方式產生一連串的排程，再由時間槽內所發生的狀態做 是否順利進入盤點的動作。Blocker tag在Gen 2 的環境下建立的方法如圖 15[1]，雖然產品ID進入時間槽是透過隨機取樣的方法選擇的，但是Blocker tag 將所有的時間槽中都存在一個它的ID，便會導致所有的時間槽發生衝突的狀況，

讀取器即無法盤點任何一樣產品ID，這就是在Gen 2的標準下做到Blocker tag 的演算法。

圖 15：Blocker tag 造成的碰撞

警戒系統的方法不能夠應用在RFID Class 1 Gen 2上，因為反碰撞演算法在 Gen 2的時候，不能使用產品ID區別所有的產品。我們可以偵測出存在的blocker tag，藉由機率的結構。如果產品貨物中存在Blocker tag，會有很高的衝突比例 發生，而我們偵測的方法中主要是想透過不正常的高衝突比例，發現狀況。

一旦Blocker tag存在，它將會無效的增加Q值，當詢問在Q值中選擇一個門 檻，且衝突比例可以發現不正常的情況。此方法將總會執行在任何時間。存在一 個問題就是我們所要選擇的門檻以及如何加速去發現Blocker tag的存在。

換句話說，我們依然能夠支持警戒系統，只是該警戒系統需要做一點修改。

RFID Class 1 Gen 2使用分段式ALOHA演算法去盤存，儘管該演算法不能使用產 品的ID去瀏覽所有的tag，我們可以藉由選擇命令中明確指定一個特定的產品 ID。舉例來說，我們可以使用選擇命令去選擇某一個產品ID，然後我們使用詢問 用我們所選擇的產品，然後我們將獲得預期中的回應，如果我們確定該回應是一 個沉默的tag且我們獲得了一個回音，則可以判斷該處必有Blocker tag存在。

在進行實驗之後，我們知道衝突比例不能夠被使用作為門檻(如圖 16[1])。

因為衝突率不只會受到Blocker rate影響，還會受到tag數量影響。一旦tag的數 量增加，衝突比例也會隨之上升。此外，我們事先知道tag的數量，衝突比例不 能代表Blocker tag的存在。

圖 16：時間影響的衝突率

定義了一個比例處在 ACK 的數量和被盤點的 tag 當作 A/Q 比例。在＂Query Adjust＂的方案下，Q 演算法調節 A/Q 的比例從 0.3 到 0.5。最大的 A/Q 比例是 1 且表示此情況下並沒有衝突的發生；如果 Blocker tag 收到正確的 RN16 的話，

一個聰明的 Blocker tag 一定會回應 ACK 給讀取器，因為 blocker tag 送 出＂ACK＂太多的話，會增加 A/Q 的比例。如果 Blocker tag 存在，則 A/Q 比例 將會超過某個比例，根據此論文的實驗結果(如圖 17[1])，將此比例訂定為 0.4。

圖 17：ACK 和 Query 的數量比例

一個 Blocker tag 的 blocking rate 代表著有多高比例的時間槽被 Blocker tag 佔據。偵測和傷害是成正比的：如果 blocking rate 較低，則很難去偵測出 來；若是 blocking rate 比較高，雖然會受到比較大的傷害，但是較容易偵測出 Blocker tag。傷害的意義以有多大的時間我們需要去將盤點，100%的 blocking rate 將會停止所有的盤點狀態。

但是如果 blocking rate 少於 100%的話，在盤點狀態的時候一定會在一個 有限時間內，較大的 blocking rate 會需要更多的時間，我們的工作室製造一個 正過的門檻，並且此門檻擁有合理的時間和偵測率。