CN1726500A - 通过安全通信优化二叉树遍历 - Google Patents

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Abstract

提供用于通过提高的安全性协商RFID标签组(120)的方法和系统。在一个方面中,执行二叉遍历以便单一化标签,不使用直接识别标签组中的标签(102)的信息。生成密钥以便识别RFID标签组的每个RFID标签。生成的密钥不包括识别与特定RFID标签相关的物品的位。操作二叉树算法以便使用生成的密钥来识别RFID标签组中的一个或多个标签。在另一方面中,使用跳频和/或扩频技术来提供提高的安全性同时协商标签。在另一方面中,读取器(104)使标签对于发送给标签的每一位,将系列位滚动回读取器以便提供提高的安全性。

Description

通过安全通信优化二叉树遍历
技术领域
本发明通常涉及射频标识(RFID)标签,以及更具体地说,涉及RFID标签组(a population of RFID tag)的安全协商。
背景技术
在RFID系统中,RFID读取器询问一个或多个RFID标签的信息。会要求RFID读取器区分指定通信范围内的多个不同RFID标签并与其通信。通常,唯一的标识号识别每个标签。RFID读取器能快速和精确地读取与每个标签有关的标识(ID)号很重要。为询问特定标签,通常,读取器以逐位的方式广播标签的标识号,以及标签响应。
然而,这类RFID系统会遇到安全性问题。在第一安全性问题中,从读取器传送到标签的信号经过长距离,诸如一英里的距离。因此,当读取器广播完整的标签ID号时,不期望的第三方能接收该广播,并收集该传送的数据。因此,不期望的第三方能以这种方式获得标签的标识号。
在第二安全性问题中,不期望的第三方能欺骗或“哄骗”RFID读取器广播标签的标识号以便收集它。例如,在这种情况下,不期望的第三方响应读取器的广播。不期望的第三方向读取器传送错误的标签响应以便导致位冲突,从而导致读取器广播标识号位。
因此,需要一种在开放空中通信信道上与标签通信,同时保护标签数据,诸如标签标识号的方法。
发明内容
本发明提供读取器和标签之间的安全通信(即协商)。根据本发明,读取器能够在开放空中通信信道上与标签通信,同时保持标签数据,诸如标签标识号的安全。
根据本发明的实施例,可修改传统的二叉遍历算法以提供读取器和标签之间的安全通信。例如,可修改传统的二叉树遍历算法来提供安全协商。
例如,实现RFID标签组的安全协商方法,使得不在空中传送完整的标签号。该方法的步骤可包括下述:(1)运行二叉树算法以便识别RFID标签组中的RFID标签;(2)在所述二叉树算法期间,从所述RFID标签组的一个或多个接收位;以及(3)仅在所述二叉树算法中的分叉,将接收的位回送到所述RFID标签组。
在另一方面中,实现RFID标签组的安全协商方法,使得执行不包含应用数据的二叉遍历。该方法中的步骤可包括下述:(1)生成密钥以便识别RFID标签组中的RFID标签,其中,该密钥不包括识别与RFID标签相关的物品的位;(2)运行二叉树算法以便识别RFID标签组中的RFID标签;以及(3)在二叉树算法期间,从RFID标签接收位。
在一个方面中,生成步骤包括从一系列数中选择一个数用作密钥的步骤。
在另一方面中,生成步骤包括将随机生成的数用作密钥的步骤。
在另一方面中,生成步骤包括在每次遍历RFID标签组之前,动态生成数以便用作密钥的步骤。
在本发明的另一方面中,描述了用于通过改善的安全性与RFID读取器通信的射频标识(RFID)标签的方法和系统。该标签存储相应的第一密钥,其可以是标识号。第一密钥包括第一位模式。从读取器接收第一至少一位以便使标签通过由第二位模式定义的第二密钥响应二叉遍历操作。通过读取器从事二叉遍历操作。在二叉遍历操作期间,从读取器接收一系列位,以及标签通过第二位模式的相应位响应一系列位的每一位。由此使用第二密钥的第二位模式,单一化(singulate)标签。
在方面中,能从标签中的存储器中读取第二位模式。
在另一方面中,在操作标签期间,可随机生成用于第二位模式的每一位的位值。在一个方面中,能随后存储随机生成的第二位模式。
在另一方面中,能通过读取器从事第二二叉遍历操作。在第二二叉遍历操作期间,标签可通过存储的第二位模式进行响应,或通过新随机生成的第二位模式进行响应。
在本发明的另一方面中,描述了射频标识(RFID)标签。该标签包括天线、调制器、第一存储器和第二存储器。调制器耦合到天线。调制器配置成通过响应位,反向散射(backscatter)调制从天线接收的位。第一存储器存储定义标识号的第一位模式(即第一密钥)。第二存储器存储不包括识别与RFID标签相关的物品的位的第二位模式(即第二密钥)。从读取器接收的第一位组合使得标签通过第一位模式响应二叉遍历。从读取器接收的第二位组合使得标签通过第二位模式响应二叉遍历。
在一个方面中,标签包括用于生成第二位模式的随机位模式发生器。在一个方面中,所生成的第二位模式存储在第二存储器中。在另外的方面中,不存储所生成的第二位模式,以及第二存储器不存在。在该方面中,当生成第二位模式时,由标签响应读取器而传送该第二位模式。
在本发明的另一方面中,提供用于通过改善的安全性,射频标识(RFID)读取器与RFID标签组通信的方法和系统。标签组中的每个标签存储相应的第一密钥,其可以是标识号并包括第一位模式。将第一至少一位传送到标签组以便使标签通过第二位模式来响应二叉遍历操作。将基本上恒定的信号传送到标签组。在传送基本上恒定的信号期间,从第一标签接收第二位模式的多个位。通过读取器终止将基本上恒定的信号传送到标签组以便停止第一标签传送第二位模式的更多位。可重复地将基本上恒定的信号传送给标签并终止,以便从第一标签接收另外多个位。
在本发明的另一方面中,能由读取器使用跳频技术和/或扩频技术来提高安全性。
鉴于本发明的下述详细描述,这些和其他目的、优点和特征将变得更显而易见。
附图说明
包含其中并形成说明书的一部分的附图示例说明本发明以及连同说明书,进一步用来解释本发明的原理以及允许本领域的技术人员制造和使用本发明。
图1是根据本发明的实施例,一个或多个标签读取器与一个或多个标签通信的环境的框图。
图2是示例说明根据本发明的实施例,一个或多个读取器和一个或多个标签之间的通信的体系结构概述的框图。
图3A是根据本发明的实施例的示例性标签的框图。
图3B示例说明了示例性唯一标签标识号。
图4是示例说明根据本发明的实施例,RFID标签的各种操作状态的状态图。
图5示出根据本发明的示例性实施例,提供使用位滚动,通过提高的安全性,用于读取器与RFID标签组通信的示例性步骤的流程图。
图6示出根据发明的示例性实施例,表示读取器和标签之间的示例性通信的信号图。
图7示出根据本发明的实施例,包括用于存储第二密钥的位模式的第二存储元件的示例标签。
图8示出根据本发明的示例性实施例,包括随机位模式发生器的示例性标签。
图9A和9B示出根据本发明的示例性实施例,提供使用第二密钥,通过提高的安全性,用于标签与RFID读取器通信的示例性步骤的流程图。
图10A和10B示出根据本发明的示例性实施例,提供使用第二密钥,通过提高的安全性,用于读取器与RFID标签组通信的示例性步骤的流程图。
现在,将参考附图来描述本发明。在图中,相同的标记表示相同或功能类似的元件。另外,标记的最左数字表示标记首次出现的图。
具体实施方式
标签询问环境
在详细地描述本发明之前,描述可以实现本发明的示例性环境是有帮助的。为示例目的,示出了该示例性环境,以及本发明不限于该环境。图1示例说明了根据本发明,一个或多个RFID标签读取器104与示例性RFID标签组120通信的环境。如图1所示,标签组120包括七个标签102a-102g。根据本发明的实施例,标签组120可以包括任何数目的标签102。在一些实施例中,大量标签102可以包括在标签组120中,包括上百、上千或更多。
示例性环境100还包括一个或多个读取器104。这些读取器104可以独立地操作或可以耦合在一起以形成读取器网络,如图2所示。读取器104可以被外部应用请求来寻址标签组120。另外,读取器可以具有启动通信的内部逻辑。当读取器不与标签组通信时,读取器104通常不发射RF能量。这允许其他读取器作用于相同标签组,但是从不同方位,以便尽可能实现通过RF信号完全覆盖整个标签组。另外,相同的读取器可以使用不同频率作用于相同的标签组以便增加标签覆盖率。
根据本发明,在读取器104和标签102之间根据一个或多个询问协议交换信号110和112。示例性询问协议是下述的二叉树遍历协议。信号110和112是无线信号,诸如射频(RF)传输。在接收信号110后,标签102可以根据基于时间的模式或频率,通过交替地反射和吸收信号110部分,来产生响应信号112。用于交替地吸收和反射信号110的技术在此称为反向散射调制。本发明还能应用于用其他方式进行通信的RFID标签。
图2是根据本发明的实施例,提供一个或多个读取器104和标签102之间的通信的示例性RFID系统200的框图。RFID系统200包括用户应用域290、读取器网络104a-n以及一个或多个标签102。注意本发明可应用于单个读取器,以及在网络中耦合的多个读取器,如图2所示。因此,尽管通常在此引用“读取器”,应理解到本发明可应用于由特定应用所需的任何结构中的任何数目的读取器。
每个读取器104经由一个或多个天线210与标签102通信。可用多种天线结构。例如,在实施例中,读取器104a可以直接连接多达四个天线(例如天线210a-210d)。在另一示例性实施例中,读取器104耦合到复用器并控制它。复用器允许更多数目的天线切换到读取器的单个天线端口。用这种方式,读取器104b可以容纳更多数目的天线。
用户应用域290可以包括一个或多个用户应用。用户应用可以经由通信网络或数据链路与一个或多个读取器104通信。读取器可以从用户应用域290接收有关一个或多个标签102的请求。例如,应用可以请求读取器104询问标签组。
如相关领域的技术人员将意识到的,本发明可以在多种读取器平台和读取器网络结构上实现。
示例性标签实施例
结构概述
图3A是根据本发明的示例性实施例的标签102的框图。标签102包括RF接口部310、状态机320、数据存储部330和天线345。数据存储部330可以包括特定应用所需的一个或多个存储器元件。数据存储部330存储由标签102用于与读取器104通信的信息。在实施例中,存储在数据存储模块330中的信息包括存储元件332。
根据该实施例,由通常为唯一标识号的密钥来识别每个标签102。唯一的标签标识号的位模式可以永久地存储或临时存储在数据存储部330的存储元件332中。图3B描述了唯一的标签标识号350的布局的例子。每个唯一的标签标识号350具有嵌入的标签标识位354和错误检测码位358。例如,每个唯一的标签标识号可以具有九十六(96)位的标识号和16位的错误检测码值。然而,本发明可应用于其他标签标识号长度和错误检测码长度。在该整个文献中,嵌入的标签标识号350被称为标签标识号。
RF接口部310连同一个或多个标签天线345,提供与读取器104的双向通信接口。RF接口部310通过天线345从读取器104接收RF信号,并将信号解调成数字信息符号。RF接口部310包括将数字信息符号调制成将由读取器104接收和解释的RF信号的调制器340。例如,调制器340可以将信息位“反向散射”到从读取器104接收的RF信号上以便通过信息响应读取器104。
状态机320可以包括逻辑、处理器和/或控制标签102的操作的其他部件。状态机320从RF接口部310接收解调的信息符号。状态机320还根据需要访问数据存储部330中的信息。在实施例中,状态机320用数字电路,诸如逻辑门来实现。有关状态机320的另外的详细情况下面参考图4提供。
标签的操作状态
标签102能以各种操作状态存在。这些操作状态的每一个描述用于标签102的一种操作模式。在出现某些事件时,标签102能从一个操作状态转变成另一个。例如,在出现事件时,标签102能从当事件出现时标签102正操作的操作状态的当前操作状态转变成由当前操作状态和事件的组合规定的新的操作状态。
事件可以由检测到来自读取器104的传输中的边缘、经过了预定时间周期或边缘检测和时间经过的组合来触发。事件的例子包括主机复位事件、主机待用事件和数据“空”。
图4示例说明了根据本发明的实施例,用于标签102的状态图中的各种操作状态。在图4中,每个操作状态被示为一个椭圆,以及操作状态之间的转变被示为椭圆之间的连接。通过描述相应事件的文字,注释这些转变。
下面的段落描述如图4所示的操作状态和各转变。仅通过举例,提供这些特定的状态和转变。可采用另外和可选的操作状态、转变和转变引起事件,而不背离本发明的精神和范围。
第一状态是待用状态402。在待用状态402期间,标签102基本上非活动。因此,节省功率同时标签102处于待用状态402。标签102在加电后、接收主机待用事件后,以及在如下所述的其他时间,进入待用状态。
如图4所示,标签102在主机复位事件452后,从待用状态402转变成校准状态404。在实施例中,标签102仅能从待用状态402转变成校准状态404。另外,仅主机复位事件452将导致从待用状态402的转变。在另外的实施例中,其他事件可以导致从待用状态的转变。
在校准状态404下,标签102初始化其定时电路。在实施例中,在校准状态404下,标签102将不产生逻辑符号“0”或“1”,因为还没有定义它们。相反,在校准4下,标签102执行振荡器校准过程和数据校准过程。振荡器校准过程包含标签102从读取器104接收多个振荡器校准脉冲,在此定义为边缘转变(数据)事件。在边缘转变事件之间提供专用定时。类似地,数据校准过程包含标签102从读取器104接收多个数据校准脉冲。数据校准导致定义在读取器和标签之间的通信中使用的数据符号。
如图4所示,在出现事件454时,标签102可以从校准状态404转变成待用状态402。在实施例中,事件454被定义为接收到不是标签102所期望的定时信号的表示的信号。例如,在实施例中,振荡器校准信号被定义为8个相同长度的脉冲。如果由标签102接收的振荡器校准脉冲相当不等或不在所期望的长度范围内,则可以将脉冲视为无效,导致出现事件454。因此,当标签102收到不导致成功振荡器校准或数据校准过程的信号时,发生事件454。
在成功完成导致调谐的振荡器的振荡器校准过程和导致定义的数据符号的数据校准过程之后,标签102期望从读取器104接收定义的数据符号。数据符号被定义为数据“0”、数据“1”以及数据“空”。主机复位和主机待用事件可以在任何时间发生,以及在发生后立即被处理。
在成功完成校准过程之后,标签102从读取器接收数据元。在优选实施例中,数据元是单个位。例如,接收逻辑“0”数据元引导标签102进入全局模式设置状态406。接收逻辑“空”引导标签102进入树开始状态408,跳过全局模式状态406。接收逻辑“0”或“空”导致标签102忽略其读取状态,如由确认的读取标志334所示。用这种方式,读取器能寻址组120内的所有标签,即使是先前已经读取的标签。然而,接收逻辑“1”引导标签102估价确认读取标志。在该估价中,如果已经设置了确认的读取标志(即,表示已经读取过该标签),则标签102转变成待用状态402。如果未设置确认读取标志,则标签102转变成全局模式设置状态406。因此,通过发送逻辑“1”,读取器仅能读取还没有被读取的那些标签。
在实施例中,标签102当处于全局模式设置状态406时,从读取器104接收位序列。当处于全局模式设置状态406时,标签102按特定预定顺序接收串行二进制信息并存储在寄存器中。以二进制(开或关)结构构造全局模式。从读取器104动态接收的每个位编程与模式有关的寄存器。该寄存器与控制定义的标签功能/模式的电路或多个电路有关。在本发明的实施例中,定义的模式包括调制器除数控制(modulator divisor control)、反向散射谐波限幅器(harmonicslimiter)控制以及反向散射功率调节器控制。
调制器除数控制模式控制标签的调制器340将调制反向散射的频率。在本发明的实施例中,该模式基于用于数据“0”的2.5MHz初始频率和用于数据“1”的3.75MHz初始频率。另外,如由相关领域的技术人员将意识到的,能使用其他初始频率。当实现反向散射谐波限幅器模式时,限制反向散射谐波的能量。该限制降低了来自标签的基频之上的频率上的有效发射。反向散射功率调节器控制模式限制由附加到标签的天线反射的调制的基频中的反向散射功率的量。
如上所述,在实施例中,标签102以一系列位的形式从读取器104接收“模式”。每个模式对应于该系列位中的一位。因此,标签通过该系列位中相应位的位置来识别每个模式。可以在制造标签期间在标签中预定系列位中模式的顺序,或能另外定义。未来模式可以定义并分配给序列中的开始位,尽管这些可被定义为“空闲”。在实施例中,在接受序列中的第一位之前,对于所有模式,标签将缺省(上电复位(power on reset))为位值“0”。用这种方式,全局模式设定值是可变位数。如果对操作来说,所有缺省值可接受,则可以在操作中完全省略全局模式。
注意在另外的实施例中,标签从读取器接收全局命令,而不是全局模式信息。例如,当在特定状态下,标签102能从读取器104接收全局命令。代替用于每个模式的一位(关于全局模式),读取器104将N位长度的全局命令传送到标签102。例如,全局命令可以是8位的长度,提供256个可能的命令。命令能构造成使标签102执行在此所述或者已知的任何操作。
在接收逻辑“空”数据元后,标签102转变成树开始状态408。在树开始状态408期间,标签102期望以数据符号形式来自读取器104的命令。在实施例中,命令是单一位。例如,接收逻辑“0”符号引导标签102进入树遍历状态410。然而,接收逻辑“1”符号引导标签102进入哑(mute)状态412。在实施例中,接收逻辑“空”符号不影响树开始状态下的标签102的状态。
当在树遍历状态410下操作时,标签102根据允许读取器104快速询问标签组120的二叉遍历协议,将其标识号传送给读取器104。二叉遍历协议的举例如下所述。
标签102可以从树遍历状态410或树开始状态408进入哑状态412。例如,在不成功协商其标签标识号后,标签102可以从树遍历状态进入哑状态。在哑状态412下,标签102从读取器104接收数据。然而,当在哑状态412下时,标签102不向读取器104提供响应。因此,哑状态412禁止标签102响应对于标识号的特定请求。
在成功协商其标签标识号后,标签102在从读取器104接收“空”符号后,从树遍历状态410转变成命令开始状态414。当标签102接收标签标识长度的“空”符号时,表示成功协商。在命令开始模式414期间,如果从读取器104接收数据“0”,则标签102进入待用模式402。该转变表示确认读取标签102。在进入待用状态之前,标签102设置确认读取标志。因此,该标志表示已经由读取器确认读取了该标签。
当在命令开始状态414下,如果从读取器104接收数据“1”,标签102进入命令状态416。在一个实施例中,接收逻辑“空”符号不影响命令开始状态414下的标签102的状态。
注意在树遍历操作期间,一个或多个标签102可以有效并处于树遍历状态410,或暂时无效并处于哑状态412。已经处理(即确认读取)过的任何其他标签将处于待用状态402。读取器104可以通过隐式指令,共同寻址全部标签组120。这表示在接收某一符号后,标签将基于其当前状态确定指令。因此,标签不必接收整个“显式”指令来执行功能,使得需要传送更少数据(例如长位长度显式指令)并节省传送时间。例如,读取器104可以向标签组发送逻辑“空”符号。处于哑状态412的那些标签将转变成树开始状态408。如果在对应于标识号长度的遍历中的位处接收“空”,则树遍历状态下的任何标签将转变成命令开始状态414。如果在对应于标识号长度的遍历的位处未接收到“空”,那么处于遍历状态的任何标签将转变成哑状态412。当整个协商标签处于命令开始状态414或命令状态416以及一个或多个标签无效并处于哑状态412时,也使用隐式指令。
当在命令状态416下操作时,标签102从读取器104接收命令。命令由多位组成。在本发明的实施例中,命令为8位长,尽管在其他实施例中,命令能具有其他长度。在经由成功二叉树遍历识别出标签后,命令状态416允许读取器104启动标签上的特征和功能。在出现事件416后,标签102可以从命令状态416转变成命令哑状态418。在实施例中,事件468被定义为检测命令内的通信错误或对于未知或禁止功能的请求。在从读取器接收逻辑“空”符号后,标签102返回到命令开始状态414。
命令哑状态418在功能上与哑状态412类似。当在命令哑状态418下操作时,标签102接收数据但不响应。在接收数据“空”后,标签102可以从命令哑状态418返回到命令开始状态414。
二叉树遍历协议
根据本发明的实施例,使用二叉树遍历方法以便在读取器104和读取器的通信范围内的标签组120中的一个之间建立通信。在实施例中,通过要求从每个标签102至读取器104的发射在单独的频率方面是唯一的,来避免标签102之间的争用。在另外的实施例中,能以其他通信方式避免争用。争用可以被定义为通过相同频率、时间和/或相位的多个发射的通信,因此,破坏性地干扰彼此的尝试发射。因此,在示例性的二叉遍历算法中,在读取器104和读取器正寻址的当前标签组102之间一次协商一位信息。
每个标签响应由两个频率来定义,一个频率用于数据“0”,以及另一频率用于数据“1”。用这种方式,许多标签能同时和非破坏性地传送数据0。例如,读取器不能从多个数据0中区别单个数据0并不重要,只要存在数据0。另外,例如,标签响应可以由两个时间周期来定义,一个时间周期用于“0”,以及另一个用于“1”。
在实施例中,二叉树遍历方法消除标签通信直到隔离和校验了具有唯一号的仅一个标签为止。如上所述,二叉树中的每一级表示标签标识号中的一个位位置。当读取器通过二叉树中的结点(或级)时,其引导标签组的子集保持有效以及标签组的子集变得无效。读取器可以发出信号中的位或位组合以便使标签开始二叉遍历,如上所述。然后,标签用它们的标识号的第一位进行响应。然后,读取器确定二叉树的哪一分支继续。例如,读取器可以选择“0”位作为感兴趣的第一位。读取器传送“0”位。最后发送“0”位的标签保持有效。未发送的那些将变成无效。该过程继续,其中,读取器选择二叉树的“0”和“1”分支中的一个。统计地,在每一位交换时,一半的标签组将变成无效。该过程继续直到读取器达到二叉树的最后一级的结点为止并产生唯一标签隔离和消除。能重复该过程直到隔离标签组中的每个标签为止。
对于有关二叉树遍历方法的更多信息,以及通常,根据本发明的实施例,RFID读取器和标签组之间的通信参见U.S.专利No.6,002,544,名为“System and Method for Electronic Inventory”,在此引入其全部以供参考,以及后续未决U.S.专利申请,分别在此引入其全部以供参考:申请序列号No.09/323,206,1999年6月1日提交,名为“System andMethod for Electronic Inventory”,代理案卷号No.1689.0010001、申请序列号No.10/072,885,2002年2月12日提交,名为“Method,Systemand Apparatus for Binary Traversal of a Tag Population”,代理案卷号No.1689.0210001,以及申请序列号No.10/073,000,2002年2月12日提交,名为“Method,System and Apparatus for Communicatingwith a RFID Tag Population”,代理案卷号No.1689.0260000。
本发明的示例性实施例
本发明提供读取器和标签之间的安全通信(即协商)。根据本发明,读取器能在开放空中通信信道上与标签通信,同时保持标签数据,诸如标签标识号的安全。
根据本发明的实施例,能修改诸如如上所述的二叉遍历算法,以便提供读取器和标签之间的安全通信。例如,能修改传统的二叉树遍历算法以便提供安全协商。
在以下小节中,详细地描述通过提高的安全性,用于读取器和标签之间的通信的本发明的实施例。
隐式滚动(implied scroll)实施例
根据本发明的实施例,“隐式滚动”用来提供在读取器和标签之间的通信期间的提高的安全性。根据该实施例,通过在由读取器提供的单个响应间隔期间传送多个响应位而不是正常的单一位响应,标签“滚动”。读取器在每个参与标签连续地将多个响应位滚动到读取器期间,传送基本上恒定的输出信号。读取器监视来自标签的响应位的滚动序列,并确定何时终止标签的响应。读取器能通过结束基本上恒定的输出信号来终止标签的响应。在结束标签的响应后,读取器能传送一个或多个连续的基本上恒定的输出信号以便引起进一步的位滚动,和/或能够通过二叉遍历操作,开始与标签互换单个位。
在实施例中,标签能响应从读取器接收的显式命令,诸如命令位串,向读取器“滚动”或传送系列位流。在另外的实施例中,能通过读取器的隐式命令,使标签将位滚动到读取器。例如,在一个实施例中,在标签传送第一响应位后,标签等待来自读取器的下一位(即前向链路符号)。如果标签比特定间隔更久地继续从读取器接收基本上恒定/连续的功率,标签可以将此识别为隐式命令并调制其下一响应位返回读取器。标签可继续将进一步的响应位调制回读取器,只要标签继续从读取器接收连续功率信号。用这种方式,标签能将多个位滚动到读取器,而没有来自读取器的另外的干预。
能使用滚动以便以各种方式增强安全性。例如,滚动允许对于每个读取器传送的位,从标签传送多个位到读取器。因为能以更低功率传送标签位,对于不希望的第三方来说,这些位更难以检测。因为在滚动期间传送更少读取器位,存在更少所传送的易于被检测的更高能位。
图5示出提供根据本发明的示例性实施例,使用位滚动,通过提高的安全性,用于读取器与RFID标签组通信的示例性步骤的流程图500。基于下述论述,对本领域的技术人员来说,其他结构和操作实施例将是显而易见的。下面,参考图6,更详细地描述图5的步骤。图6示出信号图600,表示根据本发明的示例性实施例,读取器和标签之间的示例性通信。
流程图500从步骤502开始。在步骤502,将第一位传送到标签组。例如,可以由读取器传送第一位以便开始二叉遍历,或能是二叉遍历树内的任何位。例如,图6示出由读取器传送的示例性第一读取器位602。在图6的例子中,第一读取器位602可以由读取器在特定时间周期传送的低信号来表示。为示例目的,在图6中,由读取器传送的所示信号以逻辑形式表示,而不是载波频率等等。
在步骤504,将基本上恒定的信号传送到标签组。例如,如图6所示,由读取器提供基本上恒定的RF输出,示为基本上恒定的信号部分604。
在步骤506,在传送基本上恒定的信号期间,从第一标签接收多个位。例如,如图6所示,第一标签响应被示为第一标签响应606a(图6中被示为通过三个周期的响应反向散射频率,调制基本上恒定的信号部分604)。例如,第一标签响应606a是在接收读取器位,第一读取器位602后的二叉遍历期间标签的正常响应。如图6所示,标签从用第一标签响应606a进行响应(或从任何其他参考点)等待特定时间间隔608a。在特定时间间隔608a届满后,标签通过下一位,第二标签响应606b进行响应。由于来自读取器的隐式命令,标签进行该响应,仅维持基本恒定的信号部分604。用同样的方式,在第二特定时间间隔608b届满后,标签通过另一位,第三标签响应606c进行响应(即滚动)。再一次,由于来自读取器的隐式命令,标签进行该响应,仅维持基本恒定的信号部分604。
在步骤508,终止将基本恒定的信号传送到标签组以便结束从第一标签传送多个位。例如,如图6所示,在点610,终止基本恒定的信号部分604。因此,由于另一特定时间间隔608在第三标签响应606和点610之间未届满,标签将此理解为隐式命令,停止滚动响应位。在点610后,读取器能传送下一读取器位602以便将标签组引导下到二叉树的另一分支,发出一个命令或执行任何其他读取器功能。
在实施例中,能用各种方式设置标签在调制下一响应位返回读取器之前的间隔608的长度。例如,间隔608的长度能预编程到标签中。另外,能在操作期间从读取器传送到标签的训练/同步序列中定义间隔608。
这种隐式滚动过程能用于增强标签组的二叉遍历。例如,能缩短执行二叉遍历所需的时间长度。例如,在实施例中,在二叉遍历期间,读取器能传送二叉树中的结点处的位,其中读取器知道来自结点的树的“0”和“1”分支用标签填充。在其他结点处,读取器能允许标签滚动位。如果读取器从标签同时接收“0”和“1”响应,那么,读取器能通过传送指示在该二叉树“分叉”处的二叉遍历将采取哪一分支的位来终止滚动。因为常常稀疏地填充二叉树,可通过仅需要传送更少位(例如3或4位)的读取器来隔离具有大量位(例如,诸如80位)的ID号以便解决二叉树中的位冲突/分叉,并滚过二叉树的剩余结点。
注意在实施例中,读取器可以具有关于在终止当前位滚动前,将允许连续滚动多少位的限制。例如,限制滚动位的数量以便使读取器和标签保持同步。在另一例子中,可以限制滚动位的数量以便标签不将来自读取器的连续信号与能由读取器发送的其他信号,诸如主机复位信号等等混淆。因此,例如,可以不允许滚动多于每次10或12位。对于示例性80位ID号,每次滚动10位将仅需要从读取器广播约ID号码的12%,从而加速二叉树遍历操作(其中,广播所有80位)。此外,用这种方式,标签ID号更秘密地隐瞒不期望的第三方。
跳频和扩频实施例
如上所述,对不希望的第三方来说,可能欺骗或“哄骗”读取器进入显示整个标签ID号。该不希望的第三方可以传送错误标签响应而导致位冲突,从而使读取器传送位来解决该冲突。不希望的第三方从读取器接收位,并多次发出错误响应信号来拼凑标签组的一个或多个ID号。给定足够的时间,不希望的第三方能潜在地“哄骗出”整个标签组二叉树。
以超高频(UHF)传送的读取器可使用跳频扩频方法来减轻多径空和来自其他读取器的干扰。因此,试图哄骗RFID系统的不希望的第三方将必须跟踪读取器频率跳跃。如果读取器使用伪随机跳跃顺序,则对于不希望的第三方来说,相对容易跟踪读取器频率跳跃。如果读取器使用真随机频率跳跃顺序,则对于不希望的第三方来说,如果可能的话,也难于跟踪频率跳跃。如果有多个同时操作的读取器协商标签组,那么不希望的第三方可能选择的任何一个信道,或任何信道序列将包含不完整树数据的随机交叉。因此,不希望的第三方将不能在合理的时间量内,提取有意义的信息。
对期望提高安全性但仅使用一个或少数读取器的RFID系统来说,随机频率跳跃技术将不认为坚固。在实施例中,为提供改进的系统,读取器可传送直接序列扩频信号。在优选实施例中,直接扩频序列是随机的。与标签类似,不期希的第三方能通过宽带接收机,监视读取器传输(即前向链路)。为哄骗标签,在接收读取器的传输前,不希望的第三方必须知道精确的扩频序列。不希望的第三方最可能以相对远的距离接收和发射。因此,即使不希望的第三方能接收读取器传输并快速地传送调制的复本,由传播延迟引起的相移将可能防止读取器正确地解扩不希望的第三方的哄骗信号。因此,哄骗信号将比真实标签响应在更宽带上传播,并将被忽略。
在实施例中,根据特定的情形,可使用随机跳频、随机直接序列扩频或混合方法来提供坚固数据保护。
没有应用数据的二叉遍历实施例
在本发明的实施例中,二叉树遍历提供提高的安全性。根据本实施例,标签的二进制数而不是标签标识号被用于协商二叉遍历。此外,该二进制数或“第二密钥”不包含应用数据。换句话说,由标签返回给读取器的二进制数不包含能关联或能用来识别与标签有关的对象的信息。通过不向读取器传送应用数据,可以发生通过读取器的标签单一化(即单个标签的分离),维持有关附加标签的物品的任何信息的安全性。在实施例中,能通过不同性能折衷,在标签中使用几种二进制数以便提供可变安全度。
典型地,要求将在二叉遍历中协商的标签ID号(即第一密钥)对于所有可能标记的物品在一段时间是唯一的。这会需要冗余的位序列以便覆盖用于大量物品的唯一性,甚至包括万亿的全世界物品。协商标签唯一性所需的大量位会花费相当长的时间周期。
然而,典型地,特定读取器不能供电和/或读取多于特定数目的无源标签。能由特定读取器供电的标签数量依赖于标签广播功率、读取器到标签的距离以及其他因素。在示例性情况下,读取器能供电约2000个无源标签,其能由11位二进制串覆盖(即2048个唯一值)。因此,在这种情况下,尝试例如每次总是读取整个ID号,诸如112位标识号(例如,96位ePC加上16位CRC)效率不高。统计上,在本实例中,将标签唯一性容纳在读取器领域中仅需要11位。然而,在实施例中,对于各种原因,诸如误差校正等,可以使用比最小值更多的位。
根据本发明,读取器使用第二密钥的位模式来单一化标签。随后,标签能向读取器传送其相当长的标识号或物品密钥(例如ePC或类似)(即,第一密钥),通常包含有关附加标签的物品的信息。然而,由于可在读取器或主机系统中关联两个密钥用于未来标识,该传输仅需要执行一次。因此,在该实施例中,第二密钥短于第一密钥。然而,注意,在另外的实施例中,如下所述,第二密钥可以与第一密钥相同长度或更长。图7示出根据本发明的实施例,包括用于存储第二密钥的位模式的第二存储元件702的示例性标签700。
第二密钥可包括单个位模式或多个组合位模式。根据本发明的示例性实施例,将第二密钥的编码分解成几部分或段。每段提供另外的唯一性。例如,在所期望的标签组中,将第一部分用作最小等级的统计唯一性。例如,在所期望的1024标签组中,10位用于第一部分是绝对最小值。此外,能增加另外的位用于概率和错误检测方案。因此,对示例性的1024标签组,可以在第一部分中使用16-24位。在许多情况下,广播该标签组中的许多位会导致分离单个标签。如果确定传输该许多位未分离标签,那么,可协商第二密钥的第二部分等等,直到获得标签的分离为止。
在另外的示例性实施例中,能实现第二密钥如下:
(A)简单的序列号:第一标签被分配二进制数码1作为第二密钥,第二标签被分配二进制数码2作为第二密钥等等。可以在制造标签时或在稍后的任何时间分配这些数。该数能存储在存储器702中,诸如例如图7所示。然而,如果由不希望的第三方检测到,用这种方式分配的第二密钥会产生有关标签的信息。这是因为分配给特定标签组的数的范围可以(例如由不希望的第三方)已知在某一数据范围内产生,或为特定目的而出售。因此,已知有关标签的这些信息,以及通过偷听确定分配给标签的数,不希望的第三方能推导出有关与标签相关的物体的信息。因此,尽管这是相对简单的解决方案,可以通过偷听措施,不期望地获得有关附加标签的物品的一些信息。
(B)随机生成的静态数:可以将随机、国定数存储在标签中作为第二密钥。这些数能存储在存储器702中,诸如例如图7所示。使用这些随机生成的静态数避免了上述类型的偷听。然而,通过偷听的第三方,可以获得该位置的标签物品的总数。例如,不希望的第三方能偷听和记录分配给广播的局部组中的标签的所有随机、固定数。然后,不希望的第三方能将记录值与由偷听者获得的先前项目进行比较,以便确定存在的标签物体数目的估计或精确计数。因此,该解决方案在保持物品的身份安全性方面更好,但可能允许不希望的第三方确定存在的物品数量。
注意能分配第二密钥作为固定的伪随机数。最好,第二密钥被分配与第一密钥的位模式不相关的位模式。例如,第二密钥可被分配包括对应于在其中形成RFID标签的集成电路芯片的晶片上的位置的位的位模式。例如,位模式能包括表示芯片在晶片上的X-Y位置或晶片中的芯片数量的位。位模式能进一步包括对应于移出芯片的特定晶片的唯一号码,以便使第二密钥进一步与晶片相关联。在另一实例中,第二密钥的位模式能包括对应于时间戳,诸如制造标签的时间、生产芯片的时间或其他相关时间戳的位。在另一实例中,第二密钥的位模式能包括第一密钥的位模式的一部分。例如,第二密钥能包括标签的标识号的位。在另一实例中,第二密钥的位模式能包括与标签有关的冗余校验(CRC)处理位,和/或根据任何其他错误校验算法处理的位。在另一实例中,按照需要这些位模式的任何组合可以与任何其他位模式一起用在第二密钥中。
(C)动态生成的数:使用动态生成的数用于每个标签相对于偷听和哄骗相对更安全。在该实例中,每次在二叉遍历操作中协商或寻址标签组时,可改变第二密钥。因为此,外部偷听系统不能告知由标签传送的一个新的第二密钥是否应用于一个新的物品,或应用于正通过新的第二密钥读取的现有物品。因此,在该实施例中,不能容易确定存在物品的数量,如在上述实施例(B)中。
图8示出根据本发明的示例性实施例,包括随机数生成器或随机位模式发生器802的示例标签800。在实施例中,随机位模式发生器802能生成用于第二密钥的随机数或位模式,具有已知固定长度,或者,能生成任何长度的随机数,如由读取器确定。因此,在一些实施例中,标签能具有灵活的位长度的第二密钥,如由读取器确定。用这种方式,读取器能使标签用任何位数进行响应,包括位1s、10s、100s、1000s,以及任何其他长度范围,直到读取器确定不请求另外的位为止。
此外,在实施例中,当存在时,由随机位模式发生器802生成的第二密钥能存储在第二存储元件804中。另外,在实施例中,不存储第二密钥,以及当由随机位模式发生器802生成时,由标签逐位传送。因此,在该实施例中,不存在第二存储元件804。当标签每次协商传送不同的第二密钥时,和/或传送具有可变长度的第二密钥时,该实施例有用。能将任何类型的随机位模式发生器用于随机位模式发生器802,包括振荡器、逻辑门的组合,或相关领域的技术人员公知的其他类型的随机位模式发生器。
使用动态生成的数的折衷在于为了读取器在读取第二密钥后了解标签附在何种物品上,必须读取标签的第一密钥。然而,因为使用安全第二密钥已经隔离了标签,读取器可将命令传送到标签以将第一密钥(例如标识号)传送给读取器,而不是读取器将第一密钥传送给标签,如在普通二叉遍历期间那样。因此,仅标签的响应,诸如反向散射型响应将包含第一密钥。
上述(C)方法解决几个问题。例如,当使用逐位方法协商时,诸如在二叉树遍历中,主要在相对高功率信道(即,需要高功率来启动无源标签)的读取器传送信道(即前向链路)上广播第一密钥中的信息。由于来自相当长距离(几百英尺)易于偷听该信号。在由读取器重复扫描标签组后,随机噪声或插入噪声(哄骗)能最终导致在前向链路上传送标签的第一密钥的全部或大部分。然而,在实施例中,本发明提供不由读取器在前向链路中传送第一密钥。相反,由读取器在前向链路中传送可比第一密钥短得多并能缺乏物品相关信息(即,不与所附物体关联)的第二密钥。如果需要,然后,读取器能使单一化标签在“反向”链路(即标签到读取器)中传送其第一密钥。因为标签的响应功率比读取器的发射更低,对参考偷听的不希望的第三方来说,该响应更难。因此,即使标签将第一密钥传送给读取器,该反向链路传输更难以检测,允许比使读取器在前向链路中传送第一密钥提高的安全性。
由本发明解决的另一问题关于需要在读取器和标签之间传送的位数。根据本发明,在标签和读取器之间协商的位数(即第二密钥)能基本上小于物品标识号(即第一密钥)。一旦读取器从标签获得第一密钥,读取器能使用第二更短密钥寻址标签,直到由标签生成新的第二密钥为止。在实施例中,读取器能将命令发送给标签以便通过新的第二密钥进行响应。另外,标签能总是通过新生成的第二密钥进行响应,或能在每N次询问后,通过新生成的第二密钥响应,其中N大于等于1。
通过用短于第一密钥的第二密钥寻址标签,能更快地产生通信。如上所述,通常,标签仅需要在读取器的区域内是唯一的,因此,实际上,仅需要比第一密钥短得多的密钥。第一密钥能提供全世界的唯一性以及能在100位以上。读取器区域中的唯一性可能需要更少位。根据本发明,通过解决基于最小位数的标签读取,在需要连续监视的标签上,诸如在自动化库存系统中,能增加性能速度。更高系统性能能导致更快的自动化库存扫描,其能更快检测库存变化。
不传送有关安全性问题(例如第一密钥信息)的物品级信息作为本发明的标签协商过程的一部分,因为相反使用不相关的第二密钥。
因此,本发明的优点包括从读取器传送/广播的观点,提供安全地读取物品标识号的能力。另外,在静态应用(诸如库存)中,使用更短的第二密钥能获得更好的效率,同时将物品标识号(即第一密钥)隐私对竞争者或其他不希望的第三方保密。
图9A示出根据本发明的示例性实施例,用于标签通过提高的安全性与RFID读取器通信的示例性步骤的流程图900。在流程图900的实例中,示例性标签存储由第一位模式定义的标识号(即第一密钥)。基于下述论述,其他结构和操作实施例对相关领域的技术人员来说是显而易见的。下面,更详细地描述图9A的步骤。
流程图900从步骤902开始。在步骤902,从读取器接收第一至少一位。该第一至少一位使标签通过第二位模式响应二叉遍历操作。第一至少一位可以是任何位或位组合以便使标签通过第二密钥进行响应。这能达到标签的状态转变,或其他标签算法改变。
在步骤904,通过读取器从事二叉遍历操作,其中,在二叉遍历操作期间,标签通过第二位模式进行响应。因此,如上所述,标签与读取器通信,通过第二密钥位响应读取器。能用这种方式单一化标签。
根据本发明的另外的实施例,步骤906、908、910和912是可选的。
在步骤906,从读取器接收至少一位以便使第一标签传送其标识号。例如,如上所述,一旦单一化标签,读取器会期望读取标签的标识号、第一密钥,以便识别标签所附的物体。因此,读取器能使用任何机制以便使标签通过第一密钥位进行响应。
在步骤908,传送标识号。
在步骤910,从读取器接收命令。例如,如上所述,一旦单一化标签,读取器会期望命令标签执行标签能做的任何操作,诸如在此所述,或者已知的任何命令/操作。
在步骤912,执行命令。
图9B示出用于步骤904的示例性步骤。如在图9B的实施例中所示,步骤904能包括步骤914和916。
在步骤914,从读取器接收一系列位。例如,如上所述,读取器将位传送给标签。
在步骤916,通过第二位模式的相应位响应系列位的每一位。例如,标签将每个接收的位与标签的第二密钥的前一传送位进行比较(或在另外的实施例中,将每个接收的位与标签的第二密钥的下一位进行比较)。如果它们匹配,标签传送第二密钥的下一位。
在实施例中,步骤904能包括从标签中的存储器读取第二位模式的下一位的步骤。例如,存储器可以是存储第二密钥的第二存储元件702或804。
在另一实施例中,步骤904能包括随机生成第二位模式的下一位的步骤。例如,能由随机位模式发生器,诸如图8所示的随机位模式发生器生成位值。可将生成的位值存储在存储器804中,或者,不存储而是响应二叉遍历操作由标签立即传送到读取器。因此,在后续二叉遍历操作中,标签将新生成第二位模式的每一位。
图10A示出根据本发明的示例性实施例,提供用于读取器通过提高的安全性与RFID标签组通信的示例性步骤的流程图1000。在流程图1000的实例中,标签组的每一标签存储由第一位模式定义的相应的标识号(即第一密钥)。基于下述论述,对相关领域的技术人员来说,其他结构和操作实施例将是显而易见的。图10A的步骤如下所述。
流程图1000从步骤1002开始。在步骤1002中,将第一至少一位传送到标签组以便使标签通过第二位模式响应二叉遍历操作。第一至少一位可以是任何位或位组合以便使标签通过第二密钥进行响应。
在步骤1004中,执行二叉遍历操作以便单一化标签组的第一标签。
根据本发明的另外的示例性实施例,步骤1006、1008和1010是可选的。
在步骤1006,使第一标签传送其标识号。
在步骤1008,接收第一标签的标识号。
在步骤1010,传送命令,以便由第一标签执行。
图10B示出根据本发明的示例性实施例,用于步骤1004的示例步骤。如图10B的实施例中所示,步骤1004能包括步骤1012和1014。
在步骤1012,将一系列位传送到标签组。
在步骤1014,响应系列位的每一位,从第一标签接收第二位模式的相应位。注意标签组的许多标签可以响应由读取器传送的系列位的多位。然而,最终,仅单个标签将响应,成为单一化标签。
在实施例中,在步骤1010,读取器传送预定数目位。例如,可以将位数预定成足以识别读取器的通信范围内的标签。例如,如上所述,为了协商1024个标签,需要10位用于单一性。因此,读取器可以传送位系列中的10或更多位。然而,注意在实施例,对于在位系列,包括1s、10s、100s和1000s位中,读取器可以传送的位数没有限制,以便单一化标签。
例如,在标签组包括1024个标签的实例中,可以将16位选择为用于标签的第二密钥的长度。因此,在该实例中,读取器能传送16位以便可能单一化标签。然而,在该实例中,读取器能传送少于16位,如果预定小于16位将识别通信范围内的单个标签的话。另外,在将标签构造成具有用于第二密钥的灵活位长度的实施例中,读取器可以期望传送除16位外的位以便单一化标签。
另外的实施例
如果特定应用需要的话,能以任何方式组合用于在RFID协商期间提高安全性的如上所述的系统和方法。例如,在实施例中,读取器可以协商标签组。可以由读取器指示标签在协商期间,通过与它们的标识号(即它们的EPC号)不相关的第二位模式进行响应。读取器可以使用二叉遍历协商标签组。一旦读取器单一化标签,读取器能使用隐式滚动功能来使标签将它的标识号发送给读取器。因此,该实施例提供增强的安全性,因为协商不相关的号码,以及因为将标签标识号在更低功率的“反向”链路上发送给读取器。此外,标签的单一化,以及接收标签的标识号能更快地发生。因为在隐式滚动期间,读取器不传送边缘,因此,标签不必等待边缘,能非常快速地将标签的标识号滚动到读取器。例如,在示例性实施例中,在隐式滚动期间,标签比在二叉遍历期间发生通信三倍更快地传送其标识号(或其他信息)。
从在此的教导,如由本发明的技术人员所理解到的,在此所述的实施例的另外的组合也在本发明的范围和精神内。
结论
尽管上面描述了本发明的各种实施例,应理解到仅通过举例提供它们,而不是限制。对相关领域的技术人员来说,在不背离本发明的精神和范围的情况下,可以在形式和细节方面做出各种改变。因此,本发明的宽度和范围不应当受上述示例性实施例的任何一个限制,而是仅应当根据下述权利要求及它们的等效来限定。

Claims (35)

1.一种用于射频标识(RFID)标签与RFID读取器通信的方法,其中,标签存储相应的标识号,其中,所述标识号包含第一位模式,该方法包括:
(a)从读取器接收第一至少一位以便使标签通过第二位模式,响应二叉遍历操作;
(b)通过读取器从事二叉遍历操作,包括步骤:
(1)从读取器接收一系列位;以及
(2)通过第二位模式的相应位,响应所述系列位的每一位。
2.如权利要求1所述的方法,其中,步骤(b)包括:
从标签中的存储器读取第二位模式。
3.如权利要求1所述的方法,其中,步骤(b)包括:
随机生成用于第二位模式的每一位的位值。
4.如权利要求3所述的方法,进一步包括:
(c)存储第二位模式。
5.如权利要求4所述的方法,进一步包括:
(d)通过读取器从事第二二叉遍历操作,包括步骤:
(1)从读取器接收第二系列位;以及
(2)通过存储的第二位模式的相应位,响应系列位的每一位。
6.如权利要求3所述的方法,进一步包括:
(d)通过读取器从事第二二叉遍历操作,包括步骤:
(1)从读取器接收第二系列位;以及
(2)通过第二随机生成的位值,响应系列位的每一位。
7.如权利要求1所述的方法,进一步包括:
(c)从读取器接收至少一位以便使第一标签传送其标识号;以及
(d)传送标识号。
8.如权利要求1所述的方法,进一步包括:
(c)从读取器接收命令;以及
(d)执行命令。
9.一种射频标识(RFID)标签,包括:
天线;
耦合到所述天线的调制器,其中,所述调制器配置成通过响应位,反向散射调制从所述天线接收的位;
第一存储器,存储定义标识号的第一位模式;以及
第二存储器,存储不包括识别与RFID标签相关的物品的位的第二位模式;
其中,从读取器接收的第一位组合使所述标签通过第一位模式响应二叉遍历;以及
其中,从读取器接收的第二位组合使所述标签通过第二位模式响应二叉遍历。
10.如权利要求9所述的RFID标签,其中,所述第二位模式是随机位模式。
11.如权利要求10所述的RFID标签,进一步包括:
随机位模式发生器,生成所述第二位模式。
12.如权利要求11所述的RFID标签,其中,所述随机位模式发生器包括振荡器。
13.如权利要求9所述的RFID标签,其中,所述第二位模式与所述第一位模式不相关。
14.如权利要求9所述的RFID标签,其中,所述第二位模式是固定位模式。
15.如权利要求9所述的RFID标签,其中,所述第二位模式包括对应于RFID标签的集成电路芯片的晶体上位置的位。
16.如权利要求9所述的RFID标签,其中,所述第二位模式包括对应于时间戳的位。
17.如权利要求9所述的RFID标签,其中,所述第二位模式包括第一位模式的一部分。
18.如权利要求9所述的RFID标签,其中,所述第二位模式包括来自第一位模式的散列位。
19.一种用于射频标识(RFID)标签与RFID读取器通信的方法,其中,所述标签存储相应的标识号,该方法包括:
(a)从读取器接收第一至少一位以便使所述标签通过密钥响应二叉遍历操作;
(b)通过读取器从事二叉遍历操作,包括步骤:
(1)从读取器接收一系列位;以及
(2)通过随机生成的密钥位,响应系列位的每一位。
20.一种射频标识(RFID)标签,包括:
天线;
耦合到所述天线的调制器,其中,所述调制器配置成通过响应位,反射散射调制从所述天线接收的位;
存储器,存储定义标识号的位模式;以及
随机位模式发生器,生成所述第二位模式;
其中,从读取器接收的第一位组合使所述标签通过第一位模式,响应二叉遍历;以及
其中,从读取器接收的第二位组合使所述标签通过由所述随机位模式发生器生成的位,响应二叉遍历。
21.一种用于射频标识(RFID)读取器与RFID标签组通信的方法,其中,每个标签存储相应的标识号,其中,标识号包括第一位模式,该方法包括:
(a)将第一至少一位传送到标签组以便使标签通过第二位模式,响应二叉遍历操作;
(b)执行二叉遍历操作以便单一化标签组的第一标签,包括步骤:
(1)将一系列位传送到标签组;以及
(2)响应系列位的每一位,从第一标签接收第二位模式的相应位。
22.如权利要求21所述的方法,进一步包括:
(c)在步骤(b)后,使第一标签传送其标识号。
23.如权利要求21所述的方法,进一步包括:
(c)在步骤(b)后,传送命令,用于由第一标签执行。
24.如权利要求21所述的方法,其中,所述系列位包括足以识别读取器的通信范围内的标签的预定数目的多个位,其中,步骤(1)包括:
将预定数目的位传送给标签组。
25.一种射频标识(RFID)系统中的方法,该射频标识系统包括与RFID标签组通信的至少一个RFID读取器,其中,每个RFID标签存储相应的标识号,该方法包括:
生成密钥以便识别RFID标签组的RFID标签,其中,密钥不包括识别与RFID标签相关的物品的位;
操作二叉树算法以便至少识别RFID标签组中的RFID标签;以及
在二叉树算法期间,从RFID标签接收生成的密钥的位。
26.如权利要求25所述的方法,其中,所述生成步骤包括步骤:
从一系列数中选择一个数用作密钥。
27.如权利要求25所述的方法,其中,所述生成步骤包括步骤:
将随机生成的数用作密钥。
28.如权利要求25所述的方法,其中,所述生成步骤包括步骤:
在每次遍历标签组之前,动态生成一个数用作密钥。
29.一种用于射频标识(RFID)读取器与RFID标签组通信的方法,其中,每个标签存储相应的标识号,其中,该标识号包括第一位模式,包括:
(a)将第一至少一位传送给标签组以便使标签通过第二位模式响应二叉遍历操作;
(b)执行二叉遍历操作以便单一化标签组的第一标签;
(c)将基本上恒定的信号传送到标签组;以及
(d)在传送基本上恒定的信号期间,从第一标签接收第一位模式的多个位。
30.如权利要求29所述的方法,进一步包括:
(e)终止将基本上恒定的信号传送到标签组以便停止第一标签传送第一位模式的更多位。
31.如权利要求30所述的方法,进一步包括:
(f)将第二基本上恒定的信号传送给标签组;
(g)在传送第二基本上恒定的信号期间,从第一标签接收第一位模式的第二多个位;以及
(h)终止向标签组传送第二基本上恒定的信号以便停止第一标签传送第一位模式的更多位。
32.如权利要求31所述的方法,进一步包括:
(I)对于后续基本上恒定的信号,重复步骤(f)-(h)。
33.一种射频标识(RFID)系统中的方法,该射频标识系统包括与RFID标签组通信的至少一个RFID读取器,其中,每个RFID标签存储相应的标识号,包括:
(a)生成位以便识别RFID标签组的RFID标签,其中,该位不包括识别与RFID标签相关的物品的位;
(b)操作二叉树算法以便至少识别RFID标签组中的RFID标签;
(c)在二叉树算法期间,从RFID标签接收生成的位;以及
(d)重复步骤(a)-(c)直到单一化RFID标签为止。
34.一种用于射频标识(RFID)读取器与RFID标签组通信的方法,其中,每个标签存储相应的标识号,其中,该标识号包括第一位模式,该方法包括:
(a)将第一至少一位传送到标签组以便使标签通过第一位模式响应二叉遍历操作;
(b)将基本上恒定的信号传送到标签组;以及
(c)在传送基本上恒定的信号期间,从第一标签接收第一位模式的多个位。
35.如权利要求34所述的方法,进一步包括:
(d)终止向标签组传送基本上恒定的信号以便停止第一标签传送第一位模式的更多位。
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