X-Git-Url: https://hackdaworld.org/gitweb/?p=lectures%2Flatex.git;a=blobdiff_plain;f=rfid%2Frfid_talk_g.tex;h=de7ea1da6ff6faf015a42fcbed754a96f1340c90;hp=04ad5e7ed9fd486d360fe09d9d265b1db737a2ae;hb=fa82372764e4b1be5862dbfbc3cd7344f1b151fb;hpb=47324b82172ec14ce20241a389e532dfc70879c9

diff --git a/rfid/rfid_talk_g.tex b/rfid/rfid_talk_g.tex
index 04ad5e7..de7ea1d 100644
--- a/rfid/rfid_talk_g.tex
+++ b/rfid/rfid_talk_g.tex
@@ -30,11 +30,11 @@
 
 %\beamerdefaultoverlayspecification{<+->}
 
-\AtBeginSubsection[]
+\AtBeginSection[]
 {
   \begin{frame}<beamer>
     \frametitle{Agenda}
-    \tableofcontents[currentsubsection]
+    \tableofcontents[currentsection]
   \end{frame}
 }
 
@@ -52,19 +52,22 @@
   \subsection{Was sind Smartcards}
 
 \begin{frame}
-  \frametitle{Einf"uhrung: Smartcard}
-
+  \frametitle{Smartcard Einf"uhrung}
   \begin{block}{Aufbau / Bestandteile}
     \begin{itemize}
       \item Plastikkarte mit eingebautem Mikrochip\\
-            (Integrated Circuit Card)
+            - {\bf I}ntegrated {\bf C}ircuit {\bf C}ard -
             \begin{itemize}
-	      \item Speicher (ROM, EEPROM, RAM)
 	      \item Hardwarelogik oder Mikroprozessor
+	      \item Speicher (ROM, EEPROM, RAM)
 	    \end{itemize}
       \item Ein/Ausgabeschnittstelle
     \end{itemize}
   \end{block}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}
+  \frametitle{Smartcard Einf"uhrung}
   \begin{block}{Anwendung}
     \begin{itemize}
       \item (automatische) Identifikation
@@ -88,48 +91,428 @@
   \framesubtitle{Speicherkarten / Prozessorkarten}
   \begin{columns}
     \column{6cm}
-    Speicherkarte - synchrone Chipkarte
+    {\small Speicherkarte - synchrone Chipkarte}
     \begin{center}
     \includegraphics[width=6cm]{sc-schem-s.eps}
     \end{center}
     \column{6cm}
-    Prozessorkarte - asynchrone Chipkarte
+    {\small Prozessorkarte - asynchrone Chipkarte}
     \begin{center}
     \includegraphics[width=6cm]{sc-schem-as.eps}
     \end{center}
   \end{columns}
 \end{frame}
 
+  \subsection{Kontaktbehaftete Chipkarten}
+
 \begin{frame}
-  \frametitle{Unterscheidung von Chipkarten}
-  \framesubtitle{kontaktbehaftete / kontaktlose Chipkarten}
-  \begin{block}{ISO 7816 - kontaktbehaftete Chipkarten}
+  \frametitle{kontaktbehaftete Chipkarten}
+  \framesubtitle{ISO/IEC 7816 - Standard der kontaktbehafteten Chipkarten}
+  \begin{block}{ISO 7816-1: Physikalische Eigenschaften}
+    mechanische, elektrische und magnetische Belastbarkeit
+  \end{block}
+  \begin{block}{ISO7816-2: Abmessungen und Lokalisierung der Kontakte}
     \begin{itemize}
-      \item 7816-1: Physikalische Eigenschaften
-      \item 7816-2: Abmessungen und Lokalisierung der Kontakte
-      \item 7816-3: Elektrische Eigenschaften und "Ubertragungsprotokolle
-      \item 7816-4: Definition industrieller Kommandos
+      \item Gr"osse der Kontakte
+      \item Kontaktpositionen
+      \item Kontaktbelegung
     \end{itemize}
   \end{block}
-  \begin{block}{ISO 14443/15693 - kontaktlose Chipkarten (RFID)}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}
+  \frametitle{kontaktbehaftete Chipkarten}
+  \framesubtitle{ISO/IEC 7816 - Standard der kontaktbehafteten Chipkarten}
+  \begin{block}{ISO 7816-3: Elektrische Eigenschaften und "Ubertragungsprotokolle}
     \begin{itemize}
-      \item 10536: {\bf C}lose coupling {\bf I}ntegrated {\bf C}ircuit {\bf C}ard (1 cm)
-      \item 14443: {\bf P}roximity {\bf I}ntegrated {\bf C}ircuit {\bf C}ard (10 cm)
-      \item 15693: {\bf V}icinity {\bf I}ntegrated {\bf C}ircuit {\bf C}ard (1 m)
-      \item 18000: Standard zur Auto-Identifikation von Objekten\\
-                   (Standard umfasst alle global akzeptierten Frequenzen)
+      \item elektr. Signalbeschreibung
+      \item Strom- und Spannungswerte
+      \item Betriebsablauf der ICCs
+      \item {\bf A}nswer {\bf T}o {\bf R}eset (ATR)
     \end{itemize}
   \end{block}
 \end{frame}
 
-  \subsection{Kontaktbehaftete Chipkarten}
+\begin{frame}
+  \frametitle{kontaktbehaftete Chipkarten}
+  \framesubtitle{ISO/IEC 7816 - Standard der kontaktbehafteten Chipkarten}
+  \begin{block}{ISO 7816-4: Definition interindustrieller Kommandos}
+    \begin{itemize}
+      \item stellt Schnittstelle zur Anwendung dar
+      \item Nachrichten, Kommandos, Antworten (insbesondere ATR)
+      \item Struktur der Daten/Dateien
+      \item Zugriff auf Dateien/Daten/Algorithmen
+      \item S/M Methoden (Secure Messaging)
+    \end{itemize}
+  \end{block}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}
+  \frametitle{kontaktbehaftete Chipkarten}
+  \framesubtitle{Kontakte der Chipkarte (ISO 7816-2/3)}
+  \begin{columns}
+  \column{7cm}
+  \begin{center}
+  \includegraphics[width=6cm]{sc-io.eps}
+  \end{center}
+  \column{6cm}
+  \begin{itemize}
+    \item VCC: Versorgungsspannung
+    \item RST: Reset
+    \item CLK: Clock / Taktgeber
+    \item GND: Ground
+    \item VPP: Programmierspannung
+    \item I/O: Input / Output
+  \end{itemize}
+  \end{columns}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}
+  \frametitle{kontaktbehaftete Chipkarten}
+  \framesubtitle{Kontakte der Chipkarte (ISO 7816-2/3)}
+  \begin{block}{I/O}
+    \begin{itemize}
+      \item fungiert als Eingangs- bzw. Ausgangsleitung zum Datenaustausch
+      \item serielle Datenleitung
+      \item im Empfangsmodus Leitung im 'high (mark) state'
+      \item Sender kann Leitung auf 'low (space) state' heben
+      \item Karte und Terminal nie gleichzeitig im Sendemodus
+    \end{itemize}
+  \end{block}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}
+  \frametitle{kontaktbehaftete Chipkarten}
+  \framesubtitle{Kontakte der Chipkarte (ISO 7816-2/3)}
+  \begin{block}{VPP}
+  L"osch- bzw. Programmierspannung f"ur den internen nicht fl"uchtigen Speicher (EEPROM)
+    \begin{itemize}
+      \item Programmiermodus: 'active state'
+      \item Nicht-Programmiermodus: 'passive state'
+    \end{itemize}
+  \end{block}
+  \begin{block}{CLK}
+  \begin{itemize}
+    \item Taktgeber f"ur den Mikrochip
+    \item 2 Frequenzen:
+          \begin{itemize}
+	    \item $f_i$, (initial freq.) w"ahrend Antwort auf Reset
+	    \item $f_s$, (subsequent freq.) im sp"ateren Betrieb
+	  \end{itemize}
+  \end{itemize}
+  \end{block}
+\end{frame}
 
 \begin{frame}
-  \frametitle{I/O - Ein/Ausgabeschnittstelle}
+  \frametitle{kontaktbehaftete Chipkarten}
+  \framesubtitle{Kontakte der Chipkarte (ISO 7816-2/3)}
+  \begin{block}{RST}
+    Zur"ucksetzen des {\bf P}rogram {\bf C}ounters (PC)
+  \end{block}
+  \begin{block}{VCC}
+    Versorgungsspannung des Mikrochips
+  \end{block}
+  \begin{block}{GND}
+    gemeinsame R"uckleitung, definiert das Nullpotential der Schaltung
+  \end{block}
 \end{frame}
 
+\begin{frame}
+  \frametitle{kontaktbehaftete Chipkarten}
+  \framesubtitle{Betriebsablauf (ISO 7816-3)}
+  \begin{block}{Ablaufschema}
+    \begin{enumerate}
+      \item Aktivierung der Kontakte durch das Terminal
+      \item Reset der Karte durch das Terminal
+      \item ATR der Karte
+      \item Abfolge von Datentransferen zwischen Karte und Terminal
+      \item Deaktivierung der Kontakte durch das Terminal
+    \end{enumerate}
+  \end{block}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}
+  \frametitle{kontaktbehaftete Chipkarten}
+  \framesubtitle{Betriebsablauf (ISO 7816-3)}
+  \onslide<1->{Aktivierung der Kontakte}
+  \onslide<7->{/ Reset / ATR}
+  \begin{columns}
+  \column{6cm}
+  \begin{pgfpicture}{0cm}{0cm}{6cm}{6cm}
+    % print contacts
+    \onslide<1->{
+    \pgfputat{\pgfxy(0,5)}{\pgfbox[left,base]{RST}}
+    \pgfputat{\pgfxy(0,4)}{\pgfbox[left,base]{VCC}}
+    \pgfputat{\pgfxy(0,3)}{\pgfbox[left,base]{VPP}}
+    \pgfputat{\pgfxy(0,2)}{\pgfbox[left,base]{CLK}}
+    \pgfputat{\pgfxy(0,1)}{\pgfbox[left,base]{$I/O_{sync}$}}
+    \pgfputat{\pgfxy(0,0)}{\pgfbox[left,base]{$I/O_{async}$}}
+    }
+    % rst low
+    \onslide<2->{
+    \pgfmoveto{\pgfxy(1.6,5)}
+    \pgflineto{\pgfxy(2,5)}
+    \pgfstroke
+    \pgfmoveto{\pgfxy(1.6,4)}
+    \pgflineto{\pgfxy(2,4)}
+    \pgfstroke
+    \pgfmoveto{\pgfxy(1.6,3)}
+    \pgflineto{\pgfxy(2,3)}
+    \pgfstroke
+    \pgfmoveto{\pgfxy(1.6,2)}
+    \pgflineto{\pgfxy(2,2)}
+    \pgfstroke
+    \pgfmoveto{\pgfxy(1.6,1)}
+    \pgflineto{\pgfxy(2,1)}
+    \pgfstroke
+    \pgfmoveto{\pgfxy(1.6,0)}
+    \pgflineto{\pgfxy(2,0)}
+    \pgfstroke
+    }
+    % rst low & vcc high
+    \onslide<3->{
+    \pgfmoveto{\pgfxy(2,5)}
+    \pgflineto{\pgfxy(2.5,5)}
+    \pgfstroke
+
+    \pgfmoveto{\pgfxy(2,4)}
+    \pgflineto{\pgfxy(2,4.5)}
+    \pgflineto{\pgfxy(2.5,4.5)}
+    \pgfstroke
+
+    \pgfmoveto{\pgfxy(2,3)}
+    \pgflineto{\pgfxy(2.5,3)}
+    \pgfstroke
+    \pgfmoveto{\pgfxy(2,2)}
+    \pgflineto{\pgfxy(2.5,2)}
+    \pgfstroke
+    \pgfmoveto{\pgfxy(2,1)}
+    \pgflineto{\pgfxy(2.5,1)}
+    \pgfstroke
+    \pgfmoveto{\pgfxy(2,0)}
+    \pgflineto{\pgfxy(2.5,0)}
+    \pgfstroke
+    }
+    % rst low & vcc high & i/o high
+    \onslide<4->{
+    \pgfmoveto{\pgfxy(2.5,5)}
+    \pgflineto{\pgfxy(3,5)}
+    \pgfstroke
+    \pgfmoveto{\pgfxy(2.5,4.5)}
+    \pgflineto{\pgfxy(3,4.5)}
+    \pgfstroke
+    \pgfmoveto{\pgfxy(2.5,3)}
+    \pgflineto{\pgfxy(3,3)}
+    \pgfstroke
+    \pgfmoveto{\pgfxy(2.5,2)}
+    \pgflineto{\pgfxy(3,2)}
+    \pgfstroke
+
+    \pgfmoveto{\pgfxy(2.5,1)}
+    \pgflineto{\pgfxy(2.5,1.5)}
+    \pgflineto{\pgfxy(3,1.5)}
+    \pgfstroke
+    \pgfmoveto{\pgfxy(2.5,0)}
+    \pgflineto{\pgfxy(2.5,0.5)}
+    \pgflineto{\pgfxy(3,0.5)}
+    \pgfstroke
+    }
+    % rst low & vcc high & i/o high & vpp high
+    \onslide<5->{
+    \pgfmoveto{\pgfxy(3,5)}
+    \pgflineto{\pgfxy(3.5,5)}
+    \pgfstroke
+    \pgfmoveto{\pgfxy(3,4.5)}
+    \pgflineto{\pgfxy(3.5,4.5)}
+    \pgfstroke
+
+    \pgfmoveto{\pgfxy(3,3)}
+    \pgflineto{\pgfxy(3,3.5)}
+    \pgflineto{\pgfxy(3.5,3.5)}
+    \pgfstroke
+
+    \pgfmoveto{\pgfxy(3,2)}
+    \pgflineto{\pgfxy(3.5,2)}
+    \pgfstroke
+    \pgfmoveto{\pgfxy(3,1.5)}
+    \pgflineto{\pgfxy(3.5,1.5)}
+    \pgfstroke
+    \pgfmoveto{\pgfxy(3,0.5)}
+    \pgflineto{\pgfxy(3.5,0.5)}
+    \pgfstroke
+    }
+    % rst low & vcc high & i/o high & vpp high & activate clock
+    \onslide<6->{
+    \pgfmoveto{\pgfxy(3.5,5)}
+    \pgflineto{\pgfxy(4,5)}
+    \pgfstroke
+    \pgfmoveto{\pgfxy(3.5,4.5)}
+    \pgflineto{\pgfxy(4,4.5)}
+    \pgfstroke
+    \pgfmoveto{\pgfxy(3.5,3.5)}
+    \pgflineto{\pgfxy(4,3.5)}
+    \pgfstroke
+
+    \pgfrect[fill]{\pgfxy(3.5,2)}{\pgfxy(0.5,0.5)}
+
+    \pgfmoveto{\pgfxy(3.5,1.5)}
+    \pgflineto{\pgfxy(4,1.5)}
+    \pgfstroke
+    \pgfmoveto{\pgfxy(3.5,0.5)}
+    \pgflineto{\pgfxy(4,0.5)}
+    \pgfstroke
+    }
+    % rst low & vcc high & i/o high & vpp high & activate clock
+    % reset & io_sync atr
+    \onslide<7->{
+    \pgfmoveto{\pgfxy(4,5)}
+    \pgflineto{\pgfxy(4,5.5)}
+    \pgflineto{\pgfxy(4.5,5.5)}
+    \pgfstroke
+
+    \pgfmoveto{\pgfxy(4,4.5)}
+    \pgflineto{\pgfxy(4.5,4.5)}
+    \pgfstroke
+    \pgfmoveto{\pgfxy(4,3.5)}
+    \pgflineto{\pgfxy(4.5,3.5)}
+    \pgfstroke
+    \pgfrect[fill]{\pgfxy(4,2)}{\pgfxy(0.5,0.5)}
+    \pgfmoveto{\pgfxy(4,1.5)}
+    \pgflineto{\pgfxy(4.5,1.5)}
+    \pgfstroke
+
+    \color{blue}
+    \pgfrect[fill]{\pgfxy(4,1)}{\pgfxy(0.5,0.5)}
+    \color{black}
+    
+    \pgfmoveto{\pgfxy(4,0.5)}
+    \pgflineto{\pgfxy(4.5,0.5)}
+    \pgfstroke
+    }
+    % rst low & vcc high & i/o high & vpp high & activate clock
+    % reset & io_sync atr & io_async atr
+    \onslide<8->{
+    \pgfmoveto{\pgfxy(4.5,5.5)}
+    \pgflineto{\pgfxy(6,5.5)}
+    \pgfstroke
+
+    \pgfmoveto{\pgfxy(4.5,4.5)}
+    \pgflineto{\pgfxy(6,4.5)}
+    \pgfstroke
+    \pgfmoveto{\pgfxy(4.5,3.5)}
+    \pgflineto{\pgfxy(6,3.5)}
+    \pgfstroke
+    \pgfrect[fill]{\pgfxy(4.5,2)}{\pgfxy(1.5,0.5)}
+    \pgfmoveto{\pgfxy(4.5,1.5)}
+    \pgflineto{\pgfxy(6,1.5)}
+    \pgfstroke
+
+    \color{blue}
+    \pgfrect[fill]{\pgfxy(4.5,1)}{\pgfxy(1.5,0.5)}
+    \color{red}
+    \pgfrect[fill]{\pgfxy(4.5,0)}{\pgfxy(1.5,0.5)}
+    \color{black}
+    }
+  \end{pgfpicture}
+  \column{6cm}
+  \begin{enumerate}
+    \pause
+    \item RST auf 'low state'
+    \pause
+    \item VCC anlegen
+    \pause
+    \item I/O auf 'high state'
+    \pause
+    \item VPP 'idle state' anlegen
+    \pause
+    \item CLK anlegen
+    \pause
+    \item RST auf 'high state'\\
+          ATR auf $I/O_{sync}$
+    \pause
+    \item ATR auf $I/O_{async}$
+  \end{enumerate}
+  \end{columns}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}
+  \frametitle{kontaktbehaftete Chipkarten}
+  \framesubtitle{Betriebsablauf (ISO 7816-3)}
+  {\bf A}nswer {\bf T}o {\bf R}equest
+  \begin{block}{Asynchrone "Ubertragung}
+  \begin{itemize}
+    \item Zeichen"ubertragung "uber den I/O-Kontakt
+    \item Zeichen $\equiv$ 1 Byte (8 Bit)
+  \end{itemize}
+  \end{block}
+  \begin{block}{Synchrone "Ubertragung}
+  \begin{itemize}
+    \item "Ubertragung einer Serie von Bits via I/O
+    \item Synchron mit CLK-Signal
+  \end{itemize}
+  \end{block}
+\end{frame}
+  
+\begin{frame}
+  \frametitle{kontaktbehaftete Chipkarten}
+  \framesubtitle{Betriebsablauf (ISO 7816-3)}
+  ATR bei asynchroner "Ubertragung: Bit-Dauer
+  \begin{definition}
+  Die Zeitdauer f"ur die Darstellung eines Bits am I/O-Kontakt ist definiert als $1 \, etu$
+  ({\bf e}lementary {\bf t}ime {\bf u}nit).
+  \end{definition}
+  \begin{itemize}
+    \item Karten mit interner CLK:\\
+          $1 \, etu = 1/9600 \, s$
+    \item Karten mit externer CLK:\\
+          $1 etu = \frac{372}{f_i}$ ($1 \, MHz < f_i < 5 \, MHz$)\\
+	  Bsp.: $f_i = 3.5712 \, MHz \Rightarrow$ 9600 baud
+  \end{itemize}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}
+  \frametitle{kontaktbehaftete Chipkarten}
+  \framesubtitle{Betriebsablauf (ISO 7816-3)}
+  \begin{block}{Aufbau eines Zeichens}
+  \begin{itemize}
+    \item Startbit im 'low state'
+    \item 8 Datenbits ($b_0$ bis $b_7$)\\
+          $b_0$ LSB, $b_7$ MSB\\
+	  'low state' $\equiv$ 1, 'high state' $\equiv 0$
+    \item Parit"atsbit $b_p$ (gerade Anzahl von Einsen in $b_0, \ldots,b_7,b_p$)
+  \end{itemize}
+  \end{block}
+  \begin{center}
+  \includegraphics[width=11cm]{char-frame.eps}
+  \end{center}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}
+  \frametitle{kontaktbehaftete Chipkarten}
+  \framesubtitle{Betriebsablauf (ISO 7816-3)}
+  ATR bei asynchroner "Ubertragung: Struktur und Inhalt
+  \begin{itemize}
+    \item TS: 'initial character'
+    \item T0: 'format character'
+    \item 
+  \end{itemize}
+\end{frame}
+
+
   \subsection{Kontaktlose Chipkarten / RFID}
 
+\begin{frame}
+  \frametitle{kontaktlose Chipkarten}
+  \framesubtitle{Die verschiedenen Standards}
+    \begin{itemize}
+      \item 10536: {\bf C}lose coupling {\bf I}ntegrated {\bf C}ircuit {\bf C}ard (1 cm)
+      \item 14443: {\bf P}roximity {\bf I}ntegrated {\bf C}ircuit {\bf C}ard (10 cm)
+      \item 15693: {\bf V}icinity {\bf I}ntegrated {\bf C}ircuit {\bf C}ard (1 m)
+      \item 18000: Standard zur Auto-Identifikation von Objekten\\
+                   (Standard umfasst alle global akzeptierten Frequenzen)
+    \end{itemize}
+\end{frame}
+
 \begin{frame}
   \frametitle{Komponenten eines RFID Systems}
 \end{frame}
@@ -192,8 +575,8 @@
 \end{frame}
 
 \begin{frame}
-  \frametitle{Sicherheit}
-  \framesubtitle{Der gl"aserne Mensch}
+  \frametitle{Datenschutz}
+  \framesubtitle{Verlust der informationellen Selbstbestimmung}
 \end{frame}
 
 \begin{frame}
@@ -205,12 +588,16 @@
 
 \begin{frame}
   \frametitle{Gegenma"snahmen}
-  \framesubtitle{Deaktivierung}
+  \framesubtitle{Energiezufuhr verhindern}
+  \begin{itemize}
+    \item Faradayscher K"afig
+    \item Besch"adigung der Antenne
+  \end{itemize}
 \end{frame}
 
 \begin{frame}
   \frametitle{Gegenma"snahmen}
-  \framesubtitle{Abh"orschutz}
+  \framesubtitle{Deaktivierung}
 \end{frame}
 
 \begin{frame}