मॉन्ट्रियल मेट्रो टिकट को चलाने वाली छोटी चिप

 (righto.com)
1 पॉइंट द्वारा GN⁺ 2024-06-24 | 1 टिप्पणियां | WhatsApp पर शेयर करें
  • मॉन्ट्रियल Métro के disposable paper टिकट दिखने में जैसे लगते हैं, उसके उलट वे NFC टैग की तरह काम करते हैं; अंदर मौजूद MIFARE Ultralight EV1 चिप और metal foil antenna fare gate से communication करते हैं
  • fare gate reader द्वारा बनाया गया magnetic field टिकट को power देता है और data का आदान-प्रदान करता है, जिससे ticket validation 35ms के भीतर पूरी हो जाती है—पलक झपकने से भी तेज
  • यह chip 48-byte या 108-byte user EEPROM देने वाला low-cost design है; इसमें encryption नहीं है, लेकिन 7-byte UID, UID signature, memory locking और 24-bit one-way counters हैं
  • अंदर RF interface, EEPROM, charge pump, और standard-cell आधारित digital logic हैं; इसे लगभग 180nm process और करीब 8,000 gates व 45,000 transistors के पैमाने का माना गया है
  • wafer-level बिक्री और बेहद छोटे die के कारण chip की कीमत करीब 9 cents प्रति unit तक गिर जाती है, इसलिए antenna sheet और printing cost जोड़ने के बाद भी इसे disposable टिकट में डाला जा सकता है

कागज के टिकट के अंदर NFC की संरचना

  • मॉन्ट्रियल Métro का paper टिकट fare gate के पास रखने पर खुलने वाले NFC tag की तरह काम करता है
  • बाहर दाईं ओर बना सुनहरा pattern credit card के EMV chip contacts जैसा दिखता है, लेकिन वह असली contact नहीं बल्कि ink से छपा नकली pattern है
  • असली circuit कागज के अंदर मौजूद पतली plastic sheet में होता है
    • metal foil layer coil-आकार का antenna बनाती है
    • छोटे काले बिंदु जैसी दिखने वाली NFC chip antenna wiring के दोनों सिरों से जुड़ी होती है
    • ऊपर बाईं ओर की तिरछी metal stripe 2D sheet में spiral antenna circuit को पूरा करने वाले bridge का काम करती है
  • chip का आकार 570µm × 485µm है, यानी नमक के दाने जितना; मोटाई 75µm या 120µm है, इसलिए टिकट के अंदर इसे छूकर महसूस नहीं किया जा सकता

battery के बिना 35ms में validation की प्रक्रिया

  • NFC में reader और tag कम दूरी पर magnetic field के जरिए data का आदान-प्रदान करते हैं
  • fare gate reader द्वारा बनाया गया magnetic field tag को power देता है और साथ ही data भेजता है
  • reader और tag दोनों में coil-आकार के antennas होते हैं, इसलिए पास रखने पर वे transformer windings की तरह inductive coupling से signals का आदान-प्रदान करते हैं
  • टिकट को fare gate से touch कराने पर NFC communication 35ms के भीतर खत्म हो जाता है, जो पलक झपकने से भी तेज है
  • अगर tag valid ticket data देता है, तो metro में प्रवेश किया जा सकता है

MIFARE Ultralight EV1 की capabilities और security

  • टिकट में लगी chip NXP की MIFARE Ultralight EV1 है, जो disposable ticket applications के लिए low-cost chip है
  • इसकी बुनियादी भूमिका reader को data blocks उपलब्ध कराना है
    • data छोटे EEPROM में stored रहता है
    • एक version 48-byte user memory देता है
    • दूसरा version 108-byte user memory देता है
  • Ultralight chip में advanced chips में मिलने वाला encryption support नहीं है
    • इसका security level QR code या barcode छपे concert tickets से बहुत अलग नहीं है
    • उसी ticket के duplicate use को रोकने और data verify करने की जिम्मेदारी reader और backend system पर होती है
  • printed ticket से बेहतर कुछ features भी हैं
    • manufacturing के समय unique 7-byte UID डाला जाता है
    • UID signed होता है, जिससे fake UID बनाना रोका जाता है
    • UID signature ECC algorithm से बनाया जाता है, लेकिन chip खुद cryptographic operation नहीं करती; वह manufacturing के समय लिखे गए signature bytes देती है
    • password-protected memory access और memory page locking को support करती है
    • password बिना encryption के transmit होता है, इसलिए security कमजोर है
  • तीन 24-bit one-way counters इस्तेमाल की संख्या सीमित करने जैसे कामों में उपयोग किए जा सकते हैं
    • counter केवल बढ़ सकता है, घट नहीं सकता
    • update के दौरान card हट जाने पर partial update से बचने के लिए counter में anti-tearing feature होता है

chip निकालकर photograph करने की प्रक्रिया

  • chip की तस्वीर लेने के लिए paper ticket से antenna लगी plastic sheet निकालनी पड़ती है और फिर केवल silicon die बचाना होता है
  • processing कई steps में की जाती है
    • ticket को पानी में भिगोकर कागज को नरम किया गया, फिर खुरचकर plastic core को उजागर किया गया
    • chip वाले छोटे plastic piece को काटकर करीब 30 seconds तक उबलते sulfuric acid में रखा गया, ताकि plastic और adhesive हट जाएं
    • surface protection layer यानी passivation 1.1µm मोटी silicon nitride और PSG की layer है, जिसे उबलते phosphoric acid से हटाया गया
    • Armour Etch और hydrochloric acid treatment को दोहराकर oxide layer और metal layers हटाई गईं
  • metal layers और polysilicon हटाने पर silicon structure सामने आता है
    • doped silicon regions transistors को दिखाते हैं
    • सफेद rectangles capacitors हैं
    • capacitors antenna के साथ resonant frequency match करने, power filter करने और charge pump से voltage बढ़ाने में इस्तेमाल होते हैं
  • chip इतनी छोटी है कि processing के दौरान उसके खो जाने का बड़ा risk होता है
    • chip को छूने या उस पर सांस फूंकने से भी वह उड़ सकती है
    • tweezers से पकड़ते समय वह उछलकर गायब हो सकती है
    • processing steps और microscope slide के बीच transfer करते समय उसे पानी की बूंद में डालकर pipette से ले जाना सबसे सुरक्षित तरीका था

internal blocks: RF, digital logic, EEPROM

  • chip के बाईं ओर antenna से जुड़ा RF interface होता है
    • यह high-frequency signal को digital data में बदलता है
    • antenna signal से power निकालकर chip को चलाता है
  • chip का बड़ा हिस्सा reader से मिल सकने वाले 18 commands को process करने वाली digital logic लेती है
    • Wake-up, Halt commands chip state को control करते हैं
    • Read, Write commands EEPROM storage तक access करते हैं
    • Read_Cnt, Incr_Cnt commands counters तक access करते हैं
  • जब कई cards एक साथ reader के सामने रखे जाते हैं, तो anticollision feature से उन्हें बिना collision के पढ़ा जा सकता है
    • collision detect होने पर reader standard NFC algorithm से identification number के आधार पर cards को एक-एक कर select करता है
    • यह algorithm chip के 4 commands का उपयोग करता है
  • EEPROM power न होने पर भी data retain करता है
    • data retention period 10 साल के लिए design किया गया है
    • EEPROM write के लिए chip के बाकी हिस्से से ज्यादा voltage चाहिए
    • EEPROM interface circuit जरूरी signals generate करता है
  • die पर दिखने वाले प्रमुख blocks ये हैं
    • ऊपर की ओर EEPROM storage cell array
    • EEPROM के दाईं ओर charge pump
    • EEPROM और digital logic के बीच EEPROM interface
    • चार bond pads antenna connection points हैं; चाहें तो दो parallel antennas support किए जा सकते हैं
  • analog circuits के कुछ हिस्सों की पहचान निश्चित नहीं है
    • बड़ा oval structure reader को data वापस भेजने के लिए load बदलने वाला RF transistor हो सकता है
    • या chip voltage regulate करने वाली Zener diode हो सकती है
    • नीचे का structure antenna signal को rectify कर chip power बनाने वाली RF diode होने की संभावना है

tag द्वारा data वापस भेजने वाली load modulation

  • tag transmitter चालू करने के बजाय load modulation से data reader को वापस भेजता है
  • antenna के दोनों सिरों पर load बदलने से reader द्वारा absorbed energy थोड़ी बदलती है
    • reader अपने transmitting antenna की voltage change से इस difference को detect करता है
    • load modulation signal transmit signal से 80dB कमजोर होता है, लेकिन reader इसे detect कर data bits extract कर सकता है
  • operating frequency कई stages में बंटी है
    • reader 13.56MHz carrier wave से transmit करता है
    • tag load को 848kHz पर on/off करता है, जो carrier का 1/16 है
    • bit transmission 106kbit/s पर होता है, जो modulation frequency का 1/8 है
  • NFC tag का load resistor या capacitor हो सकता है
    • resistor signal को सीधे absorb करता है
    • capacitor antenna की resonant frequency बदलकर tag तक पहुंचने वाले signal की मात्रा adjust करता है
    • die में capacitors बहुत हैं और बड़े resistors नहीं दिखते, इसलिए माना जाता है कि यह chip capacitor को load के रूप में इस्तेमाल करती है

manufacturing process और standard-cell logic

  • die की enlarged photo में doped silicon regions और MOS transistor gate width के आधार पर chip का feature size करीब 180nm अनुमानित है
  • 180nm process 1990s के अंत में व्यापक रूप से इस्तेमाल होता था, और अक्टूबर 2012 में MIFARE Ultralight EV1 के launch के समय मौजूद latest 22nm process से पुराना था
  • पुराना process इस chip की characteristics और cost structure के अनुकूल है
    • chip area का बड़ा हिस्सा analog circuits और चार bond pads लेते हैं, इसलिए digital logic घटाने से total area बहुत कम नहीं होगा
    • इससे छोटी chip को antenna से जोड़ना practical रूप से मुश्किल है
    • disposable low-cost market के लिए chip होने के कारण इसे जितना सस्ता हो सके बनाना जरूरी है
    • newer process प्रति wafer chips की संख्या बढ़ा सकता है, लेकिन wafer manufacturing cost भी बढ़ती है
  • digital circuit standard-cell logic से implement किया गया है
    • शुरुआत NAND gates या flip-flops जैसी standard cell library से होती है
    • cells fixed height में design किए जाते हैं और rows में रखे जाते हैं
    • cells के ऊपर metal wiring से desired circuit बनाया जाता है
    • fully custom layout की तुलना में density और efficiency कम होती है, लेकिन design तेज और सस्ता होता है
  • chip CMOS logic का इस्तेमाल करती है
    • हर logic gate NMOS और PMOS transistors से बना होता है
    • manufacturing सरल करने के लिए NMOS और PMOS अलग rows में रखे जाते हैं
    • PMOS transistors बड़े होते हैं, इसलिए photo में अलग पहचाने जा सकते हैं
  • logic area लगभग 8,000 gates और करीब 45,000 transistors का अनुमानित है
    • यह scale किसी simple 8051 जैसे microcontroller को मुश्किल से fit करने भर का है
    • अगर microcontroller हो, तो software storage space भी चाहिए
    • protocol simple है और transistor count कम है, इसलिए microcontroller की बजाय state machine और counter-based hardware implementation की संभावना ज्यादा है

EEPROM और voltage boost circuit

  • chip data flash memory जैसे EEPROM में stored होता है
  • part number के आधार पर 640-bit या 1312-bit EEPROM मिलता है
    • दोनों versions एक ही EEPROM implementation इस्तेमाल करते हैं, और लगता है कि cheaper version में available capacity सीमित की गई है
  • die photo में EEPROM 64×64 grid जैसा दिखता है, इसलिए यह 4K-bit storage जैसा लगता है
  • advertised capacity से बड़ा दिखने का कारण निश्चित नहीं है
    • cell structure के कारण capacity गलत गिनी गई हो सकती है
    • one-way counters और UID signature जैसे data, जो EEPROM memory map में शामिल नहीं हैं, stored हो सकते हैं
    • अगर chip में microcontroller है, तो additional EEPROM space code storage के लिए इस्तेमाल हो सकता है
  • EEPROM को bits store करने के लिए 10–20V का अपेक्षाकृत high voltage चाहिए
    • यह voltage capacitors को high frequency पर switch करने वाला charge pump circuit generate करता है
    • EEPROM के दाईं ओर कई बड़े capacitors वाला circuit charge pump माना जाता है

disposable ticket को संभव बनाने वाली cost structure

  • NFC chip disposable ticket में लग सकती है क्योंकि chip को बेहद सस्ते में बनाया जा सकता है
  • कीमत कम रखने के लिए chip packaged component के रूप में नहीं, बल्कि wafer-level बेची जाती है और बाद में ticket में mount की जाती है
  • Digikey पर 8-inch silicon wafer $9,000 में खरीदा जा सकता है
    • 1 wafer 100,587 chips देता है
    • प्रति unit कीमत लगभग 9 cents है
    • datasheet के अनुसार potential good dies प्रति wafer 103,682 हैं
    • actual yield 97% है, और wafer के साथ यह बताने वाली file दी जाती है कि कौन-से dies good हैं
  • सामान्य chip manufacturing में bad dies पर ink dot लगाया जाता है, लेकिन यह chip हर die ink dot से भी छोटा है, इसलिए वह तरीका उपयुक्त नहीं है
  • अगर अधिक chips चाहिए, तो 12-inch wafer $19,000 में खरीदा जा सकता है
    • 12-inch wafer 215,712 chips देता है
  • ticket manufacturer हर chip को antenna sheet पर mount करता है और फिर ticket print करता है
    • यह process कुछ cents और जोड़ती है, लेकिन अंत में ऐसा low-cost ticket बनता है जिसे एक बार इस्तेमाल कर फेंका जा सके

Occasional card और Opus card का अंतर

  • विश्लेषण का subject मॉन्ट्रियल का Occasional card L’Occasionnelle है
    • इसे एक trip या अधिकतम 3 days तक इस्तेमाल किया जा सकता है
    • यह rechargeable नहीं है और इस्तेमाल के बाद फेंक दिया जाता है
  • long-term use के लिए Opus card इस्तेमाल होता है
    • यह paper नहीं, plastic card है
    • इसे ज्यादा समय तक इस्तेमाल किया जा सकता है
    • यह Calypso standard implement करता है और higher security देता है
  • Calypso AES, DES, ECC जैसी encryption का इस्तेमाल करता है और बड़ा EEPROM storage देता है
  • Opus card के अंदर chip का type और manufacturer analyze नहीं किया गया

संबंधित पढ़ाई

1 टिप्पणियां

 
GN⁺ 2024-06-24
Hacker News की राय

  • असल में ये काफ़ी मिलते-जुलते हैं। physical communication layer अलग है, लेकिन ऊपर की protocol layers लगभग समान हैं
    contact smart cards ISO 7816 का पालन करते हैं, और MIFARE contactless cards ISO 14443 Type A हैं, जबकि protocol ISO 7816-4 का पालन करता है
    यह देखते हुए हैरानी की बात नहीं कि contact smart card ecosystem host software, readers और card के अंदरूनी logic में न्यूनतम बदलाव के साथ contactless cards को भी support करना चाहता था। credit cards, bank cards और FIDO devices जैसे कई मामलों में वही device contact और contactless दोनों को support करता है
    यह WiFi और wired Ethernet के रिश्ते जैसा है। physical layer बहुत अलग है, लेकिन logical तौर पर compatible हैं और वही software दोनों को support करता है

    • मुझे इस बात पर थोड़ा गर्व है कि मैं करीब 1997 में हमारे देश के एक bank में पहली online banking site बनाने वाली team में था
      उस समय व्यापक रूप से इस्तेमाल होने वाले paper bills का payment किया जा सकता था, और शुरुआती UI labels और input boxes वाली एक साधारण HTML table थी। हमने एक prototype बनाया जिसमें paper bill की image को background में रखा और जहाँ वास्तविक numbers लिखे होते थे, वहाँ input boxes रखे
      user अपने पास डाक से आया paper bill रखकर, screen पर कागज़ से 1:1 match करती copy बनाते हुए numbers डाल सकता था। कौन सा number कहाँ डालना है, यह हर किसी को आसानी से समझ आ गया
      response तुरंत मिला, इसलिए सभी forms ने यही principle अपनाया, सभी banking apps ने इसे implement किया और यह आज भी इस्तेमाल होता है
    • हालांकि सिर्फ ISO 14443-4 ही ISO 7816 जैसा protocol इस्तेमाल करता है। दूसरे शब्दों में, ISO 14443-4 किसी अलग physical interface के ऊपर ISO 7816 की upper layer को represent करता है
      MIFARE Ultralight असल में 14443-4/7816/smartcard-style APDU implement नहीं करता। IC की performance काफी कम होती है, इसलिए यह बहुत ज्यादा simple है
      और ज़्यादा उलझाने वाली बात यह है कि कुछ MIFARE IC सच में ISO 14443-4 implement करते हैं। उदाहरण के लिए fixed-function MIFARE DESFire cards या SmartMX जैसे programmable smartcard IC, लेकिन सभी नहीं
    • analogy दें तो यह उस स्थिति के ज़्यादा करीब है जहाँ WiFi antenna 6-inch Cat 5 cable जैसा दिखता हो और उसके सिरे पर RJ-45 बना हो

  • QR code ticket medium के तौर पर बेहतर लगता है
    यह card करीब 100 bytes का है, जबकि QR code 2KB से ज्यादा data रख सकता है
    यह सस्ते plastic substrate पर ink से print किया गया है, और QR code तो सिर्फ ink है। चाहें तो और भी सस्ती printing process संभव है
    इस तरीके में आने वाले दशकों तक किसी खास ticket technology supplier पर निर्भर रहना पड़ेगा। QR code को screen पर दिखाया जा सकता है या paper पर print किया जा सकता है, और mobile app से लेकर paper types, physical printers और reader devices तक सभी components के suppliers को मनचाहे ढंग से बदला जा सकता है। public transport tickets जैसी दशकों तक चलने वाली व्यवस्था में इस flexibility को कम नहीं आँकना चाहिए
    replacement ticket issuing में भी इस तरीके में physical pickup चाहिए, लेकिन QR code को email, WhatsApp, screenshot, photo से भेजा जा सकता है और चाहें तो paper QR code भी exchange किया जा सकता है
    यह RFID reader सस्ता और टिकाऊ है। QR code के optical readers भी लगभग उतने ही सस्ते और मजबूत हो सकते हैं, लेकिन पूरी तरह समान नहीं, इसलिए सिर्फ इस एक बिंदु पर RFID थोड़े अंतर से जीतता है

    • मैं पिछले 30 साल से public transport ticketing पर काम कर रहा हूँ, और Japan के बाहर पहले system, Hong Kong Octopus, में भी शामिल था
      QR code की समस्याएँ चार हैं। printed code copy किया जा सकता है, dynamic QR code का भी screenshot लिया जा सकता है, definition के हिसाब से वह read-only है, और reader धीमा होता है तथा user को orientation सही मिलानी पड़ती है
      NFC read/write कर सकता है, करीब 10cm range रखता है, और बड़े cards अधिकतम 4KB data रख सकते हैं। Ultralight single-use ticket को replace कर सकता है और exit पर collect किए जाने वाले magnetic tickets की तरह recycle भी हो सकता है
    • QR code इस use case के लिए ज्यादातर fit नहीं बैठता, इसके मुख्य drawbacks पहले ही काफी बताए जा चुके हैं। इसमें state नहीं होती, इसे बहुत आसानी से copy किया जा सकता है, बार-बार use से यह आसानी से गंदा हो जाता है, optical limitations की वजह से धीमा है, और अगर reader offline होने पर इसे काम नहीं करना है तो 100% available central ledger चाहिए
      दुनिया के सबसे व्यस्त railway stations पर ऐसे system को बड़े scale पर सही ढंग से चलाने के लिए दशकों की R&D लगी, और QR code requirements पूरी नहीं कर पाया। शुरुआती R&D की एक झलक https://www.jreast.co.jp/e/development/tech/pdf_6/tec-06-40-... पर देखी जा सकती है, और यह ऐसे system को पूरी करनी पड़ने वाली technical requirements पर चर्चा करता है
    • QR code की समस्या यह है कि वह read-only है
      Montreal के बारे में नहीं जानता, लेकिन Moscow public transport भी ऐसे ही paper tickets इस्तेमाल करता है, और वह भी MIFARE Ultralight है, जिसे multiple rides के लिए खरीदा जा सकता है। ticket इस्तेमाल करने पर turnstile या inspector device one-way counter बढ़ा देता है, ताकि अगला device बची हुई rides जान सके
      QR code से ऐसा तब तक संभव नहीं जब तक reader या user device सभी ticket states track करने के लिए central server से लगातार internet connection बनाए न रखे, और यह practical नहीं है
    • RFID का एक फायदा यह है कि use के दौरान ticket को modify किया जा सकता है। असल में Montreal ने यह solution इसी वजह से चुना
      ticket validation के लिए internet connection इस्तेमाल नहीं किया जाता; ticket को ही used state में update किया जाता है
      मैं कहना चाहूँगा कि यह कहीं अधिक resilient तरीका है, लेकिन मैंने fare collect न कर पाने वाली buses बहुत देखी हैं, इसलिए यकीन नहीं कि सचमुच ऐसा है या नहीं
    • QR code के दो बड़े फायदे हैं: उसे बनाना सस्ता है और smartphone screen पर दिखाना बहुत आसान है
      बाकी हर मामले में contactless IC ज्यादा powerful है। इसे दोबारा लिखा जा सकता है, इसलिए reusable tickets संभव हैं; यह challenge-response authentication support कर सकता है, जिससे safe offline use संभव होता है; और नतीजतन gate transactions तेज होते हैं। अनुभव के हिसाब से scanning भी कहीं कम झंझट वाली लगती है

  • दिलचस्प। हाल ही में यूरोप में पहली बार ऐसा टिकट इस्तेमाल किया, लेकिन यह सोच ही नहीं पाया कि इसमें NFC चिप हो सकती है, इसलिए समझ नहीं आया कि इसे स्कैन कैसे करना है और काफी परेशान हुआ
    वहीं मेरी पत्नी, जो बिल्कुल भी technical व्यक्ति नहीं है, ने स्वाभाविक रूप से मान लिया कि इसे tap करना है और तुरंत intuitively समझ गई

    • पत्नी जैसा ही अनुभव हुआ। मैं tech background से हूँ, लेकिन tools जैसी चीज़ें संभालने में बहुत कमजोर हूँ, और tickets के साथ भी यही है
      अगर कोई इस्तेमाल करने का तरीका न दिखाए, तो शायद मैं इसे कहीं insert करने का तरीका ढूंढने लगूँगा। मेरी पत्नी को ऐसी चीज़ों और छोटे tools से बिल्कुल दिक्कत नहीं होती
      IKEA के साथ भी यही है; मैं हमेशा manual पर निर्भर रहता हूँ और उसी के अनुसार करता हूँ, और manual में अगर एक भी step missing हो तो बहुत frustrate हो जाता हूँ
    • क्या card पर WiFi icon जैसा तीन arc वाला NFC symbol नहीं है? छपा हुआ fake chip-insertion जैसा निशान उल्टा और confuse करता है
    • मज़ेदार है। मेरे आसपास tap करने वाली सारी चीज़ें plastic की हैं, इसलिए मैं भी शायद इसी तरह confuse हो जाता। उत्सुकता है कि पत्नी के दिमाग में यह कैसे आया
    • जानना चाहूँगा कि आप कहाँ रहते हैं। Chicago में 2013 से ऐसे contactless paper tickets इस्तेमाल हो रहे हैं

  • हाल ही में पता चला कि print vendor को करीब 100 डॉलर देने पर वे custom NFC cards बना देते हैं। यह ज़रूरी नहीं कि आप कोई बड़ी transit agency हों जिसके पास लाखों cards का long-term contract हो, या आपको अलग से custom JavaCard NFC app develop करनी पड़े
    इसका इस्तेमाल करके मैंने दोस्त के bar के QR code membership card को NFC card version में बदल दिया, और wallet में रखने पर यह दूसरे bars के ढीले-ढाले paper stamp cards से कहीं ज्यादा cool दिखता है

    • Blank cards भी खरीदे जा सकते हैं। कॉलेज के दिनों में मेरे पास कुछ थे। Card printer भी मिल सकता है, और अभी exact price नहीं मिल पा रहा, लेकिन वह बहुत महंगा नहीं था
      Theory में card coding से लेकर printing तक सब कुछ एक ही जगह किया जा सकता है, और custom जानकारी भी डाली जा सकती है

  • घर या car के आसपास location tap automation के लिए इस्तेमाल हो सकता है। NFC tag tap करने पर phone local action के लिए custom shortcut या Linux SBC/micro PC तक जाने वाला SSH script चला सकता है। Response time करीब 1 second है, और iPhone SE2 में भी NFC reader है
    दृष्टिबाधित लोगों के लिए NFC tags को वस्तुओं पर चिपकाया जा सकता है, और phone से वस्तु को tap करने पर वह audio description पढ़कर सुना सकता है

    • थोड़ा Nabaztag याद आता है। या शायद लगभग उल्टा। वे भी NFC जैसी चीज़ पढ़कर actions perform कर सकते थे

  • NFC chips से जुड़े सवाल लेखक खुद लेंगे :-)

    • अच्छा लेख था। उत्सुकता है कि इस तरीके की economics दूसरे disposable solutions की तुलना में कैसी है
      क्या पुराने-style magnetic stripe tickets या optical scan/barcode तरीका manufacturing के लिहाज़ से काफी सस्ता है?
      Magnetic stripe में turnstile पर read failures की दर ज्यादा होकर दिक्कत पैदा कर सकती है, और magnetic stripe व optical scan दोनों में ticket को machine में insert करना पड़ता है, जिससे complexity और moving parts बढ़ते लगते हैं
    • उत्सुकता है कि हर chip में unique ID कैसे program की जाती है
      Wafer पर मौजूद chips शुरुआत में तो सब identical निकलते होंगे, तो process के किस point पर उन्हें individually select करके unique identity दी जाती है? जानना चाहूँगा कि यह बाद में cut होने वाले direct electrical contacts से होता है, या near-field link इस्तेमाल होता है
    • उत्सुकता है कि chip को इतना अविश्वसनीय रूप से पतला कैसे बनाया जाता है
      Production process के पूरे दौरान तो 75µm/120µm wafer इस्तेमाल नहीं करते होंगे; वह सचमुच इंसानी बाल की मोटाई है। सोचता हूँ कि 200/300mm wafer उस thickness पर खुद को support कर भी सकता है या नहीं, और production process के सारे stresses झेल सकता है या नहीं
    • उत्सुकता है कि MIFARE Ultralight EV1 chip को clone करना कितना मुश्किल है। कहा गया कि UID signed है, तो क्या इस signature को बस copy किया जा सकता है? क्या उसी design की कोई magic chip खरीदनी होगी जो UID/serial लिखने देती हो?
      DESFire और अन्य secure NFC chips में cloning रोकने का असली mechanism क्या है, यह जानना चाहता हूँ
    • उत्सुकता है कि यह व्यापक NFC ecosystem में कहाँ fit होता है
      Omny, Clipper, Smartrip जैसे बड़े metro systems क्या इस्तेमाल करते हैं, Apple और Google devices में कुछ NFC protocols को ज्यादा programmable तरीके से implement करते हैं तो वह कैसे काम करता है, और क्या इसका credit cards में इस्तेमाल होने वाले protocols से कोई संबंध है
      जापान में व्यापक रूप से इस्तेमाल होने वाले Felica से इसका क्या रिश्ता है, यह भी जानना चाहता हूँ। कुछ समय पहले खबर थी कि chips बनाने वाली factory में आग लग गई थी जिससे chip shortage हुई, और Apple को iPhone NFC के साथ market में आने का मौका मिला

  • “Ultralight चिप में प्रिंटेड टिकट की तुलना में कुछ और फीचर होते हैं। निर्माण के समय इसमें एक unique 7-byte identification code (UID) डाला जाता है, और UID signed होता है ताकि नकली UID न बनाया जा सके” वाले हिस्से में समस्या यह है कि उन्हें भी बहुत आसानी से क्लोन किया जा सकता है। साधारण Flipper Zero से भी यह संभव है
    अगर असली सुरक्षा चाहिए तो challenge-response तरीके पर जाना होगा। यानी हर कार्ड को फैक्टरी में एक unique private/public key pair मिले, और public key को फैक्टरी sign करे। असलियत जाँचते समय टर्मिनल कोई random nonce दे, कार्ड उसे private key से sign करे, और टर्मिनल फैक्टरी की public key से verify करे
    “चिप गिर गई थी, इसलिए microscope के नीचे धूल और चिप में फर्क करना पड़ा” वाला हिस्सा सच में हैरान करने वाला है। जिसे इंसान के लिए संभालना भी मुश्किल है, उसे मशीन कैसे बनाती है, और bonding process काम करे इसके लिए उसे लगातार सही orientation में कैसे रखती है, इसका अंदाजा नहीं लगता

    • असली सुरक्षा के लिए challenge-response ही जरूरी हो, ऐसा नहीं है। दूसरा विकल्प इस्तेमाल हुए UID को database में store करना है
      अगर यह single-use ticket है, तो UID signature verify करें, पहली बार इस्तेमाल होने पर उसे used mark करें, और उसके बाद हर इस्तेमाल reject कर दें
      कार्ड clone करने पर वह एक बार काम करेगा। यानी कोई व्यक्ति सही equipment लेकर पास से गुजरते हुए टिकट चुरा सकता है और वैध मालिक से पहले इस्तेमाल कर सकता है। सिर्फ Flipper Zero से range बहुत छोटी होने के कारण यह पर्याप्त नहीं, लेकिन संभव है। single metro ticket के मामले में मुझे यह बहुत चिंता की बात नहीं लगती
      multi-ride ticket की security बढ़ाने के लिए rolling code इस्तेमाल किया जा सकता है। हर बार ticket scan होने और UID verify होने पर NFC memory से कोई code पढ़ा जाए, वह sequence से match होना चाहिए, और अगला code memory में फिर से लिखा जाए ताकि अगली बार वही पेश करना हो। इससे clone invalid हो जाएगा। ticket चुराया जा सकता है, लेकिन server-side encryption तोड़े बिना system को मात नहीं दी जा सकती
      commuter pass जैसे ज्यादा मूल्यवान tickets के लिए challenge-response तरीका इस्तेमाल किया जा सकता है
    • अगर verification system MIFARE Ultralight की password feature इस्तेमाल करे, तो इसे इतनी आसानी से clone नहीं किया जा सकता। पढ़ते ही तुरंत invalid हो जाने वाले one-time tickets के लिए यह पर्याप्त हो सकता है, और IC पर load भी काफी हल्का रहता है
    • लगने वाले समय और equipment को देखते हुए यह बिल्कुल भी worthwhile नहीं है। मान लें सब कुछ हो भी, तो पकड़े जाने पर वे आपको उदाहरण बनाने के लिए सख्त सजा देने की कोशिश करेंगे
      unauthorized computer use, fraud, या जो भी लागू हो सकता है। cameras वाले हर station में $4 ticket बचाने के लिए ऐसा करने की कोई वजह नहीं है
    • आखिर clone किया जा सकने वाला सिर्फ अपना इस्तेमाल करने वाला ticket ID ही है। आप ticket खरीदकर clone कर सकते हैं, लेकिन उससे मिलेगा क्या? दोनों में से किसी एक को पहली बार इस्तेमाल करते ही वह फिर भी backend पर verify होगा
      असली जोखिम यह है कि कोई व्यक्ति किसी के खरीदे हुए लेकिन इस्तेमाल से पहले वाले ticket को clone कर ले, जो security flaw तो है, पर real-world usage में बहुत मामूली समस्या होने की संभावना है
      day pass में थोड़ी समस्या हो सकती है। कोई एक day pass खरीदकर उसकी copies कम कीमत पर बेच सकता है। फिर भी महंगे chips लगाकर रोकने लायक समस्या शायद नहीं है
    • challenge-response तरीका इस्तेमाल करने पर अब आपको denial-of-service attack के प्रति vulnerable होना स्वीकार करना पड़ेगा। इसमें excavator accident जैसी external infrastructure failure से service outage भी शामिल है
      bonding process भी इतना consistent नहीं है। failure rate 3% है, और हर order मिलने पर unique “broken chip” map स्वीकार करना पड़ता है

  • अंदर chip वाली लाखों tickets बनाना waste के लिहाज से बहुत ज्यादा लगता है, यह देखकर हैरानी हुई
    मेरी समझ में यह one-time use है
    India की New Delhi metro पहले ऐसे chip वाले plastic tokens इस्तेमाल करती थी, लेकिन यात्रा खत्म होने पर station से बाहर निकलने के लिए chip वापस करनी पड़ती थी
    आजकल वह printed QR system इस्तेमाल करती है, और paper भी हटा दिया है। mobile app से ticket खरीदकर UPI instant payment से pay करें, फिर phone का QR code scanner को दिखाएँ और आगे बढ़ जाएँ
    monthly pass holders को RFID chip-based card जारी किया जाता है

    • यह तथ्य कि प्रति piece केवल कुछ cents खर्च होते हैं, अपने-आप में दिखाता है कि waste बहुत कम है। अगर waste की चिंता है, तो किसी एक flight को cancel करने जैसी ज्यादा meaningful चीजों पर ध्यान देना बेहतर है
      plastic Opus card भी अगर पर्याप्त बार इस्तेमाल न हो, तो plastic और chip के mass के आधार पर उल्टा ज्यादा wasteful हो सकता है। उदाहरण के लिए, one-time use अक्सर tourists के लिए होता है, और ऐसे मामले में full-chip Opus card सच में waste है
    • plastic tokens मुझे काफी smart लगते हैं। लेकिन public transport gates पर mobile tickets के लिए QR code अच्छा विकल्प नहीं है
      लोगों को code सही orientation में दिखाने और scan होने लायक brightness पर्याप्त बढ़ाने में अक्सर काफी समय लग जाता है। train पकड़नी हो तो यह वह चीज नहीं है जिसका सामना करना चाहेंगे
    • footnote 2 पढ़ना अच्छा रहेगा। rechargeable Opus card मौजूद है: https://en.wikipedia.org/wiki/Opus_card
      single tickets और Opus card usage ratio पर data नहीं मिला, लेकिन उम्मीद है कि मात्रा बहुत ज्यादा नहीं होगी। नियमित रूप से public transport इस्तेमाल करने वाले ज्यादातर लोग one-time tickets इस्तेमाल नहीं करते होंगे
    • chip नमक के दाने से थोड़ी छोटी होती है। उस हिसाब से यह waste का सबसे पागलपन वाला स्तर नहीं लगता

  • MIFARE का इस्तेमाल London Oyster card में 20 साल तक हुआ, और Hong Kong में तो उससे भी पहले से हो रहा था। बेशक, Ultralight वर्ज़न नहीं
    हालांकि Oyster ज़्यादातर उपयोगों में बाहर हो रहा है। अगर season ticket नहीं है, तो contactless payment, खासकर फोन, कहीं ज़्यादा सुविधाजनक है और बर्बादी भी बहुत कम है

    • मुझे लगता है MIFARE के कई रूप दुनिया भर के NFC metro tickets के de facto standard जैसे हैं
      St Petersburg MIFARE Classic और tokens का इस्तेमाल करता है, और Moscow rechargeable Troika card के लिए MIFARE Classic, one-time use के लिए MIFARE Ultralight इस्तेमाल करता है। Dubai “nol” card MIFARE DESFire है, Los Angeles “tap” card MIFARE Classic है, London Oyster MIFARE DESFire EV1 है। मैंने सच में अपने पास पड़े transit cards के ढेर में खोजकर जिनके बारे में पक्का नहीं था उन्हें scan करके देखा
      जिनमें मैंने देखा, MIFARE नहीं था और Android से पढ़ा भी नहीं गया, लेकिन Flipper Zero से पढ़ा गया, वह सिर्फ Brussels का paper ticket था। बेशक, NFC नहीं होने वाले tickets भी हैं। जैसे Paris के प्यारे छोटे tickets या NYC MetroCard, जो magnetic stripe इस्तेमाल करते हैं
    • Hong Kong Octopus card मेरी जानकारी में Felica इस्तेमाल करता है
      conceptually यह MIFARE से बहुत मिलता-जुलता है। यह एक fixed-function IC है जो पूरी तरह offline stored-value wallet लागू करता है, लेकिन ISO 14443 A से लगभग हर layer पर अलग stack इस्तेमाल करता है। ISO 14443 C बनने की संभावना भी plan की गई थी, लेकिन आखिरकार ऐसा नहीं हुआ
    • contactless card और Oyster के बीच साफ़ दिखने वाला delay है। मेरे जानने वालों में कुछ लोग Oyster को पसंद करते हैं, भले ही उसे बार-बार top up करना पड़े, क्योंकि gate तेज़ी से खुलता है
      उम्मीद है किसी दिन हमें ऐसे trade-offs में से कोई एक चुनना नहीं पड़ेगा
    • उस दिन का इंतज़ार है जब National Railcard को contactless bank card से link किया जा सकेगा
    • मेरी जानकारी में Montreal में भी contactless smartphone ticket की योजना है। कुछ साल पहले से इस पर बात शुरू हुई थी, पर हैरानी है कि अब तक किया क्यों नहीं

  • अरे वाह। पिछली बार जब मैं Montreal metro लेने गया था, ऐसे ticket खरीदने की लाइन इतनी लंबी थी कि मैंने बस हार मान ली
    सीधे payment करके metro में जाने का कोई तरीका नहीं था, और इनमें से एक ticket खरीदना ही पड़ता था। Toronto में आप credit card tap करके metro ले सकते हैं
    ऊपर से Montreal cards सड़कों पर इधर-उधर फेंके हुए भी दिखते हैं। Montreal का यह card system सच में बहुत गड़बड़ लगता है

    • लेकिन इसी तरीके की वजह से London जैसी मज़ाकिया transport companies बाद में credit card पर retroactive charge लगा सकती हैं