1P by neo 3달전 | favorite | 댓글 1개

몬트리올 지하철 티켓을 작동시키는 작은 칩 내부

NFC 기술 개요

  • 몬트리올 지하철 티켓은 NFC(Near-Field Communication) 기술을 사용함.
  • NFC 리더기(개찰구)와 NFC 태그(티켓)가 짧은 거리에서 자기장을 통해 데이터를 교환함.
  • 리더기는 자기장을 생성하여 태그에 전력을 공급하고 데이터를 전송함.

티켓의 구조

  • 티켓은 종이로 만들어졌지만 내부에는 얇은 플라스틱 시트와 금속 호일로 된 안테나가 있음.
  • NFC 칩은 매우 작고 얇아서 티켓 내부에서 느낄 수 없을 정도임.

칩의 기능

  • MIFARE Ultralight EV1 칩은 저비용의 일회용 티켓용으로 설계됨.
  • 칩은 작은 EEPROM에 데이터를 저장하며, 기본적으로 리더기에 데이터를 제공하는 역할을 함.
  • 칩에는 고유한 7바이트 식별 코드(UID)가 있으며, 메모리 접근을 비밀번호로 보호할 수 있음.

칩의 사진 촬영 과정

  • 칩을 티켓에서 분리하고 실리콘 다이만 남기기 위해 여러 단계를 거침.
  • 칩의 표면을 보호하는 층을 제거하여 내부 구조를 관찰함.

칩의 구조

  • 칩의 대부분은 디지털 논리 회로로 구성되어 있으며, EEPROM과 전압을 높이는 충전 펌프 회로가 포함됨.
  • 안테나 신호를 디지털 데이터로 변환하는 아날로그 회로도 포함됨.

데이터 전송 방식

  • 태그는 안테나를 통해 신호를 전송하는 대신, 부하 변조(load modulation)라는 기법을 사용하여 데이터를 리더기로 전송함.
  • 리더기는 안테나의 전압 변화를 감지하여 데이터를 추출함.

칩의 제조 공정

  • 칩은 180nm 공정으로 제조되었으며, 이는 최신 반도체 공정에 비해 구식임.
  • 저비용 시장을 목표로 하여 비용을 최소화하기 위해 구식 공정을 사용함.

표준 셀 논리

  • 칩의 디지털 회로는 표준 셀 논리로 구현됨.
  • 표준 셀 논리는 자동화 도구를 사용하여 칩 레이아웃을 생성하는 방식임.

EEPROM

  • 칩은 데이터를 EEPROM에 저장하며, 고전압을 생성하는 충전 펌프 회로가 포함됨.

결론

  • 이러한 NFC 칩은 매우 저렴하게 제조되어 일회용으로 사용될 수 있음.
  • 칩은 웨이퍼 단위로 판매되며, 티켓 제조업체는 칩을 안테나 시트에 장착하고 티켓을 인쇄함.

GN⁺의 의견

  • NFC 기술의 장점: NFC 기술은 빠르고 편리한 데이터 전송을 가능하게 하며, 다양한 응용 분야에서 사용될 수 있음.
  • 보안 문제: MIFARE Ultralight 칩은 보안이 약해, 고급 응용 프로그램에는 적합하지 않음. 더 높은 보안이 필요한 경우 DESFire와 같은 칩을 사용하는 것이 좋음.
  • 제조 비용: 저비용으로 대량 생산이 가능하여 일회용 티켓과 같은 응용 분야에 적합함.
  • 기술 발전: 최신 반도체 공정과 비교하면 구식이지만, 저비용 시장에서는 여전히 유용함.
  • 응용 가능성: NFC 기술은 교통, 결제, 접근 제어 등 다양한 분야에서 활용될 수 있음.
Hacker News 의견
  • 스마트 카드처럼 보이게 만든 이유는 사람들이 이해하기 쉽게 하기 위함이지만, 실제로는 다른 기술을 사용함.
  • 물리적 통신 계층은 다르지만, 상위 프로토콜 계층은 거의 동일함. 스마트 카드와 비접촉식 카드 모두 ISO 7816을 따름.
  • 스마트 카드 생태계는 최소한의 변경으로 비접촉식 카드를 지원하려 함. 많은 장치가 접촉식과 비접촉식을 모두 지원함.
  • 이는 WiFi와 유선 이더넷의 관계와 유사함. 물리적 계층은 다르지만 논리적으로 호환되며 동일한 소프트웨어가 둘 다 지원함.
  • 유럽에서 처음으로 이러한 티켓을 경험했는데, NFC 칩이 들어있다는 생각을 못 해서 스캔하는 데 어려움을 겪었음.
  • 기술적이지 않은 아내는 직관적으로 티켓을 탭해야 한다고 생각하고 바로 이해했음.
  • NFC 태그를 집이나 차에서 위치 기반 자동화에 사용할 수 있음. 태그를 탭하면 모바일 폰이 로컬 액션이나 SSH 스크립트를 트리거할 수 있음.
  • 시각 장애인을 위해 NFC 태그를 물건에 붙여두면, 폰이 오디오 설명을 읽어줄 수 있음.
  • Mifare는 런던의 Oyster 카드와 홍콩에서 오랫동안 사용되어 왔음. 하지만 이제는 비접촉식 카드나 폰이 더 편리하고 덜 낭비적임.
  • 이 기술은 곧 사라질 예정임. 신용카드나 폰을 사용하는 것이 더 편리함. 티켓을 사기 위해 긴 줄을 서야 하는 불편함이 있음.
  • NFC 칩에 대한 질문을 받기 위해 작성자가 있음.
  • 화학 실험실에서 더 주의 깊게 배웠어야 했음. 이 프로젝트는 많은 질문에 답을 줌.
  • 모스크바의 모든 대중교통은 이러한 칩으로 작동함. 현재는 러시아에서 자체 제작한 클론 칩을 사용함.
  • 종이와 바코드가 더 저렴하고 간단하다고 생각하지만, NFC 칩이 더 복잡하고 비싸다고 믿기 어려움.
  • 직접 프로그램을 작성할 수 있는 CPU와 플래시를 가진 NFC 칩이 필요함. 하지만 이러한 칩은 NDA로 보호되어 있어 접근할 수 없음.